工程电磁场涡流损耗

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1、工程电磁场实验报告-----叠片钢涡流损耗分析班级：10101901学号：1010190150序号：43姓名：袁路路一、实验目的（1）认识钢的涡流效应的损耗，以及减少涡流的方法。（2）学习涡流损耗的计算方法。（3）学习用MAXWELL2D计算叠片钢的涡流。二、实验内容作用在磁钢表面的外磁场Hz=3977.77A/m,即Bz=1T，要求;计算机仿真：叠片钢的模型为四片钢片叠加而成，每一片界面的长和宽分别为12.7mm和0.356mm，两片之间的距离为8.12μm，叠片钢的电导率为2.086e6S/m，相对磁导率为2000，建立相应的几何模型，并指定材料属性，指定边界条

2、件。分析不同频率下的涡流损耗。三、实验步骤1、依照模型建立起第一象限内的模型，将模型的原点与坐标轴的原点重合，这样做起来比较方便。设置钢片的材质，使之符合实际要求。然后设置边界条件和源，本实验的源为一恒定磁场，分别制定在上界和右边界，然后考虑到对偶性，将左边界和下界设置为对偶。然后设置求解参数，因为本实验是要进行不同的频率下，涡流损耗的分析，所以设定好Frequency后，进行求解。2、将Frequency分别设置为1Hz、60Hz、360Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz，进行求解，注意每次求解时，要将StartingMesh设定为Initial，表示

3、重新开始计算求解。记录下不同频率下的涡流损耗值P和最低磁通密度Bmin。3、进行数据处理，把实验所得数据和理论值进行比较。得出实验结论。四、实验数据结果1、f=1HZ时P=1.933644e-6(W)Hmin=3.9777e2(A/m)2、f=60HZ时P=6.9567e-3(W)Hmin=3.9764e2(A/m)f=360HZ时P=2.45088e-1(W)Hmin=3.9314e2(A/m)f=1kHZ时P=1.64842(W)Hmin=3.6567e2(A/m)f=2kHZ时P=4.58867(W)Hmin=3.0164e2f=5kHZ时P=9.56412(

4、W)Hmin=1.6401e2(A/m)f=10kHZ时P=1.28196e1(W)Hmin=8.0147e1(A/m)四、实验数据分析1、实验数据与低频下损耗的理论计算公式的比较低频涡流损耗的计算公式为：P=t2ω2B2σ24V,式中，V为叠片体积；t为叠片厚度；B为峰值磁通密度；σ为叠片电导率；ω为外加磁场角频率。V=12.7×10-3×0.356×10-3×1=4.5212×10-6m3。低频率下的Bmin和PF(Hz)Bmin（T)P(w)计算值P（w）实验值111.9605E-061.93364E-06600.9990.00705786.9567E-033

5、600.9870.254080.2450881k0.9121.96051.648422k0.7437.8424.588675k0.39649.0129.5641210k0.191196.0412.81962、实验结果和高频损耗计算公式的比较当频率较高时，计算涡流损耗就应该另外寻求公式，查阅资料可得，高频时的涡流损耗计算公式为P=12Ht2RsS=Ht22δσ=Ht22ωμ2σS式中，S为叠片表面积；Ht为磁场强度切向分量；σ为叠片电导率；μ为叠片相对磁导率；ω为外加磁场角频率；Rs为单位表面积叠片的阻抗；δ为趋肤深度。此公式适用于频率大于10KHZ的情况，为了进行对

6、比，也利用此公式计算2KHZ和5KHZ的情况。高频下的Bmin和PF(Hz)Bmin（T)P(w)计算值P（w）实验值2k0.7435.69184.5888675k0.39699.5641210k0.19112.72712.81963误差分析误差分析F(Hz)△P（w）相对误差12.686E-081.37%600.00010111.43%3600.0089923.53%1k0.3120815.90%2k(低频)3.253341.50%5k(低频）39.4478880.50%10k(低频)183.220493.40%2k(高频)1.10293319.30%5k(高频）

7、-0.564126.20%10k(高频)-0.09260.73%经过对比发现,在1kHz以下频率,仿真结果与低频损耗计算结果吻合较好；在频率(大于)等于5kHz时,仿真结果与高频损耗计算结果吻合也较好。四、实验总结本次实验，通过用Maxwell对叠片钢涡流损耗进行仿真分析的实验，我对涡流有了更深刻的理解和认识，同时对该软件也熟悉了。从中了解到仿真在学习中对我们的帮助很大，我们以后应该多学习有关这方面的认识，这样很多抽象的东西就可以形象化，使我们更容易理解。