已修正的 Steinmetz 模型参考

使用已修正的 Steinmetz 模型,可以对磁滞损耗和涡流损耗建模。

Simcenter STAR-CCM+ 根据磁通量密度计算,使用已修正的 Steinmetz 公式计算损耗(请参见 Eqn. (4344))。可以将损耗项用于热分析。

模型名称 已修正的 Steinmetz
理论 请参见功率损耗。
提供方式 [物理连续体] > 模型 > 可选模型
节点路径示例 连续体 > 物理 1 > 模型 > 已修正的 Steinmetz
要求
  • 空间:二维和三维之一
  • 时间:隐式非稳态
  • 材料:固体和多组分固体 > 多部件固体之一
  • 电磁:有限元磁矢势、有限体积磁矢势和横向磁势之一
  • 可选模型:涡流抑制
激活 材料属性 涡流损耗系数、磁滞损耗系数、Steinmetz 系数 A、Steinmetz 系数 B,请参见材料属性。
监视器 已修正的 Steinmetz。请参见已修正的 Steinmetz 监视器。
场函数 涡流损耗系数、磁滞损耗系数、[SteinmetzMonitorFF 最大值]、[SteinmetzMonitorFF 最小值]、[SteinmetzMonitorFF 峰值]、[SteinmetzMonitorFF 均方时间导数]、[SteinmetzMonitor 涡流损耗]、[SteinmetzMonitor 磁滞损耗]、[SteinmetzMonitor 总损耗]、Steinmetz 系数 A、Steinmetz 系数 B,请参见场函数。

材料属性

应用于固体材料。

涡流损耗系数
Eqn. (4344) 中的涡流损耗系数 C e 。默认值为 0。
磁滞损耗系数
Eqn. (4344) 中的磁滞损耗系数 C h 。默认值为 0。
Steinmetz 系数 A
a (位于 Eqn. (4344) 中)。默认值为 0。
Steinmetz 系数 B
b (位于 Eqn. (4344) 中)。默认值为 0。

已修正的 Steinmetz 监视器

可用于监视指定的场函数的峰值和平均时间导数。默认情况下,场函数为磁通量密度。右键单击监视器节点的新监视器后,会显示此监视器类型。对于此监视器,指定以下属性:
部件
指定监视已修正的 Steinmetz 监视器场函数的峰值和平均时间导数的输入部件。
已启用
激活/停用已修正的 Steinmetz 监视器。
场函数
指定为其计算峰值和导数的场函数。关联的最大值、最小值、峰值和时间导数场函数显示为只读属性。Simcenter STAR-CCM+ 根据指定的函数来设置关联的场函数的名称。请参见场函数。
激励频率
将 Eqn. (4344) 中定义的激励频率 f 指定为标量分布。
对于所有具有时间步触发器的 Simcenter STAR-CCM+ 监视器,使用时间步频率子节点指定时间步项的更新频率。

场函数

涡流损耗系数
对应于 Eqn. (4344) 中的系数 Ce。
磁滞损耗系数
对应于 Eqn. (4344) 中的系数 Ch。
已修正的 Steinmetz 监视器场函数
以下场函数与 Steinmetz 监视器相关联(请参见已修正的 Steinmetz 监视器)。这些场函数的名称基于为 Steinmetz 监视器指定的场函数而更改。默认情况下,为监视器指定的场函数是磁通量密度:幅值,关联场函数为:磁通量密度:最大幅值,磁通量密度:最小幅值,磁通量密度:峰值幅值,磁通量密度:均方时间导数幅值。
  • [SteinmetzMonitorFF 最大值] - 对应于为 Steinmetz 监视器选择的场函数的最大值。请参见 Eqn. (4345)。
  • [SteinmetzMonitorFF 最小值] — 对应于为 Steinmetz 监视器选择的场函数的最小值。请参见 Eqn. (4345)。
  • [SteinmetzMonitorFF 峰值] — 对应于为 Steinmetz 监视器选择的场函数的峰值。请参见 Eqn. (4345)。
  • [SteinmetzMonitorFF 均方时间导数] — 对应于为 Steinmetz 监视器选择的场函数的平均时间导数。请参见 Eqn. (4346)。
以下场函数也与 Steinmetz 监视器相关联。这些场函数的名称随监视器的名称而更改。默认情况下监视器名称是 Modified Steinmetz 1(已修正的 Steinmetz 1),因此默认名称是 Modified Steinmetz 1 Eddy-Current Loss(已修正的 Steinmetz 1 涡流损耗)、Modified Steinmetz 1 Hysteresis Loss(已修正的 Steinmetz 1 磁滞损耗) 和 Modified Steinmetz 1 Total Loss(已修正的 Steinmetz 1 总损耗)。
  • [SteinmetzMonitor 涡流损耗] — 对应于涡流产生的损耗
  • [SteinmetzMonitor 磁滞损耗] - 对应于磁滞产生的损耗
  • [SteinmetzMonitor 总损耗] - 对应于总核心损耗 W
Steinmetz 系数 A
对应于 Eqn. (4344) 中的系数 a。
Steinmetz 系数 B
对应于 Eqn. (4344) 中的系数 。b

Steinmetz 系数有效性范围

电磁材料数据库中材料的 Steinmetz 系数衍生自实验数据。下表提供有关常引用材料的有效激励频率范围的信息。

表 1. 镍铁和钴铁合金材料
材料 最小频率 (Hz) 最大频率 (Hz)
Hiperco 50A 0.006 60 1400
Hiperco 50A 0.014 800 1200
HyMu 80 0.006 60 400
表 2. 非定向 AISI 硅钢材料
材料 最小频率 (Hz) 最大频率 (Hz)
M-19 24 Ga 60 60
M-19 26 Ga 50 1000
M-19 29 Ga 50 1500
M-27 24 Ga 60 60
M-27 26 Ga 60 60
M-27 29 Ga 60 60
表 3. 非定向 EN 10106 全加工硅钢材料
材料 最小频率 (Hz) 最大频率 (Hz)
M235-35A 50 1000
M250-35A 50 1000
M270-35A 50 1000
M270-50A 50 200
M300-35A 50 1000
M330-35A 50 1000
M330-50A 50 400
M400-50A 50 400
M470-65A 50 50
M700-50A 50 50
M700-65A 50 50
M800-50A 50 50
表 4. 非定向薄硅钢材料
材料 最小频率 (Hz) 最大频率 (Hz)
NO20 50 2500
表 5. Vacuumschmelze 钢材料
材料 最小频率 (Hz) 最大频率 (Hz)
Vacodur 49 800 1200
Vacodur 50 400 2000
Vacoflux 48 1000 5000
Vacoflux 50 50 1000