作者 | Wang Jieyu

 

當(dāng)太陽直射點(diǎn)如約抵達(dá)北回歸線后悠然掉頭，當(dāng)娉婷裊娜的荷花在陽光下綻放別樣的美麗，高溫也悄然覆蓋了南北方大多數(shù)地區(qū)。今天我們就來聊一個(gè)和溫度相關(guān)的話題。

 

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電感變壓器的高頻化成為未來的發(fā)展趨勢。高頻化可以提高電感變壓器的轉(zhuǎn)換效率，減小體積和重量，提高功率密度和響應(yīng)速度，但隨之而來的發(fā)熱問題也會(huì)越來越嚴(yán)重。

 

電感損耗主要由磁芯損耗和線圈損耗組成，也就是通常所說的iron loss 和ohmic loss。當(dāng)高頻電流通過電感時(shí)，iron loss 和ohmic loss 也會(huì)隨著頻率的增大而增大。

 

本文將給小伙伴們分享一個(gè)簡單的案例，探討如何通過CST仿真得到電感的損耗以及由損耗導(dǎo)致的溫升/溫度分布。

 

【仿真流程】

 

 

一、仿真建模

電感的3D仿真模型如下圖所示

 

 

 

二、創(chuàng)建電磁-熱耦合流程

在simulation project中選擇EM-Thermal coupling。根據(jù)仿真需要選擇單向耦合（Uni-directional），穩(wěn)態(tài)雙向耦合（Stationary Bi-directional），以及瞬態(tài)雙向耦合（Transient Bi-directional）。

 

 

創(chuàng)建后，在task文件夾下能夠看到電磁-熱耦合任務(wù)，同時(shí)也可以對該任務(wù)進(jìn)行管理。

 

 

三、低頻仿真——LF time domain solver

 

【Coil設(shè)置】

 

 

【激勵(lì)信號】

流經(jīng)電感的電流波形為幅值10A，頻率100kHz的正弦波。

 

 

【LT solver求解器設(shè)置】

 

 

【Monitor設(shè)置】

在該仿真中，需要設(shè)置iron loss及ohmic loss monitor。下圖為Iron loss monitor 的設(shè)置界面，這里我采用了steinmetz 公式。

 

 

【電感Loss仿真結(jié)果】

仿真完成后，你可以在1D result中得到iron loss 以及 ohmic loss的具體數(shù)值。

同時(shí)也可以在2D/3D result文件夾下得到iron loss 以及 ohmic loss的分布結(jié)果，如下圖所示。

 

Iron loss density

 

 

 

Average ohmic Loss density

 

 

 

隨時(shí)間變化的ohmic Loss density

 

 

 

四、多物理場仿真——Conjutate heat transfer solver

 

【filed source 設(shè)置】

 

 

【CHT solver 求解器設(shè)置】

 

 

【CHT solver網(wǎng)格剖分】

CHT solver采用八叉樹網(wǎng)格，如下圖所示

 

 

【溫度分布仿真結(jié)果】

 

 

 

【空氣流速仿真結(jié)果】

 

 

（內(nèi)容、圖片來源：達(dá)索系統(tǒng)論壇，侵刪）

 

版權(quán)與免責(zé)聲明：

凡未注明作者、來源的內(nèi)容均為轉(zhuǎn)載稿，如出現(xiàn)版權(quán)問題，請及時(shí)聯(lián)系我們處理。我們對頁面中展示內(nèi)容的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和合法性均不承擔(dān)任何法律責(zé)任。如內(nèi)容信息對您產(chǎn)生影響，請及時(shí)聯(lián)系我們修改或刪除。