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(shè)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(shè)置相同。

Step1：導(dǎo)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(dǎo)線/導(dǎo)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(shè)置激勵的幅度，在這里可以選擇電壓驅(qū)動或者電流驅(qū)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(shè)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(shè)置為電邊界或者OPEN。

Step6：非線性材料的設(shè)置。新建磁芯材料，導(dǎo)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(shè)置：Ms求解器設(shè)置很簡單，通常使用默認設(shè)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(jié)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(dǎo)率隨電流的變化情況。具體設(shè)置如下圖所示。

【仿真結(jié)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(jié)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(dǎo)率分布（Rel. Permeability density），下圖從左至右分別為20A、50A、80A的相對磁導(dǎo)率分布。

3. 后處理結(jié)果如下圖所示，該后處理結(jié)果為不同電流下的相對磁導(dǎo)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(yīng)的仿真。

環(huán)形磁芯的磁導(dǎo)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。