哈哈哈hh 发表于 2021-1-24 12:37

Maxwell软件涡流损耗仿真求助

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径-轴向一体化磁轴承分块实心定子涡流损耗的计算与分析

一体化磁轴承由轴向定子、轴向线圈、永磁体、径向定子、径向线圈、径向定子轭、转子、转子轴组成,其完整模型如图1所示:


图1:完整模型图

将轴向线圈通入交变电流,将轴向实心定子分块,分成2块、4块、8块,则模型切割图如图2所示:


图2:模型切割图

分别记录不同切割模型后,轴向磁通路径中产生的涡流损耗,模型的截面图如图3所示,且截面图沿X轴旋转一周可以得到完整模型。

图3:模型截面图

利用ANSYS Maxwell软件,在瞬态磁场中进行涡流损耗的仿真,仿真条件如下:首先在轴向定子被切割成2块时且轴向线圈的频率为2000Hz,仿真周期为8个,仿真步长为:1/(100*2000)。通过改变网格数,观察涡流损耗结果。在基于以上的仿真条件,其仿真结果如图4所示。


图4:网格数与涡流损耗结果图

遇到的问题:网格数与仿真结果没有必然的联系吗?两者之间存在什么规律吗?我之前认为,网格数越密,则仿真结果会更加准确,我这种想法正确吗?如果不正确的话,那应该是什么呢?


利用ANSYS Maxwell软件,在瞬态磁场中进行涡流损耗的仿真,仿真条件如下:首先在轴向定子被切割成2块时且轴向线圈的频率为2000Hz,仿真周期为10个,仿真步长为:1/(110*2000)。通过改变网格数,观察涡流损耗结果。在基于以上的仿真条件,其仿真结果如图5所示。


图5:网格数与涡流损耗结果图

遇到的问题:当增加仿真的周期之后,如上图,模型的网格数与涡流损耗之间还是没有任何规律而言。所以,这些条件之间到底是是关系呢?相互之间是怎么影响的呢?我得到的结果之所以没有规律,是哪里出现问题了呢?是我哪里没有注意到吗?还是我哪里出错了呢?
当轴向定子被切割成2块时,瞬态磁场网格数为18mm,仿真周期为8个,仿真步长为:1/(100*频率),则改变轴向线圈的频率,观察涡流损耗的结果如图6所示。如图所示,随着频率的增加,涡流损耗也变大。


图6:轴向线圈频率与涡流损耗结果图

当轴向定子被切割成2块时,瞬态磁场网格数为15mm,仿真周期为8个,仿真步长为:1/(100*频率),则改变轴向线圈的频率,观察涡流损耗的结果如图7所示。


图7:轴向线圈频率与涡流损耗结果图

遇到的问题:图6和图7只是仿真的网格数不同,图7中频率与涡流损耗不再呈线性变化。请问这是为什么呢?我有点不明白,是什么因素影响了仿真结果?
我的工作:需要完成模型切块的仿真,并与涡流损耗的解析模型进行比较,互相验证结果的准确性。目前,分块定子涡流损耗的解析模型仍是一大问题,无法确定分块定子涡流损耗的解析模型公式。
问题:寻:做类似定子切块对涡流损耗进行分析及研究的小伙伴?可以一起讨论,交流,学习。



herrwitz 发表于 2021-1-25 20:04

1. 网格离足够密还远得很。按mu_r = 100, sigma = 1.5 MS/m, f = 2000 Hz计算,透入深度只有0.9mm。在这0.9mm里面你至少得有3层网格。所以你的网格大小数量级就不对。得到的数据不可能有实际意义。
2. 时间分辨率不够。一个周期100步是不够的,得考虑300+步。建议用涡流求解而别用瞬态场。
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