基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型线圈电感仿真分析

平面螺旋型线圈是无线充电系统中的重要部件。利用ANSYS Maxwell软件对平面螺旋型线圈的电感值进行了仿真分析,在圆柱坐标系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的线圈2D和3D模型,仿真结果与实测结果相符合,说明建模方法是正确的。最后研究了线圈匝数对线圈电感值和耦合系数的影响,一方面,对无线充电系统线圈的研究设计提供了有益参考;另一方面,也可作为电磁场与电磁波课程的仿真实验,成为教学的补充。

高储能密度电感的设计

电感作为电感储能型脉冲电源的核心元件,其结构及参数直接影响脉冲电源的性能指标。电感设计的关键环节是获得最高的储能密度,Brooks线圈等高品质因数电感虽然具有高储能密度,但是由于在计算电感储能密度时,电感体积的计算方法不同,导致由给定材料绕制的Brooks线圈并不一定具有最高的储能密度。本文电感设计时基于空心平面螺旋型线圈,通过分析给定范围内的线圈参数,计算并寻找具有最高储能密度的电感。通过实验验证了该方法的准确性。最后,比较了该方法的寻优结果与Brooks线圈参数,验证了该方法在寻找高储能密度电感方面的优势。