ansys 線圈磁場(chǎng)仿真的案例
【ansys電磁實(shí)例】【APDL】-1-自由空間線圈軸心磁場(chǎng)計(jì)算（附視頻）
一 模型描述：
圓柱形線圈，放置于自由空間。參數(shù)見圖
二 前處理
單元類型solid97,線圈和空氣相對(duì)磁導(dǎo)率均為1 。線圈掃掠網(wǎng)格劃分，空氣四面體網(wǎng)格。線圈定義局部柱坐標(biāo)施加環(huán)形電流。
1 單元類型
2 材料
3 建模
空氣
布爾操作
彈出對(duì)話框-pick all
4 定義屬性
定義局部柱坐標(biāo)
定義體屬性，需要將線圈的坐標(biāo)系定義為11號(hào)
5網(wǎng)格
基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
我校在開展電磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)過程中，均采用仿真實(shí)踐相結(jié)合的形式，例如在螺線管線圈磁場(chǎng)的測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，一方面借助毫特斯拉計(jì)和磁感應(yīng)法對(duì)螺線管 線圈軸線上的磁場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，另一方面借助ANSYS Maxwell軟件對(duì)空心和鐵芯螺線管線圈進(jìn)行仿真建模，與實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，查看線圈周圍的磁場(chǎng)分布 情況。通過軟件展示的場(chǎng)圖，可使學(xué)生更清晰、直觀地觀察磁場(chǎng)的分布情況。
本文將以平面螺旋型線圈為研究對(duì)象，詳細(xì)介紹如何在ANSYS Maxwell軟件中建立不含隔磁片和含隔磁片的平面螺旋型線圈的2D和3D模型，提取線圈的電感值，為仿真建模提供指導(dǎo)。在此基礎(chǔ)上，可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行開放式實(shí)驗(yàn)，研究平面螺旋線圈的匝數(shù)對(duì)無線電能傳輸效率的影響。
一、平面螺旋型線圈電感值計(jì)算
電感是無線充電系統(tǒng)中的重要組成部件。線圈的形狀、尺寸、匝數(shù)等均會(huì)對(duì)無線充電系統(tǒng)的效率產(chǎn)生影響。已有很多文獻(xiàn)對(duì)單匝線圈的電感和互感進(jìn) 行了研究，但其計(jì)算公式均為積分公式，給實(shí)際應(yīng)用帶來不便。在實(shí)際應(yīng)用中，常采用經(jīng)驗(yàn)公式。
式(1)中，c為圓心到導(dǎo)體中心的距離，N為線圈 匝數(shù)，w為導(dǎo)體寬度，注意式中的尺寸單位均采用英寸，1英寸=25.4mm，電感值單位為uH。
圖1為小功率無線充電系統(tǒng)中平面螺旋型線圈實(shí)物圖，圖1(a)和(b)分別為不含隔磁片和含隔磁片的線圈，線圈的參數(shù)為內(nèi)徑20mm，外徑43mm，匝數(shù)為10，每匝導(dǎo)線的直徑為1mm；隔磁片的直徑50mm，厚度1mm。采用式(1)計(jì)算，圖1(a)中不含隔磁片的平面螺旋型線圈的電感值為3.876uH。圖1(b)含有隔磁片的線圈電感值無法通過公式計(jì)算得到，需要借助ANSYS Maxwell仿真軟件進(jìn)行輔助分析。
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