Maxwell中如何考虑电工钢带多次冲剪对材料铁耗的影响？
关于铁耗的计算，不同的电机类型所选用的方法和经验的修正是不一致的。传统的电机工艺的发展以及电机的制造水平已经可以满足电机制造的要求的时候，通过一些理论的修正和试验的数据相结合可以把铁耗计算的很准。但是在现在的低速低压大功率，以及高速的电机铁耗的占比往往远大于其它的损耗，这个情况之下就要结合一些新的分析方法，控制策略+有限元以及铁芯不同位置的磁密的特性来具体的分析了，当然，能够分析准确的前提还是要能够获取铁芯材料的高频磁滞和涡流损耗的特性。通过单冲片(磁导、铁损)测试仪(图1.1)可以测试出电工钢冲片不同劣化(冲剪)次数下的B-P(铁损)曲线，而Ansys Maxwell要准确地模拟出电工钢因边缘切割效应所产生的铁损，就需要对冲片的边缘进行网格细分，为此Maxwell从2019R1开始开发了Edge cut mesh(冲片的边缘切割网格)，如图1.2所示。- 由于硅钢每一次切割都会产生2条劣化边缘(如图2.1)，因此Maxwell2019R1新增抽取等效切边深度“Extract Equiv.Cut Depth”功能(如图2.2)。
- 为模拟硅钢片多次剪切对铁耗的影响，需要用户输入如图3所示的B-P曲线。
- 输入不同切割边的铁耗测试曲线，抽取等效的劣化深度，如图2.3所示。
图2.2 “Extract Equiv.Cut Depth”功能菜单图2.3 “Extract Equiv.Cut Depth”输入B-P曲线对话框- 将Maxwell2D案例命名为“without Cut. Mesh"，然后在Maxwell电机的硅钢材料库中选中DW465. 50这个牌号的材料，然后用Clone Material(s)这个菜单功能复制一个硅钢材料，并将其命名为“DW465_50_withoutedge_cutmesh"，然后在该材料的属性面板中将其"Equiv.Cut Depth”这一项设置为0，如图3.1所示;
- 对“without_Cut_Mesh”这个Maxwell 2D案例进行有限元计算，其铁耗计算结果如图3.2所示;
图3.1 “DW465_50_without_edge_cut_mesh”材料设置界面图3.2 “01_Irms_176.8A_3000rpm_Without_Cut_Mesh"计算算例的铁耗曲线- 将Maxwell2D案例命名为“With. Cut Mesh"，然后在Maxwel电机的硅钢材料库中选中DW465.50这个牌号的材料，然后用Clone Materia(s)这个菜单功能复制一个硅钢材料，并将其命名为“DW465_50.with .edge cut mesh",然后在该材料的属性面板中将其“Equiv.Cut Dept"这一项设置为1，将composition设置为Lamination，设置合适的叠压系数，叠压方向设置为V(3)，表示Z轴方向，如图4.1所示。
- 如图4.2所示，选择绕组、磁钢和铁芯这些对象，然后右键选择“Asign Mesh Operations Options> Inside Selection> Edge Cut”菜单(图4.2)，即会弹出如图8所示的Edge Cut网格设置界面，将Layer Thickness设置为0.2mm，如图4.3所示。
- 对于“with_Cut_Mesh”这个Maxwell2D案例进行有限元计算，其铁耗计算结果如图4.4所示。
图4.1 "DW465_50_with_edge_cut_mesh”材料设置界面图4.4 “ with_edge_cut_mesh”计算算例的铁损曲线图5.1 不考虑切边影响(左)考虑切边影响(右)的网格细节对比图图5.2 考虑切边影响前(红色)后(绿色)铁耗曲线对比图该新功能缺少不同切割次数所对应的B-P曲线，所以教程第一节中省略了抽取等效劣化深度的过程，若后续有相关材料的铁耗曲线，会将该步骤补充完整。
