Maxwell 铁耗计算和涡流损耗

Maxwell help文件为Maxwell2D/3D的瞬态求解设置铁芯损耗一、铁损定义（core loss definition）铁损的计算属性定义（Calculating Properties for Core Loss(BP Curve)要提取损耗特征的外特性（BP曲线），先在View/EditMaterial对话框中设置损耗类型（Core Loss Type）是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。

以设置硅钢片为例。

1、点击Tools>Edit Configured Libraries>Materials.或者，在左侧project的窗口中，往下拉会有一个文件夹名为definitions，点开加号，有个materials文件夹，右击，选择Edit All Libraries.，“Edit Libraries”对话框就会出现。

2、点击Add Material，“View/Edit Material”对话框会出现。

3、在“Core Loss Type”行，有个“Value”的框，单击，会弹出下拉菜单，可以拉下选择是硅钢片（Electrical Steel）还是铁氧体（Power Ferrite）。

其他的参数出现在“Core Loss Type”行的下面，例如硅钢片的Kh,Kc,Ke,and Kdc，功率铁氧体的Cm,X,Y,and Kdc。

如果是硅钢片，对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单也是可以使用的，通过它可以从外部引入制造厂商提供的铁损曲线等数据（Kh,Kc,Ke,and Kdc）确定损耗系数（Core Loss Coefficient）。

4、如果你选择的是硅钢片，按如下操作：①从对话框底部的“Calculate Properties for”下拉菜单中选择损耗系数的确定方法（永磁铁permanent magnet、单一频率的铁损core loss at one frequency、多频率的铁损core loss versus frequency）,然后会蹦出BP曲线对话框。

单一频率的损耗：点击图表上面的“Import from file.”可以直接导入BP曲线数据文件，但要“*。

Tab”格式文件。

如果纵横轴错了，可以点击“Swap X-Y Data”按钮，调换B轴和P 轴的数据，但是B轴和P轴的方向不变。

或者直接在左侧的表格中填入对应的B值和P值，行不够了可以点击“Add Row Above”按钮，和“add row below”分别从上面和下面添加行，“append rows”是一口气加好几行，或者删除行“delete rows”。

表下面的“frequency”表示当前的BP曲线是在什么频率下的性能。

“Thickness”表示硅钢片的厚度，“conductivity”是电导率。

点击“OK”确定。

多频率的损耗：打开对话框后左下方有个“Edit”窗口，是添加要设定BP曲线的频率的。

分别加上几个频率，如1Hz和2Hz。

每填写一个赫兹点一下“Add”按钮，就会把频率添加到上面的表格中。

在相应的频率后面有“Edit dataset”按钮，点击可进入BP曲线编辑页面。

与单一的相同，可以导入文件或者自己填写BP曲线数据。

填完点击“OK”按钮。

右侧的图中就会出现设定的BP曲线。

在图标下面选择“select frequency”显示单一的左侧亮蓝色的频率下的BP曲线，选择“All frequencies”显示所有频率下的BP曲线。

选择“original curve”则BP曲线的第一个点需要从0开始。

选择“Regression Curve”则，图中不仅显示设定的BP曲线，还会附加一条BP值的增长趋势曲线。

②确定BP曲线③在“Core Loss Unit”对话框里选择BP曲线的单位④输入频率Frequency、硅钢片质量密度Mass Density、导电率Conductivity、厚度Thickness 的值和单位。

Kh——滞后系数（Hysteresis Coefficient）Kc——经典涡流系数（Classical Eddy Coefficient）Ke——过量系数（Excess Coefficient）Kdc——考虑直流偏磁效应的系数validate material——使材料生效5、如果你选择功率铁氧体，按如下操作：填写Cm,X,Y,and Kdc的值，或者如上所述，从文件中导入或者自己填写数据。

