基于ANSYS的松耦合變壓器三維仿真研究
松耦合變壓器材料為錳鋅鐵氧體,結構為上下罐狀磁環,按照磁環實際尺寸可建立三維模型。應用ANSYS10.0的Emag模塊對變壓器進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
根據圖1所示變壓器物理模型進行實體建模,通過命令流或GUI方法對模型進行自上而下的建模,三維模型如圖2所示。

圖2 ANSYS三維模型
然后進行網格劃分,同樣也可以采用GUI和命令流兩種操作,網格劃分有多種劃分方式,在這里主要采用了三維自由網格劃分。
建立電路模型
建立獨立電壓源,電壓設置為正弦電壓源。并設置電壓源的幅度、頻率、相位等參數。
建立絞線圈的電路模型,對其實常數和單元類型等參數進行設置。
對線圈內阻進行電路模型設置,電阻的大小由萬用表測得。
次級線圈加負載R3工作。全部模型建立完畢如圖3所示。
進行瞬態分析求解
耦合絞線圈所有節點的CURR自由度,施加邊界條件。
如果加載的電壓15V,頻率10kHz,磁環中間氣隙1mm,負載100Ω,在一個正弦周期內用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。在本文中施加20個載荷步后進行求解。
后臺處理,結果觀察
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果磁感應強度B矢量圖,如圖4所示。

圖3 場路耦合有限元模型

圖4 磁感應強度矢量圖
評論