非接觸感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中可分離變壓器磁場(chǎng)的仿真分析

非接觸感應(yīng)電能傳輸系統(tǒng)中可分離變壓器磁場(chǎng)的仿真分析

非接觸感應(yīng)電能傳輸技術(shù)是一種新型電能傳輸技術(shù)，利用電磁感應(yīng)理論實(shí)現(xiàn)電能有效、安全的傳輸?？煞蛛x變壓器是非接觸電能傳輸系統(tǒng)的重要組成之一,本文利用ANSYS軟件，建立了可分離變壓器的模型進(jìn)行仿真,分析了電流、線圈繞制方法、變壓器間距、磁導(dǎo)率等各種可能會(huì)影響傳輸效率的因素，并為實(shí)際系統(tǒng)選擇模型提供了參考依據(jù)。從仿真的角度給出了在何種條件下可以得到最高的傳輸效率，從而排除了這個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)效率的影響，更大限度的提高非接觸電能傳輸?shù)男省?BR>關(guān)鍵詞：非接觸感應(yīng)電能傳輸，可分離變壓器，有限元分析，ANASYS
Abstract: Contactless inductive power transfer technique is a novel power transfer method, which utilizes the electromagnetic coupling theory to achieve contactless power transfer effectively and safely. Detachable transformer is an important component of contactless power transmission system. This paper sets up the model of dissociable transformer by ANSYS and discusses various factors that may have influence on transmission efficiency by ANSYS and offers several guidelines to realize systems. We discuss conditions on which the highest efficiency can be acquired through emulation to eliminate bad influence to the whole system by this link.
Keywords: Contactless power transmission system, Detachable transformer, ANSYS, FEM

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1.?引言
有限元法（FEM）最早產(chǎn)生于力學(xué)計(jì)算中，1971年Winslow等人把它用于電磁場(chǎng)計(jì)算，成為電磁場(chǎng)分析的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，至今在電磁場(chǎng)界得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展和數(shù)值計(jì)算方法的廣泛應(yīng)用，有限元法在電磁場(chǎng)界、固體力學(xué)界、流體力學(xué)界和熱傳導(dǎo)等方面得到大量應(yīng)用。有限元的主要方法是把求解區(qū)域劃分成若干小區(qū)域，這些小區(qū)域稱(chēng)為“單元”和“有限元”，從而采用線性（當(dāng)然也可以采用非線性）方法求解每個(gè)小區(qū)域，然后把各個(gè)小區(qū)域的結(jié)果總和便得到了整個(gè)區(qū)域的解。整體區(qū)域劃分成小區(qū)域后，在小區(qū)域上的求解變得非常簡(jiǎn)單，僅是一些代數(shù)運(yùn)算，如在小區(qū)域內(nèi)應(yīng)用線性插值就得到小區(qū)域內(nèi)未知點(diǎn)的值，而區(qū)域積分變成了小區(qū)域的求和。
本文采用ANSYS 軟件為工具分析可分離變壓器的磁場(chǎng)分布 。ANSYS是由美國(guó)ANSYS公司開(kāi)發(fā)研制的，使用的方法是傳統(tǒng)的有限元法。ANSYS 磁場(chǎng)分析的有限元公式由磁的Maxwell方程組導(dǎo)出，通過(guò)將標(biāo)量磁位 、矢量磁位A或邊界通量引入 Maxwell方程組中并考慮其電磁性質(zhì)關(guān)系，用戶(hù)可以開(kāi)發(fā)出適合于有限元分析的方程組。ANSYS 將模型信息、邊界信息以及后處理信息)集成在一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些功能增強(qiáng)了程序的電磁分析能力和靈活性。