光纖彎曲損耗仿真的案例
基于mode模塊的光纖彎曲損耗模擬
大家好，今天我所分享的案例是基于Lumercical軟件的光纖彎曲損耗模擬分析的介紹。文中主要介紹的是光纖波導(dǎo)在彎曲過程中能量損失的情況?；贚umercial mode模塊展開細(xì)致化研究分析模擬。
所選用的計(jì)算是基于FDE算法而展開的。
首先建立光纖幾何波導(dǎo)，以及配置好彎曲的結(jié)構(gòu)模型：
圖1 彎曲光纖波導(dǎo)三視圖
如圖1所示為彎曲光纖波導(dǎo)的三視圖，細(xì)節(jié)光纖纖芯及包層配置如下圖2所示：
圖2 纖芯配置
圖3 包層配置
圖4 模擬區(qū)域設(shè)置
在完成基本光纖波導(dǎo)幾何配置后，設(shè)定模擬區(qū)域參數(shù)設(shè)置如上所示，模擬在300k環(huán)境介質(zhì)為空氣環(huán)境下進(jìn)行。邊界條件為金屬邊界條件。在進(jìn)程check材料檢驗(yàn)后，選擇運(yùn)行按鈕進(jìn)行運(yùn)算。
如下圖5所示，為彎曲波導(dǎo)模式計(jì)算細(xì)節(jié)處理：
模擬的中心波長為1.55微米
計(jì)算的為前15個(gè)偏振模式
勾選上彎曲波導(dǎo)計(jì)算，設(shè)定彎曲波導(dǎo)的曲率半徑為9.1e6微米
隨后進(jìn)行運(yùn)算。
圖5 彎曲波導(dǎo)模式計(jì)算參數(shù)配置
圖6 彎曲波導(dǎo)模式計(jì)算結(jié)果
如圖6所示為光纖波導(dǎo)在彎曲后計(jì)算的模式部分結(jié)果，可以計(jì)算得到1.55微米中心波長下對應(yīng)各階光纖模式的有效折射率數(shù)值。以及偏振分配比例（TE/TM），如下圖7所示為光纖模式彎曲后的模場分布圖（部分?jǐn)?shù)值結(jié)果），可以發(fā)現(xiàn)傳輸光線模式由于彎曲導(dǎo)致部分模式場的分布發(fā)生畸變。
圖7 彎曲波導(dǎo)模式電場分布圖
最后，有相關(guān)需求歡迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)。
展開 光纖損耗的類型及標(biāo)準(zhǔn)，如何計(jì)算光纖損耗？
在光纖安裝中，對光纖鏈路進(jìn)行準(zhǔn)確的測量和計(jì)算是驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)完整性和確保網(wǎng)絡(luò)性能非常重要的步驟。光纖內(nèi)會(huì)因光吸收和散射等造成明顯的信號(hào)損失（即光纖損耗），從而影響光傳輸網(wǎng)絡(luò)的可靠性。那么如何才能知道光纖鏈路上的損耗值呢？本文將教您如何計(jì)算光纖鏈路中的損耗以及如何判斷光纖鏈路的性能。
終將渡過成長的海
01
正文
光纖損耗的類型
光纖損耗也被成為光的衰減，是指光纖發(fā)射端和接收端之間的光損耗量。造成光纖損耗的原因有多種，如光纖材料對光能的吸收/散射、彎曲損耗、連接器損耗等。
總而言之，造成光纖損耗主要有兩大原因：內(nèi)部因素（即光纖固有的特性）和外部因素（即光纖操作不當(dāng)引起的），由此光纖損耗可分為本征光纖損耗和非本征光纖損耗。本征光纖損耗是光纖材料固有的一種損耗，主要包含了因結(jié)構(gòu)缺陷引起的吸收損耗、色散損耗和散射損耗；而非本征光纖損耗主要包含了熔接損耗、連接器損耗和彎曲損耗。
光纖損耗的標(biāo)準(zhǔn)
