叠片钢涡流损耗分析1

工程电磁场实验报告

——叠片钢涡流损耗分析

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指导老师：

一 实验目的

1.认识钢的涡流效应，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MAXWELL 2D计算碟片钢的涡流

二 模型分析

如图所示，模型由4片叠片钢组成，每一片截面的长和宽分别为12.7mm 和0.356mm，两片之间的距离为8.12um，叠片钢的电导率为2.08e6S/m，相对磁导率为2000，作用在磁钢表面的外磁场Hz=397.77A/m，

即Bz=1T。

由于该模型对称，所以仿真中只取第一象限作为计算对象。

三 仿真结果及分析

软件计算了不同频率下的最低磁通密度Bmin和涡流损耗P:

如下表：

F(Hz)Bmin(T)P(W)

1 1.000 1.93363e-6 600.999 6.95673e-3 3600.988 2.45087e-1 1k0.919 1.64841

2k0.758 4.58866

5k0.4129.56414

10k0.201 2.1856e2 f=60Hz时的磁场强度分布如图：

f=10kHz是的磁场强度分布如图：

F(Hz)Hmin(T)P（W）

1

3.977e+002 1.9605e-660

3.9764e+0027.046e-3360

3.9314e+002 2.478e-11k

3.656e+002 1.6552k

3.0161e+0028.1405k 1.6395e+002

5.630

四 数据分析

低频涡流损耗的计算

低频涡流损耗的计算公式为：

式中，V 为叠片体积；t 为叠片厚度；H 为峰值磁场强度；为叠片电导率；为外加磁场角频率。

Maxwell 2D所获得的功率损耗値是假定叠片钢在Z方向上具有单位长度（1m）时而计算出来的。因此，上式中的体积显然需要按以下公式计算：

10k8.0300e+001 2.1856e2按照此公式计算的各个频率下的涡流损耗如下表：

经过对比发现在2kHz以下频率，数值结果与低频涡流损耗公式的计算结果吻合的非常好。

数值结果与高频损耗计算公式的比较

公式：

按照此公式计算的各个频率下的涡流损耗如下表：

F(Hz)Bmin(T)P（W）

2k0.758 5.6928

5k0.4129.0010

10k0.20112.724

经过对比发现，在频率大于10k Hz时，数值计算结果与高频涡流损耗公式计算的结果吻合的非常好。

五 实验总结

1、 关于Maxwell 2D

这个软件是我们初次使用，因此，在问题出现时，不知如何解决。所以，鉴于该软件在电磁工程方面的应用比较广泛，以后会通过多操作，增加熟练程度。

2、通过仿真实验，进一步了解了涡流形成的原因（导体块处于变化的磁场中）、涡流损耗的影响因素（）

2、在应用公式进行理论值计算式时，对于t叠片厚度，不能理解，不知道其取值如何得到，因此，只能通过计算实验册的数据得到。经过计算发现每组不同的频率f取值下，t均不同。

1.了解了MAXWELL 2D这个软件，它能自动计算损耗、铁耗、不同频率所对应的阻抗、力、转矩、电感以及储能。为以后的学习提供了方便。

2. 了解了涡流损耗的形成原因，知道了影响涡流损耗的大小的因素。

3.掌握了涡流损耗的计算方法，并知道在高频与低频功率损耗不同的情况下，由于趋皮深度与叠片厚度的关系，所运用的计算公式不同。