ANSYS空心線圈仿真的案例
Ansys空心杯電機仿真方案
空心杯電機本體仿真
定子繞組建模是空心杯電機仿真的關(guān)鍵
空心杯線圈UDP
-Maxwell內(nèi)嵌的空心杯線圈CupCoil UDP能夠快速輕松的建立線圈的全參數(shù)化幾何模型
-后續(xù)可以簡單的對線圈的直邊長、節(jié)距等設(shè)計參數(shù)進行參數(shù)和優(yōu)化分析
空心杯電機繞組建模
-按如下參數(shù)生成空心杯電機的單個繞組
-沿Z軸復(fù)制生成六個繞組
生成空心杯電機完成模型
-外部輸入或直接在Maxwell內(nèi)部建立電機定子、轉(zhuǎn)子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應(yīng)的材料特性。
空心杯電機3D模型仿真
-外部輸入或直接在Maxwell內(nèi)部建立電機定子、轉(zhuǎn)子、永磁體模型，裝配成完整的空心杯電機模型，并賦予相應(yīng)的材料特性。
-把3D模型沿Z軸切割，可得如下空心杯2D模型，設(shè)置合適的模型深度和等效材料特性，并對繞組重新進行分相后，也可以仿真空心杯電機的特性，仿真速度遠快于3D模型。
空心杯電機等效電路模型提取
采用對有限元模型的定子電流和轉(zhuǎn)子位置進行遍歷的方式，基于高精度的有限元仿真提取出空心杯電機的精確等效電路模型，然后可在TwinBuilder中利用該等效電路模型搭建外部的控制電路和控制算法，從而既保證仿真精度，又保證仿真速度。
-把繞組的激勵類型設(shè)置為外部External，并設(shè)置繞組初始電流為0。
-插入一個Maxwell外電路激勵。
展開 基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
摘要：平面螺旋型線圈是無線充電系統(tǒng)中的重要部件。利用ANSYS Maxwell軟件對平面螺旋型線圈的電感值進行了仿真分析，在圓柱坐標系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的線圈2D和3D模型，仿真結(jié)果與實測結(jié)果相符合，說明建模方法是正確的。最后研究了線圈匝數(shù)對線圈電感值和耦合系數(shù)的影響，一方面，對無線充電系統(tǒng)線圈的研究設(shè)計提供了有益參考；另一方面，也可作為電磁場與電磁波課程的仿真實驗，成為教學(xué)的補充。
關(guān)鍵詞：平面螺旋型線圈；電感值；ANSYS Maxwell；隔磁片；耦合系數(shù)
電感是基本電路元件之一，在工程中廣泛應(yīng)用導(dǎo)線繞制的線圈。例如，在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用電抗 器抑制諧波和限制短路電流，電抗器是用導(dǎo)線繞制 成螺線管的形式，稱空心電抗器。在無線充電系統(tǒng)中，線圈是能量傳輸?shù)年P(guān)鍵部分，為了提高傳輸效率，研究者嘗試使用不同形狀的線圈，如圓形、四邊形和多邊形等。由于線圈的材料、幾何形狀、匝數(shù)、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數(shù)的大小，進而影響電能傳輸效率，因此需要對諧振線圈進行優(yōu)化設(shè)計，為實物設(shè)計和實驗提供設(shè)計依據(jù)。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機、電動汽車等無線充電器中得到了廣泛應(yīng)用，研究表明平面螺旋型線圈可實現(xiàn)高效電能傳輸。此外，無線充電線圈中大量使用軟磁鐵氧體制成的隔磁片，其材質(zhì)和形狀對提高無線充電的效率和電磁兼容方面均具有重要作用。
ANSYS Maxwell是一種電磁場有限元分析軟件，它功能強大，具有電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場分析模塊，是工程設(shè)計人員和研究工作者的重要工具。電磁場課程公式多且概念抽象，學(xué)生普遍反映難學(xué)、難懂、難用。電磁場是一種特殊形式的物質(zhì)，無法直 接觀察。
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