工程電磁場渦流損耗

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1、工程電磁場實驗報告-----疊片鋼渦流損耗分析班級：10101901學號：1010190150序號：43姓名：袁路路一、實驗目的（1）認識鋼的渦流效應的損耗，以及減少渦流的方法。（2）學習渦流損耗的計算方法。（3）學習用MAXWELL2D計算疊片鋼的渦流。二、實驗內(nèi)容作用在磁鋼表面的外磁場Hz=3977.77A/m,即Bz=1T，要求;計算機仿真：疊片鋼的模型為四片鋼片疊加而成，每一片界面的長和寬分別為12.7mm和0.356mm，兩片之間的距離為8.12μm，疊片鋼的電導率為2.086e6S/m，相對磁導率為2000，建立相應的幾何模型，并指定材料屬性，指定邊界條

2、件。分析不同頻率下的渦流損耗。三、實驗步驟1、依照模型建立起第一象限內(nèi)的模型，將模型的原點與坐標軸的原點重合，這樣做起來比較方便。設(shè)置鋼片的材質(zhì)，使之符合實際要求。然后設(shè)置邊界條件和源，本實驗的源為一恒定磁場，分別制定在上界和右邊界，然后考慮到對偶性，將左邊界和下界設(shè)置為對偶。然后設(shè)置求解參數(shù)，因為本實驗是要進行不同的頻率下，渦流損耗的分析，所以設(shè)定好Frequency后，進行求解。2、將Frequency分別設(shè)置為1Hz、60Hz、360Hz、1KHz、2KHz、5KHz、10KHz，進行求解，注意每次求解時，要將StartingMesh設(shè)定為Initial，表示

3、重新開始計算求解。記錄下不同頻率下的渦流損耗值P和最低磁通密度Bmin。3、進行數(shù)據(jù)處理，把實驗所得數(shù)據(jù)和理論值進行比較。得出實驗結(jié)論。四、實驗數(shù)據(jù)結(jié)果1、f=1HZ時P=1.933644e-6(W)Hmin=3.9777e2(A/m)2、f=60HZ時P=6.9567e-3(W)Hmin=3.9764e2(A/m)f=360HZ時P=2.45088e-1(W)Hmin=3.9314e2(A/m)f=1kHZ時P=1.64842(W)Hmin=3.6567e2(A/m)f=2kHZ時P=4.58867(W)Hmin=3.0164e2f=5kHZ時P=9.56412(

4、W)Hmin=1.6401e2(A/m)f=10kHZ時P=1.28196e1(W)Hmin=8.0147e1(A/m)四、實驗數(shù)據(jù)分析1、實驗數(shù)據(jù)與低頻下?lián)p耗的理論計算公式的比較低頻渦流損耗的計算公式為：P=t2ω2B2σ24V,式中，V為疊片體積；t為疊片厚度；B為峰值磁通密度；σ為疊片電導率；ω為外加磁場角頻率。V=12.7×10-3×0.356×10-3×1=4.5212×10-6m3。低頻率下的Bmin和PF(Hz)Bmin（T)P(w)計算值P（w）實驗值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、實驗結(jié)果和高頻損耗計算公式的比較當頻率較高時，計算渦流損耗就應該另外尋求公式，查閱資料可得，高頻時的渦流損耗計算公式為P=12Ht2RsS=Ht22δσ=Ht22ωμ2σS式中，S為疊片表面積；Ht為磁場強度切向分量；σ為疊片電導率；μ為疊片相對磁導率；ω為外加磁場角頻率；Rs為單位表面積疊片的阻抗；δ為趨膚深度。此公式適用于頻率大于10KHZ的情況，為了進行對

6、比，也利用此公式計算2KHZ和5KHZ的情況。高頻下的Bmin和PF(Hz)Bmin（T)P(w)計算值P（w）實驗值2k0.7435.69184.5888675k0.39699.5641210k0.19112.72712.81963誤差分析誤差分析F(Hz)△P（w）相對誤差12.686E-081.37%600.00010111.43%3600.0089923.53%1k0.3120815.90%2k(低頻)3.253341.50%5k(低頻）39.4478880.50%10k(低頻)183.220493.40%2k(高頻)1.10293319.30%5k(高頻）

7、-0.564126.20%10k(高頻)-0.09260.73%經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn),在1kHz以下頻率,仿真結(jié)果與低頻損耗計算結(jié)果吻合較好；在頻率(大于)等于5kHz時,仿真結(jié)果與高頻損耗計算結(jié)果吻合也較好。四、實驗總結(jié)本次實驗，通過用Maxwell對疊片鋼渦流損耗進行仿真分析的實驗，我對渦流有了更深刻的理解和認識，同時對該軟件也熟悉了。從中了解到仿真在學習中對我們的幫助很大，我們以后應該多學習有關(guān)這方面的認識，這樣很多抽象的東西就可以形象化，使我們更容易理解。