電信工業(yè)聯(lián)盟（TIA）和電子工業(yè)聯(lián)盟（EIA）攜手制定了EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光纜、連接器的性能和傳輸要求，如今在光纖行業(yè)中被廣泛接受和使用。EIA/TIA標(biāo)準(zhǔn)明確了最大衰減是光纖損耗測量時(shí)最重要的參數(shù)之一。實(shí)際上，最大衰減是光纜的衰減系數(shù)，以dB/km為單位。下圖顯示了在EIA/TIA-568規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中不同類型光纜的最大衰減。
展開 利用Rsoft開展彎曲光纖仿真分析
Rsoft是一款優(yōu)秀的光學(xué)仿真軟件，里面集成了多個(gè)模塊，其中BPM模塊利用光束傳播法（Beam Propagation Method），能夠進(jìn)行多種類型光器件的仿真，比如分束器、光纖等。這次，利用該模塊展示如何開展光纖彎曲情況下的仿真分析。
初始設(shè)置如下：仿真工具為BeamPROP模塊，維度為3D，自由空間波長為1.55μm，3D結(jié)構(gòu)為光纖，因?yàn)榭紤]的是空氣情況，所以背景折射率設(shè)置為1。
圖1 初始化參數(shù)設(shè)置
初始化設(shè)置后，建立光纖結(jié)構(gòu)，對光纖的包層和纖芯特性進(jìn)行設(shè)置。由于Rsoft可以進(jìn)行符號(hào)化運(yùn)行，因此我們涉及到的參數(shù)設(shè)定都盡量用符號(hào)來表示，設(shè)置的符號(hào)變量如下：光纖纖芯直徑為10μm，折射率1.46，光纖包層直徑為125μm，折射率1.449，長度10cm，彎曲半徑為5mm。利用符號(hào)對光纖纖芯和包層的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，其中光纖的彎曲是通過等效彎曲實(shí)現(xiàn)的，具體參數(shù)設(shè)置如圖3所示。
圖2 符號(hào)變量列表
圖3 等效彎曲設(shè)置
設(shè)置完參數(shù)后，觀察其折射率分布，確認(rèn)折射率分布的合理性。由于此處采用了等效彎曲的方法，因此折射率分布不再是均勻的，如圖4所示。
圖4 折射率分布
然后，將纖芯設(shè)置為路徑，并對入射場進(jìn)行設(shè)置，入射位置為纖芯端面。需要注意的是，入射場的模式計(jì)算，默認(rèn)是按照背景折射率進(jìn)行計(jì)算，而實(shí)際上需要將其設(shè)置為包層的折射率。
圖5 （左）以背景折射率為基礎(chǔ)計(jì)算的模場分布；（右）以包層折射率為基礎(chǔ)計(jì)算的模場分布
設(shè)置光纖纖芯為監(jiān)測路徑，同樣注意折射率需要設(shè)置為包層折射率。
現(xiàn)在就可以用以分析光束在彎曲光纖中的傳輸情況。
展開 基于comsol軟件彎曲單模光纖模擬仿真
在本節(jié)中，主要基于實(shí)驗(yàn)室實(shí)際光纖單模圓柱光纖進(jìn)行模擬，與comsol案例庫文件在分析過程和建模有些差異：
模擬主要通過以下三個(gè)步驟進(jìn)行：模型的幾何構(gòu)建、物理場的添加研究、結(jié)構(gòu)處理分析來進(jìn)行。
下面是第一步驟：幾何模型的構(gòu)建
首先建立相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置：
圖1 結(jié)構(gòu)配置及參量設(shè)置
圖2 圓柱形單模光纖橫截面圖及幾何配置
按照上述要求配置好幾何結(jié)構(gòu)后，對每個(gè)區(qū)域的幾何賦予相應(yīng)的材料屬性。并在最后購置好聯(lián)合體。
隨后在去定義光纖的類型為彎曲光纖。
圖3 彎曲光纖模型設(shè)置及坐標(biāo)建立
第二部分：物理場及研究的添加：
