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)實際尺寸可建立三維模型。應(yīng)用ANSYS10.0的Emag模塊對變壓器進(jìn)行三維場路耦合仿真分析，變壓器物理模型如圖1所示。分析過程如下：
圖1 變壓器實物圖
根據(jù)圖1所示變壓器物理模型進(jìn)行實體建模，通過命令流或GUI方法對模型進(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，對其實常數(shù)和單元類型等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
對線圈內(nèi)阻進(jìn)行電路模型設(shè)置，電阻的大小由萬用表測得。
次級線圈加負(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，在一個正弦周期內(nèi)用16個載荷步，則每個載荷步的時間間隔為6.25e-6s。每個載荷步又分為5個子步來實現(xiàn)。在本文中施加20個載荷步后進(jìn)行求解。
后臺處理，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觀察通量路徑。使用Post1通用后臺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 場路耦合有限元模型
圖4 磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量圖
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