COMSOL線圈互感
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
COMSOL線圈互感的視頻教程
電磁檢測與仿真系列課-06-Comsol電流互感器仿真
電流互感器原理講解 2. 電流互感器3D完全參數化模型 3. 頻域磁滯損耗、渦流損耗原理講解 4. 坡莫合，鐵氧體磁芯磁滯損耗、渦流損耗仿真設置 5. 高頻、低頻下如何精確提取損耗 6. 幅值誤差、相位誤差分析、提取 7. 后處理磁場云圖結果的提取及分析
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COMSOL線圈互感的實例教程
Maxwell中各種winding的互感結果到底是什么？（V:fwz0703）
1.自感結果
如圖所示，在Maxwell的eddy current中設置三個winding，然后添加parameters，后處理中很方便的能夠提取線圈繞組的電感，和互感等一系列和線圈相關的參數，結果如下所示：
可以看到線圈1，2，3的各自的自感數值，自感主要阻礙線圈中的電流變化速率的。具體參考上一篇文章，線圈里面的電流和電壓的關系為
2.互感結果
另外可以得到1-2，2-3，1-3之間的互感數值，也就是對應的互感。互感M=M12=M21，它表示兩個線圈之間的磁耦合程度。當線圈 1 中有電流變化時，會產生磁場，這個磁場的一部分磁通會穿過線圈 2，從而在線圈 2 中產生感應電動勢。根據法拉第電磁感應定律，線圈 2 中感應電動勢U2與線圈 1 中電流的變化率di/dt之間的關系如下，從而根據互感就能得到另外一個線圈的電壓值。
U2=-M*(di/dt),
另外還有一個概念是互感系數：互感耦合系數（用K表示）是用來衡量兩個相互靠近的線圈之間磁耦合緊密程度的一個無量綱參數。它的定義是：
其中M是兩個線圈之間的互感，L1和L2分別是兩個線圈的自感。
3.互感系數的相互影響
如果有三個線圈，那么第1-3個線圈互感是否受到第2個線圈的影響？計算的時候如何設置第2個線圈？測試為準，得到的結果如下圖所示：
結論如下：
線圈之間的互感是各自獨立計算的結果，中間線圈無關，但是周圍可能感應電流的封閉導體有關。
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它的定義是：
其中M是兩個線圈之間的互感，L1和L2分別是兩個線圈的自感。
3.互感系數的相互影響
如果有三個線圈，那么第1-3個線圈互感是否受到第2個線圈的影響？計算的時候如何設置第2個線圈？
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開關柜內的部件主要有斷路器、隔離開關、負荷開關、操作機構、互感器以及各種保護裝置等組成。開關柜的分類方法很多，如通過斷路器安裝方式可以分為移開式開關柜和固定式開關柜；或按照柜體結構的不同，可分為敞開式開關柜、金屬封閉開關柜、和金屬封閉鎧裝式開關柜；根據電壓等級不同又可分為高壓開關柜，中壓開關柜和低壓開關柜等。
本案例基于COMSOL軟件的電磁場模塊，建立了線圈和磁芯的組合結構模型，并數值仿真得到結構的磁場分布變化，模型及仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，可以下載模型源文件！
本案例基于COMSOL軟件建立了一電磁流量計測量管道內液體速度的數值模型，仿真結果展示如下：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
電流互感器的一次繞組用粗線繞成，通常只有一匝或幾匝，與被測電流的負載串聯；電壓互感器是降壓變壓器，它一次繞組匝數多，與被測的高壓電網并聯；二次繞組匝數少，與電壓表或功率表的電壓線圈連接。
2、工作原理區不同。電流互感器https://www.misumi.com.cn/seojingtai/huganqi.html二次可以短路，但不得開路；電壓互感器二次可以開路，但不得短路。
■ 電感與磁性：又稱磁性陶瓷，由于陶瓷材料可以控制其不同的氧化價數使其并不全然的絕緣，透過與金屬線圈的牽制作用可形成電感，如圖 (4) 所示，以鐵氧體為主要角色添加許多氧化物經過燒結得到鐵粉芯，在鐵粉芯上纏繞各種線圈，把鐵氧陶瓷的功能發揮出來形成電感，是近代無線電技術以及電磁屏蔽技術重要的一環，用以過濾電波穩定系統以及改善電磁放射對設備的干擾、對人體的傷害。
電感方向
當兩個電感（甚至是兩條PCB走線）彼此靠近時，將會產生互感。
第一個電路中的電流所產生的磁場會對第二個電路中的電流產生激勵（圖1）。這一過程與變壓器初級、次級線圈之間的相互影響類似。
由于線圈電感L即為每匝導線的自感Li與各匝導線之間互感Mij之和，得出式(2)：
式(2)中，Li為線圈的自感，Mij為第i匝導線與第j匝導線之間的互感。將ANSYS計算的電感矩陣數據導入Matlab中，根據式(2)計算得到的線圈電感值為3.653 2uH。
例如：
數字電路具有噪聲，飽和邏輯(例如TTL和CMOS)在開關過程中會短暫地從電源吸入大電流，從而在數字地上引起的噪聲就會很大，但由于邏輯級的抗擾度可達數百毫伏以上(由于電感引起--電流變化產生的感應電壓)
電感加入磁芯，主要目的是為了提高電感線圈的電感(或互感)量。