由于單模光纖在進(jìn)行宏彎后，纖芯中的光纖能量大部分以泄漏模的方式擴(kuò)散到光纖包層區(qū)域中，但當(dāng)?shù)竭_(dá)光纖包層壁時(shí)會(huì)產(chǎn)生振蕩，即回音壁模式。下面我們著重分析一下這些回音壁模式。因此在物理場的選擇上選用電磁波頻域進(jìn)行分析。
具體如圖所示，光纖結(jié)構(gòu)呈軸對稱分布，我們忽略外環(huán)境的影響因此將外層設(shè)置成為完美磁導(dǎo)體（吸收所有電磁波）其余按照電磁波頻域的初始設(shè)定即可。網(wǎng)格剖分
圖4 端面網(wǎng)格化分
在光纖端面處采用自由三角形網(wǎng)格進(jìn)行劃分，在PML層共分解成為四塊設(shè)置成為映射網(wǎng)格（可參考映射網(wǎng)格的劃分方法）
圖5 模式分析
在研究部分中分成兩步驟進(jìn)行分析 分別是模式分析以及確定好相應(yīng)的頻率數(shù)值。
第三部分：后處理結(jié)果分析
圖6。泄漏模式分析
在后處理結(jié)果中（電磁波模型）選擇電場并選擇表面。油煎以等值線形式表示，得到回音壁各個(gè)電磁模式的能量值分布。如果對端面進(jìn)行一維截線處理則可以得到相應(yīng)的數(shù)值電場幅度數(shù)值。
圖7 結(jié)果后處理
展開 
基于optisystem光纖損耗特性與色散特性的研究
目前,光纖通信系統(tǒng)主要工作在1310nm波段和1550nm波段上,尤其是1550nm波段,長距離大容量的光纖通信系統(tǒng)多工作在這一波段。
圖 3?1 光纖的損耗譜曲線
光纖的損耗譜形象地描繪了衰減系數(shù)與波長的關(guān)系。從光纖損耗譜可以看出,衰減系數(shù)隨波長的增大呈降低趨勢;損耗的峰值主要與OH-離子有關(guān)。另外,波長大于1600nm時(shí)損耗增大的原因是由于石英玻璃的吸收損耗和微(或宏)觀彎曲損耗引起的。目前,光纖的制造工藝可以消除光纖在1385 nm附近的0H-離子的吸收峰,使光纖在整個(gè)(1300~1600)nm波段都有很低的損耗。
損耗受限系統(tǒng)的中繼距離
實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往要綜合考慮光纖衰減的影響，從而找出光纖的最佳中繼距離，以實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定的傳輸效果。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
模型構(gòu)建
在OptiSystem中建立如圖3-2所示的損耗受限光纖傳輸系統(tǒng)仿真模型。激光器作為信號(hào)輸入端，通過插入損耗為0.5dB的連接器接入光纖。光纖衰減為1.2dB/km,通過連接器接入光學(xué)帶通濾波器，濾除因激光器頻率特性不好而輸出的非信號(hào)波長成分，然后通過，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，通過低通濾波器過濾出傳輸?shù)男盘?hào)。
圖 3?2 損耗受限光纖傳輸系統(tǒng)仿真模型
中繼距離的理論計(jì)算
根據(jù)公式3-1可以知道光纖通信系統(tǒng)中各個(gè)部分應(yīng)滿足的指標(biāo)。
?????????=??????+????+????+?? （式3-1）
其中Pt=發(fā)射機(jī)功率，ALf=光纖損耗，La=額外損耗，Sr=接收器靈敏度，Lc=耦合器損耗，M=功率差。
仿真驗(yàn)證
在OptiSystem中進(jìn)行仿真驗(yàn)證式3-1的計(jì)算結(jié)果.
