隨著科技的發(fā)展和社會的進步,無線電能傳輸技術(shù)開始走進并逐漸改善人們的生活,符合新時代人們對于供電的智能性和便捷性的要求。而線圈是無線電能傳輸裝置必不可少的一部分,線圈設(shè)計將直接影響無線電能傳輸裝置的性能。該文結(jié)合當(dāng)下開展的無線電能傳輸課程,給出了一種適用于無線電能傳輸線圈仿真與設(shè)計的教學(xué)方法。首先給出了線圈的理論值計算公式;利用Ansoft Maxwell軟件對線圈進行電磁仿真,驗證了理論公式的正確性,并探究了線圈電氣參數(shù)與物理參數(shù)之間的相關(guān)性;然后將仿真設(shè)計好的線圈帶入PSIM軟件進行電路仿真,證明線圈設(shè)計滿足系統(tǒng)要求;最后制作可任意調(diào)節(jié)線圈自感的實際線圈,證明了線圈仿真設(shè)計正確無誤。整個設(shè)計流程為無線電能傳輸裝置的整體設(shè)計奠定了基礎(chǔ),為無線電能傳輸課程的教學(xué)提供了很大的幫助。 

【文章來源】：實驗技術(shù)與管理. 2020,37(11)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

平面螺旋型線圈

在YZ平面上畫一正方形，其中心與坐標(biāo)軸零點的距離為線圈內(nèi)徑，邊長為線徑，如圖2(a)所示；選中正方形，點擊螺旋線，以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸，依次確定螺距與匝數(shù)，其中螺距即為線圈匝間距，至此線圈被唯一確定，如圖2(b)所示。線圈的材料默認為真空（vacuum），需修改為銅（copper）。此處需注意的是，匝間距需要比線徑大，否則線圈將生成錯誤。由于仿真需要給線圈增加電流源作為激勵源，因此線圈需要為一閉合回路。分別在線圈的最內(nèi)匝與最外匝外接一個長方體引出，然后將兩長方體連接起來，將所有已畫好的部分利用組合（unite）功能連接成一個整體，如圖2(c)所示，單一線圈即被畫好。

選中創(chuàng)建區(qū)域（create region）功能，即可設(shè)置一個正方體邊界，材料默認為真空（vacuum），邊界值設(shè)為500 cm，如圖3所示。至此，仿真前的準(zhǔn)備工作已全部完成。步驟5進行仿真。添加電感為線圈仿真結(jié)果，設(shè)置解決方案（solution setup）。進行自檢查，若有問題，則根據(jù)提示進行修改；如無問題則開始仿真，等待仿真結(jié)束。點擊結(jié)果（solution data）即可看到兩線圈的自感（L）與互感（M）。


本文編號：3341435