综上所述,电磁感应式WPT和电磁共振式WPT因传输效率相对较高,更适合于中小距离场合的非接触电能传输。本文将采用电磁感应式WPT进行仿真研究。
1。3现有的非接触变压器参数计算模型及存在问题
传统的非间隙变压器的磁通被限制在磁芯中,而大量的磁通从磁芯散落到间隙周围的空间。从上面的分析可知,线圈匝数、间隙磁阻和泄漏磁阻是影响非接触变压器参数的三个因素。因此,为了获得准确的参数,必须计算图中磁通路径的磁阻。来自优I尔Y论S文C网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766
基于间隙磁阻和泄漏磁阻的计算已经完成了关于参数预测的许多工作。为了比较不同方法的精度和适应性,本节简要介绍了一些常规方法。
1)。方法一:[8]
根据等效磁通管原理,建立可分离变压器的等效磁网络模型。依据磁网络与电网络的相似性,采用节点法建立节点磁位方程,并采用Gauss用节点法建立l迭代法进行求解。在磁场分析的基础上,推导出可分离变压器电感参数的计算公式,并给出计算实例。
计算结果表明,等效磁网络法实质上是一种简化的有限元方法,其突出的优点是网络中各单元的划分可形成规范化,前后处理工作量小,便于对不同磁路结构的可分离变压器进行计算。尤为重要的是,节点磁位方程的阶数较低,同有限元法相比计算时间大为减少,非常适用于优化设计的反复计算,因而具有较大的工程实用价值。
2)。方法二:[9]
变压器的载流线圈组成磁场系统,其磁场能量在数值上等于该系统建立过程中外部电源提供并转化的能量。磁场能量与静态电感和激励电流为关系:
w1L II
2Dpqpq
变压器磁场能量也可以通过如下方法获得:
方程(1。1)(1。2)确定的能量相等,同理可以求得L1、L2、M12。基于磁场能量法计算出的电感值为静态电感值,传统实验测量出的电感值也为静态电
感,能量法计算结果理论上与实验数据一致。基于能量增量法原理计算的电感为动态电感,在线性或近似线性的条件下,动态电感数值上等于或者近似等于静态电感,此时根据能量增量法原理也可准确计算出线圈的静态电感值。3)。方法三:[10]
变压器漏电感的计算大致有磁路法、能量法、漏磁组法及解析法,这些方法最大的不足只能计算各线圈总的短路电抗,而不能对各线圈漏抗单独进行分析,故采用磁链法来计
算等效漏电感:
其中,磁链的计算公式为:论文网
di是某元电流管内的电流强度,是与此电流管相链结的磁通,积分应遍及一次或二次线圈的整个横截面。利用式(1。3),(1。4)计算等效漏电感的关键在于如何精确地计算变压器的漏磁场的分布,如果磁通包含较大的与两个线圈都交链的磁通,将给计算结果带来很大的误差。在利用有限元法计算漏磁场分布时,虽然所加激励满足磁势和为零的条件,但由于剖分后产生的有限元单元并不完全对称等原因,铁芯中可能会出现与两个线圈
都交链的磁通,此时磁场已不是真正意义上的漏磁场,据此而得的等效漏电感也是错误的。为了得到较高精度的计算结果,必须考虑单元剖分的影响。
4)方法四:[11]针对现有变压器仿真模型电感参数计算存在的问题,提出了一种从磁路计算变压器模
型参数的方法。该方法从变压器的基本耦合磁路出发,分别计算变压器的互感和漏感,并且在计算漏感矩阵的时候,考虑了纵向漏磁通和横向漏磁通的影响,使得应用此方法得到的电感参数更加准确。 Ansoft无线供电系统中非接触变压器的有限元仿真研究(4):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_199171.html