【Ansys Maxwell】計算線圈 AC LOSS

考慮集膚效應、鄰近效應造成的導體損耗,計算線圈 AC LOSS

 

 

圖一

 

圖二

    一般來說,在定子繞線中的導體損耗通常視為馬達的主要損耗,而導體損耗又分為直流損耗 (DC LOSS) 與交流損耗 (AC LOSS),DC LOSS為眾所皆知的常見現象,而AC LOSS 則是更複雜的現象,由以下這兩個效應結合產生:

  一個為集膚效應,是由導體內的自感渦電流所造成,這會導致導體橫截面內的電流密度分佈不均勻,且主要是在外表面附近流動的趨向。

  一個是鄰近效應,是由導體之間的相互作用所造成,而在導體中流動的交流電流會在導體周圍產生變化的磁通量,並且會影響相鄰的導體,改變整體電流密度分佈。而同樣地,轉子旋轉也會產生另一個變化的磁場,該磁場也會影響導體內部的電流密度分佈。 而上述這些現象會增加繞組的有效電阻,導致增加額外的繞組損耗,進而提高馬達溫度並限制其性能。

  而在 Maxwell 中,將線圈導體指定為Litz Wire 類型,可透過圖1的多相繞組的阻抗矩陣附加電組矩陣來計算 AC LOSS,並以圖2分別計算出自感渦電流損失、互感渦電流損失,再從StrandedLossAC結果中觀察DC+AC LOSS的數值或曲線。 


 

 

於材料設定中,選擇線圈導線的類型為Litz Wire。


 







選擇導線的截面類型,分別可設定圓形、方形、長方形,不同截面類型對應導線參數會有所不同。


 

 

於結果中選擇 StrandedLossAC 觀看 AC LOSS 計算結果

StrandedLoss 僅包含 DC LOSS 結果,而 StrandedLossAC 則會同時包含(DC+AC) LOSS 結果