1. Background

????????OM（OpenMagnetic）OpenMagnetics，能涵蓋氣隙磁阻，磁導率，鐵芯損耗、磁滯損耗、渦流電流損耗、渦流效應、漏感、溫升的計算與仿真[1]。

? ? ? ? 鐵損計算模型：改進的Steinmetz方程[2]

? ? ? ? 氣隙阻抗計算：Jonas Muhlethaler [3]

? ? ? ? 磁場：Germany [4]

? ? ? ? 語言：C++

? ? ? ? 優點：

? ? ? ? 1. 計算時間短

? ? ? ? 2. 精度與FEM相當

2. OpenMagnetic

2.1 Waveform Bulider

? ? ? ? 可以生成波形，并進行傅里葉變換得到波形的THD，RMS，頻率等。

2.2 Core Designer

? ? ? ? 1）可以導入現有磁芯獲得有效長度面積與體積以及最小面積

? ? ? ? 2）可以添加氣隙，選擇長度與位置并繪制3Dor2D視圖

? ? ? ? 此工具可以設計定制化磁芯or有限元仿真

2.3 Core Simulator

? ? ? ? 1）可以選擇一定形狀與材料的磁芯 給定一定數量的匝數與氣隙來計算感量

? ? ? ? 2）可以獲得磁損分為磁滯和渦流損耗[5][6]

2.4?Insulation Coordination Calculator

? ? ? ? 1) 根據不同的標準以及不同需求使用不同的算法和流程，它可以通過絕緣、爬電距離、電氣間隙和耐壓獲得必須符合一項或多項標準的絕緣距離。

? ? ? ? 2）用于對應文檔中的絕緣間距

2.5?Core Adviser

? ? ? ? 1）給定設計需求，如絕緣間距

? ? ? ? 2）給定磁端口激勵，如波形生成

? ? ? ? 3）推薦在線分銷商庫存的幾種磁芯

? ? ? ? 4）磁芯選擇基于AP算法，高頻通過保持磁芯損耗與已知參考點不變，隨頻率縮放最大磁通密度;并縮放 Winding Window 利用率因子來補償。

2.6. Magnetic Adviser

? ? ? ? 此工具是基于Core Adviser的升級。與Core Adviser不同的是，此工具會返回全磁性設計包括磁芯，線，層分布以及絕緣。

????????

2.7 Limitations

? ? ? ? 1）OM是一個線上軟件，需要網絡才能運行

? ? ? ? 2）與FEM相比，OM的計算精度低

? ? ? ? 3）OM用于公網，本地部署需要軟件與web開發經驗

????????4）OM用于常規的商業磁件，不能用于特殊磁件如矩形變壓器

3. Referance

[1]?A. Martínez, "OpenMagnetics: An Online Toolbox for Designing and Simulating Magnetics," in IEEE Power Electronics Magazine, vol. 11, no. 3, pp. 37-50, Sept. 2024.

[2] K. Venkatachalam et al., “Accurate prediction of ferrite core loss with nonsinusoidal waveforms using only Steinmetz parameters,” in Proc. IEEE Workshop Comput. Power Electron., Jun. 2002, pp. 36–41, doi: 10.1109/ CIPE.2002.1196712.?

[3] J. Muhlethaler, J. W. Kolar, and A. Ecklebe, “A novel approach for 3D air gap reluctance calculations,” in Proc. 8th Int. Conf. Power Electron. (ECCE Asia), May 2011, pp. 446–452, doi: 10.1109/ICPE.2011.5944575.

[4] M. Albach, Induktivitaten in der Leistungselektronik: Spulen Trafos und Ihre Parasitaren Eigenschaften. Wiesbaden, Germany: Springer Fachmedien, 2017.?

[5]W. Roshen, "Ferrite core loss for power magnetic components design," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 27, no. 6, pp. 4407-4415, Nov. 1991.

[6]W. A. Roshen, "A Practical, Accurate and Very General Core Loss Model for Nonsinusoidal Waveforms," in IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 22, no. 1, pp. 30-40, Jan. 2007.