应用于无线电能传输的Litz线平面矩形螺旋线圈高频电阻计算

在外部磁场的影响下,导线中的高频电流呈不均匀分布,致使其导电面积远小于横截面积,从而引起额外的电阻,称之为高频电阻。高频电阻中的感生电阻与磁场的平方呈正比。应用毕奥-萨伐定律对Litz线平面矩形螺旋线圈中的磁场进行分析,以计算线圈中的高频电阻,进而分析其最大品质因数及最优运行频率。对几个线圈原型的测量表明,该分析方法较好地预测了线圈在不同频率下的电阻及最优运行频率。使用两个外边长460 mm×208 mm、内边长312 mm×64 mm的矩形线圈所制作的无线能量传输系统,距离500 mm时,在稍低于预测的最优频率时获得的最大DC-DC效率为58.7%,接收端功率为50 W。

基于无网格有限元方法的心磁场计算仿真研究

利用无网格有限元方法求解毕奥-萨伐定律来计算电流偶极子源在任意形状均质容积导体外产生的磁场分布.通过毕奥-萨伐定律计算容积导体外产生的磁场分布须先得到整个媒质中的电流密度分布,依据相应的边界条件,采用无网格有限元方法求解媒质容积导体有限元模型中各节点的电势;通过对电势求梯度得到媒质内部的电流密度分布;媒质内部感应磁场分布的各个分量可通过对电流密度进行数值积分计算来实现.为了验证提出的无网格有限元方法的有效性,在单层均质球模型上进行了仿真研究,并将该方法应用于从核磁共振成像(MRI)得到的真实形状的心脏-躯干心脏模型上,取得了令人满意的计算结果,表明了算法的有效性及其在心磁图(MEG)和磁场分布(MCG)上的潜在应用前景.

均匀半空间回线源非中心点频率域电磁场计算

在回线源频率域非中心点磁场计算过程中,会遇到双贝塞尔函数积分问题。这里给出了一种基于静磁场毕奥-萨伐定律计算双贝塞尔函数积分的数值方法,将频率域电磁场写成由回线源直接激发的一次场和由地下导电介质感应出的二次场的和的形式,根据一次场和二次场被积函数的形态区别,对两部分的积分采用不同的计算方法。为了验证该方法的准确性,将回线源剖分成若干个电偶极子,用电偶极子叠加的电磁场与本文提出方法计算的结果对比。对比结果表明,二者的相对误差很小,这有助于研究回线源电磁场的分布规律。

Mutual Inductance Calculation Between Arbitrarily Positioned Polygonal Coils

Polygonal coil systems are designed for increasing and more kinds of sensors and electromagnetic systems.This paper presents a method for calculating mutual inductance between polygonal coils including irregular polygons.Based on the Biot-Savart law,the method calculates mutual inductance by dividing a polygonal coil into finite wires,and expresses the magnetic induction intensity generated by the excitation coil as a function of the spatial position of each vertex of the coil.The calculation method of the feasible region of the objective function is updated and the calculation process is simplified,so the calculation accuracy is improved.For octagon coils arbitrarily positioned in space,the accuracy of the algorithm is verified by the simulation and experiment.