关于有限元软件中能量守恒的说明

thwfei

针对三相感应电机，采用magnet和jmag进行计算，在Magnet中能量是守恒的，Jmag不清楚相关说明，计算的能量不太守恒，有可能我操作或者理解有误，希望拿出来大家一块讨论讨论。

xidianwt

kankan!!!!!!!

jess

分析的很详细。我想两个软件能量守恒应该是都能够遵守的。至于JMAG为何磁场储能很大不是很清楚，可能是时域内的计算方法不同吧，是时间平均的概念还是瞬时功率的概念问题。
MagNet的帮助也说了，目前考虑不了铁损的能量，应为其就没有参与计算。听JMAG介绍，最新JMAG采用新的磁滞模型后，可以将铁损能量计算在内，这一点MagNet是还没有做到的。所以其结果是MagNet计算的力矩等结果会比JMAG大一些。

thwfei

jess 发表于 2014-1-16 15:25
分析的很详细。我想两个软件能量守恒应该是都能够遵守的。至于JMAG为何磁场储能很大不是很清楚，可能是时域 ...

已完成magnet和Jmag的计算结果对比，简述如下：


MagNet计算结果如下：
1、未定义铁耗曲线，不考虑铁耗；

2、表格中Pin是直接采用计算出的电压和电流点乘相加而成，即瞬态功率；

3、由磁场储能计算的到得Pmag非常小，Jmag应该也是一样的概念；

4、从瞬态功率Pin、Pout+Ploss+Pmag看，三者曲线基本吻合；

5、查看稳态后的功率平均值（300ms到400ms），计算平均值如下：

       （1）Pin=287.388W；

       （2）Pont=208.023W；

       （3）定子铜耗：52.019W；

       （4）转子导条损耗：14.012W；

       （5）转子端环损耗：11.573W；

       （6）总损耗Ploss=定子铜耗+转子导条损耗+转子端环损耗=77.694W；

       （7）磁场储能Pmag=-0.00128W；

       （8）Pout+Ploss+Pmag=285.715W。
从计算结果看Pin基本上和Pout+Ploss+Pmag相等，即MagNet功率是守恒的。


另外，Jmag的验证计算，计算结果如下：
1、同样没有定义铁耗曲线，不考虑铁耗，从计算结果看，磁滞损耗为0；

2、从计算的到得瞬态功率曲线Pin和Pout+Ploss+Pmag看，曲线不吻合，存在偏差；

3、查看稳态后的功率平均值（300ms到400ms），计算平均值如下：

       （1）Pin=291.514W，定子线圈的电功率；

       （2）Pout=200.207W；

       （3）定子铜耗：52.045W；

       （4）转子导条损耗：12.049W；

       （5）转子端环损耗：11.620W；

       （6）总损耗Ploss=定子铜耗+转子导条损耗+转子端环损耗=75.714W；

       （7）磁场储能Pmag=-0.00132W；

       （8）Pout+Ploss+Pmag=275.920W。

从计算结果Pin-（Pout+Ploss+Pmag）=15.594W，偏差较大，Jmag功率不守恒，不够严谨。

Jmag具体算法不清楚，还没搞清楚到底是什么原因。

jess

thwfei 发表于 2014-1-19 08:41
已完成magnet和Jmag的计算结果对比，简述如下：

两个磁场储能很小，都可以忽略。
铁耗不考虑，两个软件就可以比较了。从结果看Jmag能量守恒是有些问题，不应该出现大的偏差。

thwfei

jess 发表于 2014-1-21 17:19
两个磁场储能很小，都可以忽略。
铁耗不考虑，两个软件就可以比较了。从结果看Jmag能量守恒是有些问题， ...

理论上一个电周期，电容的电功率平均值应该为0，不会产生能量损失，Magnet计算确实如此，但是Jmag计算电容的一个周期电功率的平均值竟然大于0，太搞笑了，（采用单相电容运转感应电机验证）

楼下小黑

楼主考虑的略高端，值得思考

kkguo

感谢感谢楼主分享，学习了