基于ANSYS的漏感變壓器仿真計算

如果仔細觀察圖5，會發現在初、次級線圈中間有一條很窄的磁場通道(這就是被漏磁沖片引導的磁通)，使得部分磁場從這里穿過，形成漏磁，通過三維模型能很明顯的觀察到漏磁的存在。當進一步細分漏磁沖片網格，加入實際B-H曲線(如圖7所示)后，發現漏磁量增多，由原來的0．1％增加到1％，如圖8所示。

圖7的橫坐標表示磁場強度H，單位為A／M，縱坐標表示磁感應強度，單位為T。
對比圖5、圖8，可以發現鐵芯內磁場強度變小了，這是由于加入了B-H曲線后，在B=1．65 T左右時達到了飽和(如圖7所示)，抑制了鐵芯內磁場的增加，使得鐵芯的磁場沒有線性μ時的磁場強度大。也正是由于B-H的抑制作用，使得一部分磁場分流到了漏磁沖片，形成了較大的漏感。
通過調整初級線圈的電壓，可以得到次級電壓也隨著變化，但是這一現象在漏感變壓器中，變化并不明顯，當將初級電壓在額定電壓下變化10％時，次級電壓的變化不超過額定次級電壓的3％。這是由于初級線圈產生的磁場并沒有全部鎖定在鐵芯中形成主磁通，而有一部分漏出。與實際的漏感變壓器的漏感作用相符。
如圖9所示，橫坐標表示的是漏感變壓器的初級電壓，縱坐標表示的是次級電壓，單位為V。由圖9可以看出，理想變壓器和漏感變壓器的次級電壓變化曲線與初級線圈的電壓變化曲線一致，但是理想變壓器的次級電壓要比漏感的次級電壓要大，增幅要大，也就是說當初級電壓變化時，理想變壓器的次級電壓變化要比漏感變壓器的次級電壓比劇烈。這是由于理想變壓器沒有考慮線圈阻抗等損耗，尤其是漏感的影響，故次級電壓變化劇烈。圖9也從側面證明了漏感的穩壓作用。

3 結語
對變壓器進行了二維仿真，得到了與實際相符合的電壓、電流、磁場分布，證明了仿真建模、計算方法的正確性。得到了變壓器內部的磁場分布，尤其是鐵芯內的主磁通以及分布在鐵芯周圍的漏磁通。證實了漏感的存在以及漏感對穩定電壓的作用。借助仿真軟件，實現了變壓器內部磁場的可視化，為變壓器的設計提供的依據，節約了設計成本，縮短了設計周期。