如有需要?dú)g迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”與我們聯(lián)絡(luò)
展開 基于optisystem的光纖損耗特性與色散特性的研究
目前,光纖通信系統(tǒng)主要工作在1310nm波段和1550nm波段上,尤其是1550nm波段,長距離大容量的光纖通信系統(tǒng)多工作在這一波段。
圖 3?1 光纖的損耗譜曲線
光纖的損耗譜形象地描繪了衰減系數(shù)與波長的關(guān)系。從光纖損耗譜可以看出,衰減系數(shù)隨波長的增大呈降低趨勢;損耗的峰值主要與OH-離子有關(guān)。另外,波長大于1600nm時(shí)損耗增大的原因是由于石英玻璃的吸收損耗和微(或宏)觀彎曲損耗引起的。目前,光纖的制造工藝可以消除光纖在1385 nm附近的0H-離子的吸收峰,使光纖在整個(gè)(1300~1600)nm波段都有很低的損耗。
損耗受限系統(tǒng)的中繼距離
實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，往往要綜合考慮光纖衰減的影響，從而找出光纖的最佳中繼距離，以實(shí)現(xiàn)可靠穩(wěn)定的傳輸效果。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
模型構(gòu)建
在OptiSystem中建立如圖3-2所示的損耗受限光纖傳輸系統(tǒng)仿真模型。激光器作為信號(hào)輸入端，通過插入損耗為0.5dB的連接器接入光纖。光纖衰減為1.2dB/km,通過連接器接入光學(xué)帶通濾波器，濾除因激光器頻率特性不好而輸出的非信號(hào)波長成分，然后通過，光電二極管進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，通過低通濾波器過濾出傳輸?shù)男盘?hào)。
圖 3?2 損耗受限光纖傳輸系統(tǒng)仿真模型
中繼距離的理論計(jì)算
根據(jù)公式3-1可以知道光纖通信系統(tǒng)中各個(gè)部分應(yīng)滿足的指標(biāo)。
?=+++ （式3-1）
其中Pt=發(fā)射機(jī)功率，ALf=光纖損耗，La=額外損耗，Sr=接收器靈敏度，Lc=耦合器損耗，M=功率差。
仿真驗(yàn)證
在OptiSystem中進(jìn)行仿真驗(yàn)證式3-1的計(jì)算結(jié)果.
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展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設(shè)計(jì)軟件—大模場面積彎曲光纖
研究了大模場面積光纖的彎曲對光波傳輸?shù)挠绊憽Ｔ撛O(shè)計(jì)采用階躍折射率光纖，也可研究其它類型的折射率分布光纖。
圖1表明，隨著光纖彎曲形變的加強(qiáng)，光線傳輸產(chǎn)生變化，最終將導(dǎo)致光線完全入射到包層內(nèi)而產(chǎn)生大量損耗。
圖2為不同模式下，傳輸損耗與光纖曲率半徑之間的關(guān)系曲線。該仿真雖然需用時(shí)幾分鐘，但也為用戶提供了大量的有效信息。
基于Rsoft的單模光纖彎曲結(jié)構(gòu)及研究分析
今天向大家介紹一下光纖彎曲的模型，僅僅需要兩個(gè)操作步驟即可完成哦，來咱們直接上干貨：
Step1:配置環(huán)境變量，具體如圖1所示
圖1 基本環(huán)境變量配置
圖2 纖芯配置
圖3 包層配置
選用研究模塊：beamprop
入射光中心波長：1.55微米
環(huán)境介質(zhì)：1.0（空氣）
光纖直徑：125微米（包） 8.3微米（纖芯）
光纖長度：本例中3.5厘米
結(jié)構(gòu)：fiber
折射率：1.45205（芯）1.44681（包）
Step2:光纖彎曲配置
圖4 彎曲配置
操作方式：選擇more選項(xiàng)，在bend選項(xiàng)下輸入曲率半徑值即可進(jìn)行后續(xù)分析
Step3:模擬結(jié)果分析
圖5 光場及單一波長傳輸譜
如圖所示，我們可以很明顯的看到當(dāng)入射光在光纖中傳輸時(shí)，由于彎曲的作用部分纖芯中傳輸?shù)墓饽芰繉?huì)以倏逝波的形式泄露到包層區(qū)域中，但同時(shí)會(huì)與纖芯中的能量進(jìn)行耦合，因此會(huì)發(fā)生一定程度的模式能量耦合現(xiàn)象，即產(chǎn)生諧振波。
