基于静磁场求解器(m-static solver)的电感饱和特性仿真
【仿真设置】
step1:导入/创建电感模型,这里采用上期分享的共模电感模型。
step2:考虑到电感仿真线圈需要闭合*,可采用导线/导电平面/电边界等方式,将线圈闭合。如下图所示
*注:除rlc solver以外,其他求解器仿真电感均需要保证线圈闭合。
step3:由于共模电感包含两个或以上线圈,这里首先需要创建一个coil group;在coil group对话框中,设置激励的幅度,在这里可以选择电压驱动或者电流驱动。如下图所示
step4:添加激励,绕线电感推荐使用coil segment,每个闭合的线圈添加一个coil segment,并将两个coil segment拖拽至刚刚创建的coil group下面。这里需要注意的是,共模感量仿真添加同向激励,差模感量仿真添加相反方向的激励,如下图所示。
step5:background及边界条件设置。对于ms solver电感仿真,background中的surrounding distance尽量大,建议模型大小的5-10倍。边界条件可以设置为电边界或者open。
step6:非线性材料的设置。新建磁芯材料,导入磁铁心材料的b-h曲线。这里支持软磁材料的b-h曲线以及硬磁材料的j-h曲线。创建后,在1d results-materials文件夹中可以查看到数据拟合前后的b(h)曲线、mu(h)曲线以及mu-diff(h)曲线。如下图所示。
step7:求解器设置:ms求解器设置很简单,通常使用默认设置。此外需要勾选apparent inductance matrix,方便在1d results文件夹中得到电感感量仿真结果。
step8:添加后处理(post-processing),这一步不是必须的,在本案例里,添加该后处理是为了方便观察磁导率随电流的变化情况。具体设置如下图所示。
【仿真结果分析】
1. 在1d results 文件夹中可以查看电感感量随电流变化的结果,如下图所示。由于本案例为共模电感,其差模感量基本不受磁芯饱和的影响,因此差模感量受到电流变化的影响不大。
2. 在2d /3d results 文件夹中可以得到相对磁导率分布(rel. permeability density),下图从左至右分别为20a、50a、80a的相对磁导率分布。
3. 后处理结果如下图所示,该后处理结果为不同电流下的相对磁导率分布(提取穿过磁芯的一条curve上的数值)。
以上和大家分享了基于ms solver的电感饱和效应的仿真。
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