如何在Maxwell中實現(xiàn)磁導(dǎo)率的凍結(jié)呢？

1概述

磁導(dǎo)率的凍結(jié)可用于非線性磁性材料。該方法的原理是，先計算源設(shè)計的非線性磁導(dǎo)率，然后將這些計算數(shù)據(jù)作為凍結(jié)（場無關(guān)）值導(dǎo)入目標(biāo)設(shè)計中。利用這種技術(shù)，可將具有相同材料性質(zhì)的目標(biāo)設(shè)計成為一個線性問題，可以用于其他仿真模擬，比如小信號分析。

2原理介紹

電機(jī)磁路都存在一定程度的飽和，因此定轉(zhuǎn)子共同勵磁場強(qiáng)Hcb (工作點a) 、永磁體單獨勵磁場強(qiáng)Hpm (工作點b) 、電樞電流單獨勵磁場強(qiáng)Hi (工作點c)，三者產(chǎn)生的磁密Bcb、Bp、Bi不滿足線性疊加原理，即Hpm +Hi =Hcb，但Bpm +Bi＞Bcb。

為了獲得定轉(zhuǎn)子勵磁分量正確的磁密貢獻(xiàn)，在有限元計算時，需先計算共同勵磁 Hcb的磁密 Bcb (工作點a) ，并保存各剖分單元當(dāng)前的磁導(dǎo)率，這是一次非線性磁場求解; 再利用保存的各單元磁導(dǎo)率，計算Hpm或Hi 單獨存在時的磁密Bpm_fp或 Bi_fp (工作點d或e) ，這是兩次線性磁場求解。由于工作點 a、d、e 位于過原點的直線上，因此滿足線性疊加原理，即三個勵磁產(chǎn)生的磁密滿足 Bpm_fp+Bi_fp=Bcb。這就是凍結(jié)磁導(dǎo)方法。



凍結(jié)磁導(dǎo)率原理

3實現(xiàn)方法

采用凍結(jié)磁導(dǎo)率方法時需要注意以下幾點：

(1)凍結(jié)磁導(dǎo)率可以從任何非線性靜磁設(shè)計中得到；

(2)具有非線性磁導(dǎo)率的設(shè)計稱為源設(shè)計，使用這種預(yù)計算的磁導(dǎo)率的設(shè)計，稱為目標(biāo)設(shè)計；

(3)源設(shè)計和目標(biāo)設(shè)計的幾何形狀必須相同；

(4)預(yù)計算的磁導(dǎo)率是在經(jīng)過任意數(shù)量的自適應(yīng)迭代步數(shù)（一個或多個）后，從源設(shè)計中獲得的；

(5)目標(biāo)設(shè)計中引入的磁導(dǎo)率，現(xiàn)在與磁通密度和強(qiáng)度無關(guān)；

(6)源設(shè)計必須使用靜磁場求解器進(jìn)行非線性求解，但目標(biāo)設(shè)計可以是靜磁場(DC)或渦流場(AC)求解器類型。

在Solve Setup中的Solver選項卡中設(shè)置預(yù)計算磁導(dǎo)率的輸入，依照以下步驟:

(1)勾選“使用預(yù)計算的磁導(dǎo)率數(shù)據(jù)”復(fù)選框，然后設(shè)置鏈接窗口彈出；



勾選“使用預(yù)計算的磁導(dǎo)率數(shù)據(jù)”復(fù)選框

(2)找到源設(shè)計及其源求解結(jié)果。

請注意，源設(shè)計必須具有與當(dāng)前設(shè)計相同的幾何形狀；

(3)可以從源設(shè)計映射變量;

(4)點擊確認(rèn)；



鏈接設(shè)置

(5)在Solve Setup 的General選項卡中，設(shè)置自適應(yīng)迭代步數(shù)為1。用戶如果沒有正確設(shè)置，Maxwell將通知這個錯誤，并在確認(rèn)后將自適應(yīng)傳遞的數(shù)量改為1。



設(shè)置自適應(yīng)迭代步數(shù)為1

4總結(jié)

本文首先闡述了凍結(jié)磁導(dǎo)率的原理，接著介紹了如何在Maxwell中實現(xiàn)磁導(dǎo)率的凍結(jié)，同時指出了凍結(jié)磁導(dǎo)率時，用戶需要注意的一些事項，幫助用戶理解并掌握基于Maxwell的凍結(jié)磁導(dǎo)率方法實現(xiàn)。

審核編輯：劉清