進(jìn)一步地通過掃描全波長地形式，我們可以得到相對應(yīng)的透射光譜:
圖6 傳輸光譜對比
最后，有光學(xué)仿真相關(guān)需求歡迎通過微信公眾號(hào)聯(lián)系我們。
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展開 大模場面積彎曲光纖 RP Fiber Power
文件：Bent Large mode area fiber .fpw
研究了大模場面積光纖的彎曲對光波傳輸?shù)挠绊?。該設(shè)計(jì)采用階躍折射率光纖，也可研究其它類型的折射率分布光纖。
圖1表明，隨著光纖彎曲形變的加強(qiáng)，光線傳輸產(chǎn)生變化，最終將導(dǎo)致光線完全入射到包層內(nèi)而產(chǎn)生大量損耗。
圖2為不同模式下，傳輸損耗與光纖曲率半徑之間的關(guān)系曲線。該仿真雖然需用時(shí)幾分鐘，但也為用戶提供了大量的有效信息。
來自武漢墨光微信公眾號(hào)。
JCMsuite案例展示：光纖單模光纖的仿真分析
在案例中，計(jì)算了帶有摻雜二氧化硅芯的圓柱形光纖的基本傳播模式。
磁芯具有相對介電常數(shù)和直徑。包層具有相對介電常數(shù)和直徑。我們假定磁場的切向分量在外邊界上消失。我們想在1.5附近找到兩個(gè)本征模，這是我們對有效折射率的最初猜測。基本示例propagation Mode中給出了輸入文件所需參數(shù)的詳細(xì)描述。
下圖顯示了兩個(gè)計(jì)算本征模的電場的z分量(對數(shù)尺度下)。兩者都屬于相同的有效折射率，屬于雙重簡并。特征值存儲(chǔ)在文件eigenvalues.jcm中。
之后彎曲單模光纖教程會(huì)說明如何計(jì)算彎曲單模光纖的基本傳播模式。
展開 光纖激光器設(shè)計(jì)軟件 | RP Fiber Power 仿真環(huán)形腔光纖激光器模型
今天講講在 RP Fiber Power 里面仿真環(huán)形腔光纖激光器。首先，RP Fiber Power 里面有單位的定義和光譜數(shù)據(jù)的集合文件（根據(jù)需求也可以自定義），我們可以直接調(diào)用；然后，定義光纖的結(jié)構(gòu)，信道等基本參數(shù)和模型的搭建；最后，使用自帶的函數(shù)和命令，顯示想要輸出的數(shù)值結(jié)果和圖形輸出。下圖顯示了環(huán)形腔摻Y(jié)b光纖激光器的模擬結(jié)果。
（1）光纖中不同位置處的功率分布情況
（2）輸出功率隨輸入功率變化情況
（3）不同光纖長度下的功率分布情況
（4）徑向函數(shù)圖
點(diǎn)擊查看軟件介紹：
RP 系列 激光分析設(shè)計(jì)軟件
展開 
光纖建模和效率仿真！ASAP激光光纖耦合功能介紹研討會(huì)即將召開
ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件在光纖建模和光纖耦合分析方面有著廣泛的應(yīng)用。
在使用 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行光纖建模時(shí)，可以通過定義光纖的幾何參數(shù)、折射率分布、光源類型等信息來進(jìn)行精確建模。然后，通過模擬光線在光纖內(nèi)的傳播路徑和行為，可以分析光纖的傳輸特性、損耗、耦合效率等關(guān)鍵指標(biāo)。
在這個(gè)過程中，確保光信號(hào)的高效傳輸和最小損耗是至關(guān)重要的。ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件能夠模擬和分析光纖耦合過程中的各種光學(xué)現(xiàn)象。
光纖耦合分析
ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件提供了一系列的工具和功能，用于模擬和分析光纖耦合過程。這些工具可以幫助工程師優(yōu)化光纖的設(shè)計(jì)，確保光信號(hào)的高效傳輸。
通過 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件的物理光學(xué)分析功能，用戶可以研究光纖耦合過程中的衍射效應(yīng)、偏振等波動(dòng)光學(xué)現(xiàn)象，從而更好地理解和控制光的傳播特性。
教育資源和研討會(huì)
