一个激励线圈，一块铜板产生涡流，如何求取其互感？(参与加分哦)

Edwin_Sun

很简单的一个模型，见下图，用z轴对称建模的；

上面一块圆形的铜板，下面一个圆形的线圈，给线圈一个高频的激励，譬如10kHz，在铜板上就会产生涡流；

现在我想求取激励线圈和铜板之间的耦合系数和相互影响的关系，特别是铜板的电阻、自感、与激励线圈的互感，但现在没有任何想法。

大家有什么建议和想法，可以来说说~

sslsslklo

在稳态场分析里面不是可以设置电感矩阵吗？我仿真过几个导线的，不知道这个铜板产生的涡流会是什么情况，是不是用3D分析会好点。

Edwin_Sun

sslsslklo 发表于 2014-4-18 15:52
在稳态场分析里面不是可以设置电感矩阵吗？我仿真过几个导线的，不知道这个铜板产生的涡流会是什么情况，是 ...

3D和2D无非是对称性的区别

涡流怎么设置电感矩阵

LaurenTom

给圆盘添加激励，幅值为0.

给导线添加激励。


设置MATRIX。


求解结果。

不知道这样行不行，我也是第一次弄这个。求解器EddyCurrent.

Edwin_Sun

LaurenTom 发表于 2014-5-9 15:34
给圆盘添加激励，幅值为0.

给导线添加激励。

很好的回复啊~非常感谢~

这个也是我老早试过的方法；

然后有几个小问题；在铜板的截面上添加0电流激励不会影响涡流的分布么？我曾经试过，加这个零电流和不加，你可以观测下铜板上面的电流分布情况；

然后还可以把模型直接拉成3D，然后再比较添加和不添加0电流激励情况下的涡流分布，网格你可以控制成一样的，以排除网格的影响

看一下你的发现是不是和我的一样

LaurenTom

看来加0电流是不对的，加0电流相当于改变了所求解区域的边界条件，囧。。看来在铜板上不能添加激励。。这样电感矩阵就跟铜板没有关系了

我仿真了一下，二维和三维的吻合程度还是挺高的
首先是不加0电流激励，二维的情况

最大值出现在铜板上靠近线圈正上方的底部，跟实际相符。

三维的结果跟二维差不多。

但是加0电流之后，结果比较怪异，虽然也会感应涡流 ，但是看电流密度的分布确实有问题，外部的磁力线倒是跟前面的没有多大区别，我想是因为添加了0电流激励后改变了实际的铜板内的电流分布


这种情况的三维仿真我是在铜板中心挖了一个很小的孔，这样好添加0电流激励。结果跟二维的仿真大同小异，只是感应电流的幅值略有差别，图就不放了。。

看来这个问题ANSOFT涡流求解器很难完成， 即使用瞬态求解器估计也很难。。

Edwin_Sun

LaurenTom 发表于 2014-5-9 20:10
看来加0电流是不对的，加0电流相当于改变了所求解区域的边界条件，囧。。看来在铜板上不能添加激励。。这样 ...

那从原理上想想，有没有什么办法能考虑铜板和线圈的互感呢

news

是轴对称磁场吗？

Edwin_Sun

news 发表于 2014-5-13 17:02
是轴对称磁场吗？

可以是，也可以不是；

在这里只是为了简化，都弄成圆的，也就变成轴对称磁场了

欧阳庆

这样的事你们太矫情了，铜本来就非导磁材料，你们又怎能得到线圈与铜板之间的电感呢？

Edwin_Sun

欧阳庆 发表于 2014-5-14 09:03
这样的事你们太矫情了，铜本来就非导磁材料，你们又怎能得到线圈与铜板之间的电感呢？

那按照你的说法，线圈和导磁材料板之间能得到电感？

欧阳庆

按理说都有电感的存在，那怕是单根导体存在于真空都应该有；但这个量值太小了。 至于有导磁材料存在时，因为导磁材料的聚磁效应明显，对绕组就影响明显，相互间的互感也会大大增加。

Edwin_Sun

欧阳庆 发表于 2014-5-14 13:13
按理说都有电感的存在，那怕是单根导体存在于真空都应该有；但这个量值太小了。 至于有导磁材料存在时，因 ...

小只是从你的角度来看的；对于一些光电传感器，电流只有nA级别，靠的就是这点电流

对一些很敏感的器件，就是因为这样一个小小的铜圈，器件就不能工作了；所以要将这些互感因素考虑进去

news

能否参考实心转子异步电机的定转子之间的互感计算方法？只是觉得两者有共同点。及供参考。

补充内容 (2014-5-21 08:05):
实心转子

zptonghua

这个和鼠笼条的还是不一样的 ，铜导体涡流路径比较复杂，而鼠笼条的却简单些
我觉得不妨可以从能量的角度计算下，自感或者互感无非影响是的是无功。
可以两个工程对比：
工程1：只有线圈，没有铜板，给线圈电压源U1（交流有效值），电阻值为R1，然后计算电流I1（稳定后的交流有效值），通过U1I1*（1-cos(φ)）=2*pi*f*L1*I1^2，计算出电感L1
工程2：线圈+铜板，给线圈电压源U2（交流有效值），电阻值为R1，然后计算电流I2（稳定后的交流有效值），通过U2I2*（1-cos(φ)）+solidloss=2*pi*f*L2*I2^2，计算出电感L2
两个L做差值计算出互感，应该互感为负。

功率因数角可以通过把U和I做到一个图里面，看过零点的差值时间计算角度。
孙博可以试试，不知道可行不可行，仅供参考。

Edwin_Sun

news 发表于 2014-5-16 21:24
能否参考实心转子异步电机的定转子之间的互感计算方法？只是觉得两者有共同点。及供参考。

可以看一下15楼队长的回复

涡流有时候路径比较难以判断，不像鼠笼条，鼠笼条可以直接等效成绕组的，里面电流的流向不考虑高频集肤都是可以判定的

所以前面兄弟做的方法其实就是参考的鼠笼条的等效方法的，把铜板等效成绕组，可惜不成功

Edwin_Sun

zptonghua 发表于 2014-5-17 14:39
这个和鼠笼条的还是不一样的 ，铜导体涡流路径比较复杂，而鼠笼条的却简单些
我觉得不妨可以从能量的角度 ...

队长的方法，从能量的角度是一个很好的建议，回头试一下~

我现在也是差不多这么做的，看有铜板和没有铜板的区别，但是工程量比较复杂，要生成等效电路就要做很多工作，要建立很复杂的互感查表模型；最关键的问题是板的材料什么的一变化，整个都要重做，与实测也会相差很多。。。


不知道为什么现在消息不提示了。。。要么是浏览器的原因。。。

hpudlut

问题解决了吗？差不多的困扰

chenht2013

看看了看！！！！！！！