Eddy Current
Вихревые токи.
Описание
Блок Eddy Current моделирует влияние вихревых токов путем создания магнитодвижущей силы (МДС), противодействующей изменению магнитного потока. Кроме того, блок моделирует паразитные эффекты с помощью последовательного сопротивления и параллельного сопротивления рассеяния, а также тепловые эффекты с помощью дополнительного теплового порта H.
Вихревые токи в магнитных сердечниках возникают под действием изменяющихся во времени магнитных полей. Меняющийся поток индуцирует в материале ЭДС, вызывая ток в замкнутых контурах. Такие токи обычно нежелательны и вызывают нагрев магнитопровода.
Этот блок используется для добавления потерь на вихревые токи в магнитной области к пользовательскому трансформатору или другому магнитному компоненту.
Вихревой ток иногда называют магнитной индуктивностью, поскольку он является магнитным аналогом электрической катушки индуктивности.
Уравнения
Эквивалентная магнитная схема блока, включающая контур вихревых токов (внизу) и параллельный контур рассеяния (вверху):
На схеме:
-
— суммарный поток на клеммах. Этот поток складывается из потока вихревых токов и параллельного потока рассеяния.
-
— поток через петлю вихревых токов.
Блок рассчитывает МДС клемм, , и поток, , как:
где:
-
— проводимость контура вихревых токов.
-
— паразитное последовательное сопротивление контура вихревых токов.
-
— параллельное рассеяние.
Поскольку паразитные последовательное сопротивление и параллельное сопротивление не имеют потерь, полная рассеиваемая мощность в блоке составляет:
Взаимосвязь электрической и магнитной моделей трансформатора
В электрической области потери на вихревые токи моделируются с помощью параллельного сопротивления первичной обмотки. Эквивалентная схема неидеального двухобмоточного трансформатора:
На схеме:
-
и — собственная индуктивность первичной и вторичной обмоток соответственно.
-
— взаимная индуктивность двух обмоток.
-
— взаимное сопротивление двух обмоток, обусловленное потерями на вихревые токи.
Этот двухобмоточный трансформатор можно аналогичным образом представить в магнитной области. Эквивалентная схема:
На схеме:
-
и — сопротивления, связанные с первичной и вторичной обмотками соответственно.
-
— сопротивление, связанное с магнитной связью двух обмоток.
-
— отношение витков между двумя обмотками.
Электрическая и магнитная цепи эквивалентны, если:
Эти соотношения можно использовать для вычисления эквивалентных свойств двухобмоточного трансформатора для одной области на основе другой.
Параметры
Conductance of eddy current loop — проводимость петли вихревых токов
1 1/Ом (по умолчанию) | положительное число
Проводимость петли вихревых токов, . Эта компонента является аналогом магнитной индуктивности в электрической области.
Parasitic series reluctance — последовательное сопротивление
1e−3 1/Гн (по умолчанию) | неотрицательное число
Паразитное сопротивление контура вихревых токов.
Parasitic parallel permeance — проницаемость параллельного рассеяния
1e−6 Гн (по умолчанию) | неотрицательное число
Паразитная проницаемость параллельного контура рассеяния. Для облегчения сходимости моделирования в некоторых топологиях схем следует установить небольшое значение этого параметра.
Show thermal port — видимость теплового порта
выключено (по умолчанию) | включено
Установите этот флажок для включения теплового порта H
Thermal mass — тепловая масса
0,1 Дж/К (по умолчанию) | положительное число
Тепловая масса блока. Этот параметр управляет поглощением и накоплением тепловой энергии в блоке.
Зависимости
Чтобы использовать этот параметр, установите флажок Show thermal port.