通過介紹“ ASAP 高斯光源、ASAP 光纖建模以及激光光纖耦合效率仿真”三大議題，研討會(huì)成員可以獲得關(guān)于光纖耦合系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要見解，從而進(jìn)行必要的優(yōu)化和改進(jìn)。
武漢墨光科技有限公司是 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件的官方代理商，提供了豐富的教育資源和研討會(huì)，幫助用戶更好地理解和使用 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件進(jìn)行光纖建模和光纖耦合分析。
我公司對于 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件的教育資源包括線上研討會(huì)、視頻演示、入門資料合集等，旨在提高用戶對 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件的認(rèn)識(shí)和操作技能。希望廣大工程師和研究人員通過使用 ASAP 高級(jí)光學(xué)系統(tǒng)分析軟件可以優(yōu)化光纖耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。
研討會(huì)詳情：
免費(fèi)研討會(huì) | 《ASAP 激光光纖耦合功能介紹》，速來領(lǐng)福利！
展開 MEMS 器件的仿真優(yōu)化---降低微鏡的阻尼損耗
我們還生成了一個(gè)繪圖（下圖右）來說明熱損耗和粘滯損耗引起的阻尼振動(dòng)。綠色曲線表示當(dāng)周圍空氣沒有耦合到微鏡運(yùn)動(dòng)時(shí)，微鏡的無阻尼響應(yīng)。通過時(shí)域仿真可以研究系統(tǒng)的瞬態(tài)行為，例如衰減時(shí)間以及系統(tǒng)對非簡諧力的響應(yīng)。
微鏡位移和壓力分布（左）以及微鏡位移的瞬態(tài)演變（右）。
除此之外，我們還可以研究微鏡周圍的聲學(xué)溫度變化。微鏡表面的等溫條件產(chǎn)生聲熱邊界層。和頻域示例一樣，最高溫度和最低溫度位置相反。
此外，通過計(jì)算微鏡的聲速變化可以看出，微鏡表面的無滑移條件會(huì)產(chǎn)生粘性邊界層。
聲學(xué)溫度變化（左）和聲速變化中的x 分量（中）和 z 分量（右）。
來源：COMSOL
展開 雙芯d型光纖的數(shù)值仿真 ￥800
本案例基于建立的雙芯D型光纖結(jié)構(gòu)，基于COMSOL軟件數(shù)值仿真得到電場分布結(jié)果，如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎下載模型！
2025大賽優(yōu)秀作品 | 有直流偏磁PWM波電壓勵(lì)磁磁心損耗的有限元仿真
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無限潛能。從本期起，我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：有直流偏磁PWM波電壓勵(lì)磁磁心損耗的有限元仿真
作者：福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 | 秦家正/汪晶慧/江盛凌
關(guān)鍵詞：磁心損耗、有限元仿真、有直流偏磁的PWM波電壓
作者說
Ansys Maxwell 有限元仿真軟件利用有限元分析求解已知邊界條件的泊松方程或者麥克斯韋方程獲得磁性元件的磁矢位分布，進(jìn)而得到磁通密度分布，其可精確地獲得磁心內(nèi)磁通密度分布。然而，其內(nèi)部自帶的磁心損耗密度模型不足以支持現(xiàn)有功率變換器中磁性元件磁心損耗仿真計(jì)算。但是，結(jié)合有限元仿真軟件Maxwell 和PyAnsys 二次開發(fā)接口，給有直流偏磁PWM波電壓勵(lì)磁磁心損耗的精確仿真提供有力支持。并且有望實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的高低頻復(fù)合波勵(lì)磁磁心損耗的精確仿真計(jì)算。
功率變換器中磁性元件的勵(lì)磁波形
有直流偏磁高頻脈寬調(diào)制波（Pulse Width Modulation, PWM）電壓勵(lì)磁的磁心損耗精確計(jì)算是業(yè)內(nèi)難點(diǎn)。
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