适用于无线电能传输线圈的仿真与设计教学方法

发布时间：2021-08-14 00:55

　　随着科技的发展和社会的进步,无线电能传输技术开始走进并逐渐改善人们的生活,符合新时代人们对于供电的智能性和便捷性的要求。而线圈是无线电能传输装置必不可少的一部分,线圈设计将直接影响无线电能传输装置的性能。该文结合当下开展的无线电能传输课程,给出了一种适用于无线电能传输线圈仿真与设计的教学方法。首先给出了线圈的理论值计算公式;利用Ansoft Maxwell软件对线圈进行电磁仿真,验证了理论公式的正确性,并探究了线圈电气参数与物理参数之间的相关性;然后将仿真设计好的线圈带入PSIM软件进行电路仿真,证明线圈设计满足系统要求;最后制作可任意调节线圈自感的实际线圈,证明了线圈仿真设计正确无误。整个设计流程为无线电能传输装置的整体设计奠定了基础,为无线电能传输课程的教学提供了很大的帮助。 

【文章来源】：实验技术与管理. 2020,37(11)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

平面螺旋型线圈

在YZ平面上画一正方形，其中心与坐标轴零点的距离为线圈内径，边长为线径，如图2(a)所示；选中正方形，点击螺旋线，以Z轴为旋转轴，依次确定螺距与匝数，其中螺距即为线圈匝间距，至此线圈被唯一确定，如图2(b)所示。线圈的材料默认为真空（vacuum），需修改为铜（copper）。此处需注意的是，匝间距需要比线径大，否则线圈将生成错误。由于仿真需要给线圈增加电流源作为激励源，因此线圈需要为一闭合回路。分别在线圈的最内匝与最外匝外接一个长方体引出，然后将两长方体连接起来，将所有已画好的部分利用组合（unite）功能连接成一个整体，如图2(c)所示，单一线圈即被画好。

选中创建区域（create region）功能，即可设置一个正方体边界，材料默认为真空（vacuum），边界值设为500 cm，如图3所示。至此，仿真前的准备工作已全部完成。步骤5进行仿真。添加电感为线圈仿真结果，设置解决方案（solution setup）。进行自检查，若有问题，则根据提示进行修改；如无问题则开始仿真，等待仿真结束。点击结果（solution data）即可看到两线圈的自感（L）与互感（M）。


本文编号：3341435