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Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?

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Maxwell中各种winding的互感结果到底是什么?


Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图1Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图2

1.自感结果

        如图所示,在Maxwell的eddy current中设置三个winding,然后添加parameters,后处理中很方便的能够提取线圈绕组的电感,和互感等一系列和线圈相关的参数,结果如下所示:

Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图3

         可以看到线圈1,2,3的各自的自感数值,自感主要阻碍线圈中的电流变化速率的。具体参考上一篇文章,线圈里面的电流和电压的关系为


Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图4


 2.互感结果

        另外可以得到1-2,2-3,1-3之间的互感数值,也就是对应的互感。互感M=M12=M21,它表示两个线圈之间的磁耦合程度。当线圈 1 中有电流变化时,会产生磁场,这个磁场的一部分磁通会穿过线圈 2,从而在线圈 2 中产生感应电动势。根据法拉第电磁感应定律,线圈 2 中感应电动势U2与线圈 1 中电流的变化率di/dt之间的关系如下,从而根据互感就能得到另外一个线圈的电压值。

U2=-M*(di/dt),

       另外还有一个概念是互感系数:互感耦合系数(用K表示)是用来衡量两个相互靠近的线圈之间磁耦合紧密程度的一个无量纲参数。它的定义是:

Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图5

        其中M是两个线圈之间的互感,L1和L2分别是两个线圈的自感。

Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图6

3.互感系数的相互影响

        如果有三个线圈,那么第1-3个线圈互感是否受到第2个线圈的影响?计算的时候如何设置第2个线圈?测试为准,得到的结果如下图所示:

Maxwell中各种电磁线圈winding的互感结果到底是什么?的图7

结论如下:

  • 线圈之间的互感是各自独立计算的结果,中间线圈无关,但是周围可能感应电流的封闭导体有关。

  • 计算方法需要将不相干的线圈删除(不能空置,否则按照实体考虑),或者设置电阻很大。

电磁基础Mechanical APDLTwin BuilderWorkbenchElectronics DesktopMaxwellSimag
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首次发布时间:2024-12-12
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范文哲
硕士 | 仿真工程师 专注于ANSYS workbench系列软件
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