6、在“Edit material”对话框中，在质量密度（Mass density）下面的一行，有“Composition”构成。

在value列可选择solid（固体）Lamination（薄板、叠片）。

如果选择Lamination，下面会增加两行stacking factor（占空系数、堆叠系数）、stacking direction（堆叠方向）。

7、点击“OK”，确定，然后会自动退出编辑页面。

注：硅钢片的铁损系数计算（Core Loss Coefficients for Electrical Steel）在正弦磁通下，在频率范围内的铁损按如下公式计算：当磁通密度中有直流分量时，按如下公式修改：Bm——交流磁通分量的幅值（amplitude of the AC flux component）f——频率Kh——磁滞铁芯损耗系数（amplitude of the AC flux component）Kc——涡流铁芯损耗系数（the eddy-current core loss coefficient）Ke——过量的铁芯损耗系数（excess core loss coefficient）Cdc按下式计算：Bdc——直流磁通分量（DC flux component）Kdc——考虑直流偏磁效应的系数（coefficient considering the DC flux bias effects）铁损系数的提取（Core Loss Coefficient Extraction）Kh,Kc,and Ke的算法原则总结如下：无直流偏磁的铁心损耗如下计算：其中：；经典涡流损耗系数（classical eddy-current loss coefficient）按如下计算：其中，σ是导电率，d是一片硅钢片的厚度，获得K1K2的最小二次型方程其中，P vi,B mi是已测量的损耗特性曲线的第i个点，另外两个损耗特性按如下公式计算:其中，f0是损耗曲线（Loss Curve.）的测试频率。

二、点击Maxwell>Excitations>Set Core Loss.1、“Set Core Loss”对话框会出现，也可以在左侧的project框中右击“Excitations”，然后在展开的菜单中选择“Set Core Loss”，或者右击画图的区域，然后选择“Assign Excitation>Set Core Loss”。

2、在这个对话框中，“Core Loss Setting”列打钩，可以选择对哪些器件进行铁损计算。

“Defined in Material”列表示哪些项目含有铁损。

3、如果有特殊名字的器件要加入计算铁损序列，点击“Select Object By Name”按钮，在弹出的对话框里输入名字。

4、也可以点击“Deselect All”按钮来取消所有器件的选择。

5、在“Advanced”页面，可以勾选“Consider core loss effect on field”，点击这个按钮后，软件会估计铁损，并改变场计算，在瞬态场计算中加入铁损效应导致的影响结果。

这个功能借着延长计算时间，从而提高高铁损材料的瞬态场计算的准确性。

并且损耗计算是在场计算之后再计算的。

6、点击“OK”。

-----------------------------------------------------------------------------------------------新浪博客：关于Ansoft maxwell中电机铁耗和涡流损耗计算的说明forlink团队原创，转载请注明。

考虑到最近很多人在问这个问题，因此专门整理出来，供新手参考。

先谈一下什么情况下需要做铁耗分析。

对常规交流电机（同步或者异步电机），只有定子铁心才会产生铁耗，转子铁心是没有铁耗的，学过电机的人都明白的。

因此，只需要对定子铁心给出B-P曲线（也就是铁损曲线）。

注意，B-P曲线分为单频和多频两种，能给出多频损耗曲线最好，这样maxwell算得准些。

设置完铁损曲线以后，还要记得在excitations/set core loss，对定子铁心勾选才行。

此时，不需要给定子和转子铁心再施加电导率，这是初学者容易忽视的问题。

后处理中，通过result/create transient reports/core loss查看铁耗随时间变化曲线。

再谈一下什么情况下需要做涡流损耗分析。

对永磁电机，永磁体受空间高次谐波的影响，会在表面产生涡流损耗；对实心转子电机，由于是大块导体，因此涡流损耗占绝大部分。

以上两种情况需要考虑做涡流损耗分析。

现以永磁电机为例，具体阐述。

对永磁体设置电导率，然后对每个永磁体分别施加零电流激励源，在excitations/set eddy effect，对永磁体勾选。

注意，若只考虑永磁体的涡流损耗，而不考虑电机其他部分（定转子铁心）的涡流损耗，则只需要给永磁体赋予电导率值，其他部件不需要赋电导率，这是初学者容易搞错的地方。

简而言之，只对需要考虑涡流损耗的部件，施加电导率，零电流激励和set eddy effect。

后处理中，通过results/create transient reports/retangular report/solid loss查看涡流损耗随时间变化曲线。

最后，再次强调一下，做涡流损耗分析，需要skin depth based refinement网格剖分才行。

以上方法，适用于Ansoft maxwell13.0.0及以上版本，并适用于所有电机种类。

请问在计算永磁体涡流损耗的时候，为什么需要给永磁体施加零电流激励，还有，这个激励在软件里面怎么设置呢，是先选中该永磁体，之后assign Excitation，之后Current Excitation，Type选择Solid，是这样么？然后是每个永磁体单独设置？施加零电流激励，是为了给涡流指定回路。

单独，一起设置都可以，是solid。

设置零电流激励，是给永磁体，与线圈的激励没有关系，线圈该怎么设置还怎么设置关于Ansoft maxwell中铜耗计算的说明forlink团队原创，转载请注明。