涡流场磁力线转向非180°原因探析

问题描述：磁力线的方向应该是相位角在180°后才发生转向，但为什么会发生在90和270°发生转向？

回答：涡流场求解器激励信号，在涡流场中是正弦。严格来说是正弦变化的信号，在电工行业并不特指正弦余弦。涡流场求解器从激励端看是余弦波。

这里产生的相位差本质上是电流和电压的相位差。所以是正弦还是余弦本身和给定的电压激励或者电流激励有关。涡流场激励源的相位可以在添加激励的地方调整。

为了验证涡流场的激励原则，我们可以在瞬态场给出相应波形做对比分析。余弦波电流激励，频率一样为1Mhz，相位角0°：

图1 余弦波电流激励

电流激励时，反电势滞后磁链90°。注意法拉第电磁感应定律：e=-dψ/t是建立在各物理量的正方向必须按照特定的正方向规定的基础上的（有关各物理量正方向的规定惯例详见普通物理或其他相关教科书）。也就是说，当电势的正方向与磁链的正方向符合右手螺旋定则的时候，这个公式才是正确的。如果不符合这个正方向规定，那么就必须去掉公式中那个负号，此时电势就超前磁链90°。

图2 余弦波电流激励波形

和我们从理论推理得到的结果一致，感应电压波形滞后了90°：

图3 余弦波电流激励感应电压波形

由于涡流场是频域仿真，瞬态场是时域仿真。对比是需要时间步长与相位差的对应。

涡流场：

图4 涡流场

图5 瞬态场

采用相同的电流频率激励条件下，二者几乎无差异。可见在涡流场中的计算结果和结论是符合预期的。