CST共模電感仿真實例(3)-電感飽和特性仿真
基于靜磁場求解器(M-Static solver)的電感飽和特性仿真
【仿真設置】Step1-Step5與上期分享的基于低頻求解器的電感感量仿真的設置相同。
Step1:導入/創(chuàng)建電感模型,這里采用上期分享的共模電感模型。
Step2:考慮到電感仿真線圈需要閉合*,可采用導線/導電平面/電邊界等方式,將線圈閉合。如下圖所示
*注:除RLC solver以外,其他求解器仿真電感均需要保證線圈閉合。
Step3:由于共模電感包含兩個或以上線圈,這里首先需要創(chuàng)建一個coil group;在coil group對話框中,設置激勵的幅度,在這里可以選擇電壓驅動或者電流驅動。如下圖所示
Step4:添加激勵,繞線電感推薦使用coil segment,每個閉合的線圈添加一個coil segment,并將兩個coil segment拖拽至剛剛創(chuàng)建的coil group下面。這里需要注意的是,共模感量仿真添加同向激勵,差模感量仿真添加相反方向的激勵,如下圖所示。
Step5:background及邊界條件設置。對于Ms solver電感仿真,background中的surrounding distance盡量大,建議模型大小的5-10倍。邊界條件可以設置為電邊界或者OPEN。
Step6:非線性材料的設置。新建磁芯材料,導入磁鐵心材料的B-H曲線。這里支持軟磁材料的B-H曲線以及硬磁材料的J-H曲線。創(chuàng)建后,在1D results-materials文件夾中可以查看到數(shù)據(jù)擬合前后的B(H)曲線、Mu(H)曲線以及Mu-diff(H)曲線。如下圖所示。
Step7:求解器設置:Ms求解器設置很簡單,通常使用默認設置。此外需要勾選Apparent inductance matrix,方便在1D results文件夾中得到電感感量仿真結果。
Step8:添加后處理(post-processing),這一步不是必須的,在本案例里,添加該后處理是為了方便觀察磁導率隨電流的變化情況。具體設置如下圖所示。
【仿真結果分析】
1. 在1D results 文件夾中可以查看電感感量隨電流變化的結果,如下圖所示。由于本案例為共模電感,其差模感量基本不受磁芯飽和的影響,因此差模感量受到電流變化的影響不大。
2. 在2D /3D results 文件夾中可以得到相對磁導率分布(Rel. Permeability density),下圖從左至右分別為20A、50A、80A的相對磁導率分布。
3. 后處理結果如下圖所示,該后處理結果為不同電流下的相對磁導率分布(提取穿過磁芯的一條curve上的數(shù)值)。
以上和大家分享了基于Ms solver的電感飽和效應的仿真。
環(huán)形磁芯的磁導率分布仿佛一個漂亮的甜甜圈被染上了春天的顏色,既有紅杏枝頭春意鬧的靈動,也有千里鶯啼綠映紅的甜美。感興趣的朋友可以去嘗試,相信在美好的春光里,一定會有令人欣喜的收獲。