作者 | wang jieyu
当太阳直射点如约抵达北回归线后悠然掉头,当娉婷袅娜的荷花在阳光下绽放别样的美丽,高温也悄然覆盖了南北方大多数地区。今天我们就来聊一个和温度相关的话题。
随着电力电子技术的发展,电感变压器的高频化成为未来的发展趋势。高频化可以提高电感变压器的转换效率,减小体积和重量,提高功率密度和响应速度,但随之而来的发热问题也会越来越严重。
电感损耗主要由磁芯损耗和线圈损耗组成,也就是通常所说的iron loss 和ohmic loss。当高频电流通过电感时,iron loss 和ohmic loss 也会随着频率的增大而增大。
本文将给小伙伴们分享一个简单的案例,探讨如何通过cst仿真得到电感的损耗以及由损耗导致的温升/温度分布。
【仿真流程】
一、仿真建模
电感的3d仿真模型如下图所示
二、创建电磁-热耦合流程
在simulation project中选择em-thermal coupling。根据仿真需要选择单向耦合(uni-directional),稳态双向耦合(stationary bi-directional),以及瞬态双向耦合(transient bi-directional)。
创建后,在task文件夹下能够看到电磁-热耦合任务,同时也可以对该任务进行管理。
三、低频仿真——lf time domain solver
【coil设置】
【激励信号】
流经电感的电流波形为幅值10a,频率100khz的正弦波。
【lt solver求解器设置】
【monitor设置】
在该仿真中,需要设置iron loss及ohmic loss monitor。下图为iron loss monitor 的设置界面,这里我采用了steinmetz 公式。
【电感loss仿真结果】
仿真完成后,你可以在1d result中得到iron loss 以及 ohmic loss的具体数值。
同时也可以在2d/3d result文件夹下得到iron loss 以及 ohmic loss的分布结果,如下图所示。
iron loss density
average ohmic loss density
随时间变化的ohmic loss density
四、多物理场仿真——conjutate heat transfer solver
【filed source 设置】
【cht solver 求解器设置】
【cht solver网格剖分】
cht solver采用八叉树网格,如下图所示
【温度分布仿真结果】
【空气流速仿真结果】
(内容、图片来源:达索系统论坛,侵删)
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