非接觸感應電能傳輸系統中可分離變壓器磁場的仿真分析

非接觸感應電能傳輸技術是一種新型電能傳輸技術，利用電磁感應理論實現電能有效、安全的傳輸。可分離變壓器是非接觸電能傳輸系統的重要組成之一,本文利用ANSYS軟件，建立了可分離變壓器的模型進行仿真,分析了電流、線圈繞制方法、變壓器間距、磁導率等各種可能會影響傳輸效率的因素，并為實際系統選擇模型提供了參考依據。從仿真的角度給出了在何種條件下可以得到最高的傳輸效率，從而排除了這個環節對整個系統效率的影響，更大限度的提高非接觸電能傳輸的效率。
關鍵詞：非接觸感應電能傳輸，可分離變壓器，有限元分析，ANASYS
Abstract: Contactless inductive power transfer technique is a novel power transfer method, which utilizes the electromagnetic coupling theory to achieve contactless power transfer effectively and safely. Detachable transformer is an important component of contactless power transmission system. This paper sets up the model of dissociable transformer by ANSYS and discusses various factors that may have influence on transmission efficiency by ANSYS and offers several guidelines to realize systems. We discuss conditions on which the highest efficiency can be acquired through emulation to eliminate bad influence to the whole system by this link.
Keywords: Contactless power transmission system, Detachable transformer, ANSYS, FEM

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1.?引言
有限元法（FEM）最早產生于力學計算中，1971年Winslow等人把它用于電磁場計算，成為電磁場分析的一個轉折點，至今在電磁場界得到了廣泛的應用。隨著計算機的迅速發展和數值計算方法的廣泛應用，有限元法在電磁場界、固體力學界、流體力學界和熱傳導等方面得到大量應用。有限元的主要方法是把求解區域劃分成若干小區域，這些小區域稱為“單元”和“有限元”，從而采用線性（當然也可以采用非線性）方法求解每個小區域，然后把各個小區域的結果總和便得到了整個區域的解。整體區域劃分成小區域后，在小區域上的求解變得非常簡單，僅是一些代數運算，如在小區域內應用線性插值就得到小區域內未知點的值，而區域積分變成了小區域的求和。
本文采用ANSYS 軟件為工具分析可分離變壓器的磁場分布 。ANSYS是由美國ANSYS公司開發研制的，使用的方法是傳統的有限元法。ANSYS 磁場分析的有限元公式由磁的Maxwell方程組導出，通過將標量磁位 、矢量磁位A或邊界通量引入 Maxwell方程組中并考慮其電磁性質關系，用戶可以開發出適合于有限元分析的方程組。ANSYS 將模型信息、邊界信息以及后處理信息)集成在一個數據庫中，這些功能增強了程序的電磁分析能力和靈活性。