1概述

磁導率的凍結可用于非線性磁性材料。該方法的原理是，先計算源設計的非線性磁導率，然后將這些計算數據作為凍結（場無關）值導入目標設計中。利用這種技術，可將具有相同材料性質的目標設計成為一個線性問題，可以用于其他仿真模擬，比如小信號分析。

2原理介紹

電機磁路都存在一定程度的飽和，因此定轉子共同勵磁場強Hcb (工作點a) 、永磁體單獨勵磁場強Hpm (工作點b) 、電樞電流單獨勵磁場強Hi (工作點c)，三者產生的磁密Bcb、Bp、Bi不滿足線性疊加原理，即Hpm +Hi =Hcb，但Bpm +Bi＞Bcb。

為了獲得定轉子勵磁分量正確的磁密貢獻，在有限元計算時，需先計算共同勵磁 Hcb的磁密 Bcb (工作點a) ，并保存各剖分單元當前的磁導率，這是一次非線性磁場求解; 再利用保存的各單元磁導率，計算Hpm或Hi 單獨存在時的磁密Bpm_fp或 Bi_fp (工作點d或e) ，這是兩次線性磁場求解。由于工作點 a、d、e 位于過原點的直線上，因此滿足線性疊加原理，即三個勵磁產生的磁密滿足 Bpm_fp+Bi_fp=Bcb。這就是凍結磁導方法。



凍結磁導率原理

3實現方法

采用凍結磁導率方法時需要注意以下幾點：

(1)凍結磁導率可以從任何非線性靜磁設計中得到；

(2)具有非線性磁導率的設計稱為源設計，使用這種預計算的磁導率的設計，稱為目標設計；

(3)源設計和目標設計的幾何形狀必須相同；

(4)預計算的磁導率是在經過任意數量的自適應迭代步數（一個或多個）后，從源設計中獲得的；

(5)目標設計中引入的磁導率，現在與磁通密度和強度無關；

(6)源設計必須使用靜磁場求解器進行非線性求解，但目標設計可以是靜磁場(DC)或渦流場(AC)求解器類型。

在Solve Setup中的Solver選項卡中設置預計算磁導率的輸入，依照以下步驟:

(1)勾選“使用預計算的磁導率數據”復選框，然后設置鏈接窗口彈出；



勾選“使用預計算的磁導率數據”復選框

(2)找到源設計及其源求解結果。

請注意，源設計必須具有與當前設計相同的幾何形狀；

(3)可以從源設計映射變量;

(4)點擊確認；



鏈接設置

(5)在Solve Setup 的General選項卡中，設置自適應迭代步數為1。用戶如果沒有正確設置，Maxwell將通知這個錯誤，并在確認后將自適應傳遞的數量改為1。



設置自適應迭代步數為1

4總結

本文首先闡述了凍結磁導率的原理，接著介紹了如何在Maxwell中實現磁導率的凍結，同時指出了凍結磁導率時，用戶需要注意的一些事項，幫助用戶理解并掌握基于Maxwell的凍結磁導率方法實現。

審核編輯：劉清