Maxwell中如何通过能量计算电感矩阵

luomu · 发表于 2011-10-18 14:54

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本帖最后由 luomu 于 2011-10-18 15:00 编辑

软件应该是通过能量法来计算电感的。假设有两个导体，众所周知，根据L=2*Wz1/I1^2，其中Wz1是导体1的自有能，自有能计算的是自感；导体2的自感计算方法相同。M=Wh/I1*I2，Wh为互有能，互有能计算的是互感；单个加激励导体不存在互感的问题。但是问题是如果有两个以上导体，软件是如何区分各自导体的自有能以及它们的互有能呢？
有些书上（《Ansoft工程电磁场有限元分析》第48页）说是“每次分别给一个导体上加1A的电流，其它导体不加电流，对n个导体组成的系统，进行n次场模拟”。那么只能依次算出每个导体的自感，如何算互感呢？个人觉得应该再分别给其中两个导体加1A的电流，然后用此时总的磁场能量分别减去各自加1A时的总磁场能量（即在1A电流下各自的自有能），剩下的就是互有能，利用上面的第二个公式即可算出互感。
还有一个问题，上面的计算过程在材料为线性时应该是正确的，因为在线性材料下，能量应该与所加激励的平方成正比。但如果磁场中有铁心，线圈加1A电流和加10A电流的电感肯定是不一样的，也就是说在通过能量计算电感的过程中，线圈中的电流应该是实际外加激励才对啊。可是在《Ansoft工程电磁场有限元分析》中第48页说，计算电感矩阵时给定一个导体施加1A电流，为啥不是实际所加激励？这在含有非线性材料的电感求解中如何解释

luomu · 发表于 2011-10-18 15:33

再有就是假如有三个线圈，且穿在同一个铁心上，如果采用两两加激励求自感与互感，那么得到的结果肯定和三个线圈同时加激励求得的电感不一样，因为铁心在两个线圈激励下的磁导率和三个线圈激励下的磁导率不一样，对于三个以上的线圈应该如何正确求取各自的电感及互感呢？

goodluck209 · 发表于 2011-10-18 17:17

摄动法求电感

luomu · 发表于 2011-10-19 08:45

本帖最后由 luomu 于 2011-10-19 08:47 编辑

摄动法求电感
goodluck209 发表于 2011-10-18 17:17

能量摄动法也只是针对非线性，表明求得的电感是静态电感还是动态电感。那前面的问题呢，如何区分两个线圈的自有能和互有能呢？在计算电感矩阵时，软件在导体上加的是1A的电流还是实际激励？是一个个分别加呢，还是需要再两个同时加？

luomu · 发表于 2011-10-22 09:09

这么有意义的问题怎么没人感兴趣？

hxmotor · 发表于 2011-10-22 09:12

太高深了，应该在电磁场有限元相关的书籍中能查到。

luomu · 发表于 2011-10-22 16:57

本帖最后由 luomu 于 2011-10-22 17:03 编辑

我简单算了一下，两个空心线圈加电流，软件计算的总能量就是0.5*L1*i1^2+0.5L2*i2^2+M*i1*i2，但问题是反过来，n个导体计算n次的话，如何区分三部分的能量呢？个人觉得两个导体应该算3次。而且在非线性材料下，个人猜想，软件是不是先算n个导体共同加电流产生的磁场下，非线性磁芯的磁导率，也就是工作磁导率，然后认为材料是线性的，磁导率就是前面确定的磁导率，根据线性材料下各自电感的求解方法求取自感和互感的呢？那这个就有误差了，因为用能量法算电感的能量是电磁能，也就是说是BH线、最大工作磁密与纵坐标轴围成的面积，它与线性情况下围成的面积是有差别的，线性情况下电磁能等于伴随能，非线性情况下两者是不相等的。
有没有人具体编过这方面的有限元程序，应该比较清楚。

oujingou · 发表于 2012-2-25 18:42

能量怎么算呀，比如说导体1的自有能

zyounzrgs1 · 发表于 2012-8-27 10:17

看不懂，但也有点启发

shi65 · 发表于 2012-12-6 11:29

确实不知道原理，能说说到底怎么用吗？

wangjinqinshui · 发表于 2012-12-26 10:45

我也考虑过类似的问题，我想用能量法算漏感

wangjinqinshui · 发表于 2012-12-26 10:48

luomu 发表于 2011-10-22 16:57
我简单算了一下，两个空心线圈加电流，软件计算的总能量就是0.5*L1*i1^2+0.5L2*i2^2+M*i1*i2，但问题是反过 ...

但是不知道怎么实现，用场计算器？

xwlok · 发表于 2017-11-10 17:17

“每次分别给一个导体上加1A的电流，其它导体不加电流，对n个导体组成的系统，进行n次场模拟” 这样就能计算出加激励导体的自感和其他未加激励导体相对于该导体的互感吧？
maxwell中有“矩阵法”，“能量法”和“增量电感”三种方法，前两种适用于线性材料，第三种则适用于整个BH曲线。

lvzhiyong343 · 发表于 2018-9-20 20:57

前辈您好，请问您的问题得到解决了吗？

lvzhiyong343 · 发表于 2018-9-20 20:59

luomu 发表于 2011-10-19 08:45
能量摄动法也只是针对非线性，表明求得的电感是静态电感还是动态电感。那前面的问题呢，如何区分两个线圈 ...

我自己做过能量摄动法，发现误差20%，论坛里面有个曾老师，我看他的帖子也是一直有误差，但是从理论上说采用摄动法应该是没有问题的

lvzhiyong343 · 发表于 2018-9-20 21:01

luomu 发表于 2011-10-22 16:57
我简单算了一下，两个空心线圈加电流，软件计算的总能量就是0.5*L1*i1^2+0.5L2*i2^2+M*i1*i2，但问题是反过 ...

我正好做过，不知道，这么多年了，您解决了吗？您当年选取的能量不对

lvzhiyong343 · 发表于 2018-9-20 21:02

xwlok 发表于 2017-11-10 17:17
“每次分别给一个导体上加1A的电流，其它导体不加电流，对n个导体组成的系统，进行n次场模拟” 这样就能 ...

没有摄动能量法？

lvzhiyong343 · 发表于 2018-9-20 21:06

xwlok 发表于 2017-11-10 17:17
“每次分别给一个导体上加1A的电流，其它导体不加电流，对n个导体组成的系统，进行n次场模拟” 这样就能 ...

您说的矩阵法，也就是静态场里面的matrix，您说只能用于线性材料？但是静态场里面可以选择视在还是增量，这个是笔误吧？

haiyucocolee · 发表于 2020-3-20 17:02

小伙伴都惊呆了大神们

我科牛工 · 发表于 2020-3-21 15:43

马一下。
有一说一，论坛里关注一说到应用层面之外的事情，关注的人确实很少。。

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