结果观察 - ANSYS10.0软件在松耦合变压器中的三维仿真分析过程介绍

3-D矢量分析得不到通量线（磁力线），但可利用磁通密度矢量显示来观察通量路径。使用 Post1通用后台处理器观察最后载荷步结果磁感应强度B矢量图，如图4所示。

图3 场路耦合有限元模型

图4 磁感应强度矢量图

使用Post26时间历程后台处理器查看次级负载 R3的感应电动势，并输出曲线图，如图5所示。

图5 次级负载感应电动势曲线图

三维仿真数据与实测数据对比

为了分析方便，在仿真时将磁芯设为线性导磁材料，相对磁导率定为：2500；不考虑涡流损耗；气隙间距：1mm；初级电压加幅值为15V的正弦波，频率为 10kHz；负载为100Ω。根据上面分析，实验数据与仿真数据如表3所示：

表3：实测与仿真数据对比

实测与仿真数据对比

从表3的分析对比可以看出，三维仿真和实测的效率误差在5%左右。其中次级的电流电压值基本和实际测量的电流电压值相符合。篇幅所限，表中只列出初级电压在15V，频率在10kHz的情况。因为仿真中，磁芯的磁导率假设为线性的，而实际中的铁氧体磁特性用非线性的B-H磁滞回线来表示的，所以仿真和实测值存在的一定的误差。

三维仿真数据与二维仿真数据对比

为了检验三维仿真的准确性，将其与以前做过的二维仿真进行对比，仿真环境：初级电压15V正弦波，负载100Ω，气隙1mm；通过变化频率，观察次级感应电压与传输效率的变化，如图6、图7所示。

图6 效率曲线对比图

图7 次级感应电压曲线对比图

由上图可知，三维仿真与二维仿真在变化频率时，二者曲线走势基本一致，但由于选择的实体单元、设置参数的方式以及分析方法等方面的不同，所以存在一定的误差。

结论

利用ANSYS对松耦合变压器进行建模仿真，可以改变变压器的关键参数，利用场路耦合可以改变负载等参数，求出初级次级的电流电压，然后求出变压器的效率；通过改变松耦合变压器的主要参数，可以得到影响松耦合变压器效率的关键参数以及它们对松耦合变压器效率的影响规律；尤其ANSYS三维仿真，不受模型形状的限制，可以随意改变变压器模型，进而推动对松耦合变压器的研究。