励磁线圈集总参数模型参考

可使用励磁线圈集总参数模型抽取线圈区域的集总参数,即线圈的电阻和电感。

将此模型与电路模型一起使用时,可使用抽取的集总参数定义励磁线圈电路元件上的负载。请参见创建电路

模型名称 励磁线圈集总参数
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 > 励磁线圈集总参数
要求 物理模型:
  • 空间二维轴对称三维之一
  • 时间隐式不定常
  • 材料固体多组分固体 > 多部件固体之一
  • 可选模型电磁
  • 电磁有限元磁矢势(适用于三维模拟)或横向磁势(适用于二维模拟)
  • 其他模型励磁线圈有限元励磁线圈
激活 报告 当与有限元磁矢势模型一起使用时,励磁线圈集总参数模型会激活下列报告:
  • 磁电感
  • 磁运动产生的电压
  • 正则化磁链

请参见报告

求解器 励磁线圈集总参数(使用稀疏直接求解器迭代求解器。请参见励磁线圈集总参数求解器
场函数 Excitation Coil Load(励磁线圈负载)Specific Magnetic Flux Linkage(单位磁链)磁矢势

报告

仅当激活有限元磁矢势横向磁势模型时,下列报告才可用。

所有报告均接受线圈区域或其关联的线圈电路元件作为输入。在评估电路元件的报告时,Simcenter STAR-CCM+ 会考虑电路元件周期性因子,然后返回整个配置的总值。因此,这些报告可以返回区域及其关联的电路元件的不同值。

磁电感
计算一个线圈(或一组线圈)的自感,或两个线圈(或几组线圈)之间的互感。要计算自感,需要使用部件属性指定相关的线圈,并将部件共有属性留空。要计算互感,则使用部件属性指定第一个线圈(或一组线圈),然后使用部件共有属性指定第二个线圈(或一组线圈)。
使用有限元磁矢势模型时,此报告要求线圈局部方向场无发散(请参见 Eqn. (4333))。使用有限体积模型(如有限体积磁矢势模型)时,此要求不是必需的。

报告精度取决于局部方向场的精度。网格较粗糙时可能导致局部场的发散非零。在这种情况下,可以细化线圈区域中的网格,也可以对线圈区域中的磁通量密度使用表面积分报告。

或者,也可以对 [Region_Name] Specific Magnetic Flux Linkage([区域名称] 单位磁链) 场函数使用体积积分报告(请参见场函数)。

Magnetic Motion Induced Voltage(磁运动产生的电压)
计算励磁线圈中的运动感应电压。对于此报告,将输入的部件设为要计算感应电压的一个或多个线圈区域。如果使用部件子分组定义线圈区域,确保区域中的每个子组都具有相同的电流,该电流定义于电流密度幅值 > 根据部件子组 > [子组] > 安匝节点下。
要计算电压,Simcenter STAR-CCM+ 将考虑模拟中所有移动区域的贡献,以及以下要求:
  • 受电磁力控制的移动区域必须处于无力介质中(请参见磁力)。此外,这些区域必须通过刚体运动(旋转平移旋转和平移运动)来移动。请参见规定旋转和平移
  • 允许无力的移动区域以任何运动类型移动,因为它们的运动对感应电压没有贡献。
正则化磁链
计算线圈中的磁链(请参见 Eqn. (4338))。指定要包括在报告中的区域。或者,激活平滑值,将报告的值插值到网格节点中。默认情况下,此选项处于关闭状态,报告将使用最近网格单元形心中的值。选择有限元磁矢势模型和励磁线圈模型(而非有限元励磁线圈模型)时,此报告是计算磁通量连接的首选方法。

励磁线圈集总参数求解器

励磁线圈集总参数求解器使用直接或迭代求解方法计算线圈求解。Simcenter STAR-CCM+ 根据以下说明自动在直接和迭代方法之间做出选择:

  • 如果模拟包含横向磁势求解器,励磁线圈集总参数自动使用稀疏直接求解器
  • 如果模拟包含有限元磁矢势求解器,励磁线圈集总参数求解器与磁矢势求解器使用相同类型的求解器(稀疏直接求解器迭代求解器)。要指定求解方法(直接或迭代),设置磁矢势求解器节点的求解器方法属性。有关详细信息,请参见磁矢势求解器:求解器方法

    要计算励磁线圈求解,直接求解方法更加高效,因为无需进行额外的因式分解。迭代求解方法适用于要求使用迭代求解器对磁矢势进行求解的模拟。

    一般来说,励磁线圈迭代求解器要求为收敛容差设置较低的值(请参见 FE 迭代求解器参考),无论模拟中是否存在非线性材料。因此,励磁线圈迭代求解器的收敛容差默认值小于其他求解器的默认收敛容差。一般来说,默认值是恰当的。

  • 对于同时包含横向磁势和有限元磁矢势求解器的模拟,励磁线圈集总参数求解器包含两个子求解器(两个稀疏直接求解器,或者一个直接求解器和一个迭代求解器,具体取决于磁矢势求解器的设置)。这些子求解器与相关磁势求解器关联,并单独计算对应区域中的集总参数。

有关求解器属性和控制的更多信息,请参见 FE 稀疏直接求解器参考FE 迭代求解器参考

场函数

[Region_Name] Excitation Coil Load([区域名称] 励磁线圈负载)
表示线圈区域中的电流负载。
[Region_Name] Specific Magnetic Flux Linkage([区域名称] 单位磁链)
表示线圈区域电感。此场函数与由励磁线圈模型激活的单位磁链场函数不同。请参见励磁线圈模型参考
[区域名称] 磁矢势
表示对应于区域负载的磁矢势求解。
[Region_Name] Magnetic Flux Density([区域名称] 磁通量密度)
表示对应于区域负载的磁通量密度。