基于ANSYS的松耦合變壓器三維仿真研究
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松耦合變壓器材料為錳鋅鐵氧體，結(jié)構(gòu)為上下罐狀磁環(huán)，按照磁環(huán)實(shí)際尺寸可建立三維模型。應(yīng)用ANSYS10.0的Emag模塊對(duì)變壓器進(jìn)行三維場(chǎng)路耦合仿真分析，變壓器物理模型如圖1所示。分析過(guò)程如下：
圖1 變壓器實(shí)物圖
根據(jù)圖1所示變壓器物理模型進(jìn)行實(shí)體建模，通過(guò)命令流或GUI方法對(duì)模型進(jìn)行自上而下的建模，三維模型如圖2所示。
圖2 ANSYS三維模型
然后進(jìn)行網(wǎng)格劃分，同樣也可以采用GUI和命令流兩種操作，網(wǎng)格劃分有多種劃分方式，在這里主要采用了三維自由網(wǎng)格劃分。
建立電路模型
建立獨(dú)立電壓源，電壓設(shè)置為正弦電壓源。并設(shè)置電壓源的幅度、頻率、相位等參數(shù)。
建立絞線圈的電路模型，對(duì)其實(shí)常數(shù)和單元類型等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
對(duì)線圈內(nèi)阻進(jìn)行電路模型設(shè)置，電阻的大小由萬(wàn)用表測(cè)得。
次級(jí)線圈加負(fù)載R3工作。全部模型建立完畢如圖3所示。
進(jìn)行瞬態(tài)分析求解
耦合絞線圈所有節(jié)點(diǎn)的CURR自由度，施加邊界條件。
如果加載的電壓15V，頻率10kHz，磁環(huán)中間氣隙1mm，負(fù)載100Ω，在一個(gè)正弦周期內(nèi)用16個(gè)載荷步，則每個(gè)載荷步的時(shí)間間隔為6.25e-6s。每個(gè)載荷步又分為5個(gè)子步來(lái)實(shí)現(xiàn)。在本文中施加20個(gè)載荷步后進(jìn)行求解。
后臺(tái)處理，結(jié)果觀察
3-D矢量分析得不到通量線(磁力線)，但可利用磁通密度矢量顯示來(lái)觀察通量路徑。使用Post1通用后臺(tái)處理器觀察最后載荷步結(jié)果磁感應(yīng)強(qiáng)度B矢量圖，如圖4所示。
圖3 場(chǎng)路耦合有限元模型
圖4 磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量圖
評(píng)論