基于大鼠球头模型的8字和锥形线圈颅内电场仿真分析

目的:研究8字线圈和不同角度锥形线圈在大鼠颅内的感应电场分布情况以得到用于大鼠磁刺激的最优线圈。方法:利用有限元软件ANSYS建立了6层球头模型模拟大鼠头部,并分别建立8字线圈模型和160、140、120、115、110、105和100°锥形线圈模型,分析不同线圈在大鼠球头模型各组织结构的电场强度和聚焦面积,采用感应电场强度与聚焦面积的比值综合反映2种线圈的刺激特性。结果:8字线圈聚焦面积最小;锥形线圈产生的感应电场较大,最优角度为110°;且锥形线圈在综合考虑聚焦特性和刺激强度时具有更好的深部特性。结论:8字线圈具有较好的聚焦性,110°锥形线圈在深部刺激时具有更好的综合特性。

基于锥形线圈的磁谐振式无线电能传输

针对目前MCR-WPT系统中常见的平对平线圈组合的系统传输效率不高的问题,选择锥形线圈作为发射端线圈,组成了锥-平的混合线圈传输模式,设置平-平线圈作为对比实验,选取了8组不同锥角的线圈,研究了不同的锥角对MCR-WPT系统传输性能的影响。结论表明,锥形线圈能够提升系统的传输效率,并且锥角为60°时,系统的传输效率提升最大。

锥形线圈无线电能传输特性优化

锥形线圈具有平面螺旋线圈与柱形螺旋线圈的综合特性,可用于无线电能传输系统中的磁耦合机构。本文首先基于电路理论建立模型,推导出磁耦合机构参数与系统输出参数的关系;然后利用Maxwell软件,从磁感应强度与互感的角度分析与比较传统平面螺旋线圈与圆柱螺旋线圈,提出匝间距不同的两种锥形线圈,两种线圈分别使用铁氧体板及铁氧体条;最后搭建无线电能传输系统实验样机。实验与仿真结果表明,与柱形螺旋线圈相比,锥形线圈结构作为发射线圈时,接收线圈在偏移距离为0~75 mm内可获得最高达85.5%的电能传输效率,最高提升4.9%;偏移距离为0~50 mm内输出功率也较高,最高达264 W,提升15.3%。

Tesla变压器锥形绕组电压分布实验研究

为了研究Tesla变压器锥形高压绕组的电压分布特性,通过模拟实验对Tesla变压器均匀密绕的锥形线圈进行了电压测量。测量结果表明,锥形线圈的电压分布不均匀,在100ns脉冲作用下,其匝间电压呈U型分布。在此基础上,通过对不同结构锥形线圈的电压测量及分析,提出了如增大绕组高、低压端线匝的间距及线径、在低压端增加短路环、线圈中增加均压环等改善其电压分布的措施,。

铝管式油冷器横向磁通感应加热线圈研究

为了实现铝管式油冷器的横向磁通感应加热技术(TFIH),并解决传统平面线圈存在的管端溶蚀和合格率低问题,设计了一种新型锥形线圈来替代传统平面线圈。通过COMSOL软件基于变物性条件进行电磁-热耦合仿真,分析了铝管式油冷器的温度分布、升温曲线、电流密度分布和焦耳热分布情况,并分析了锥角对加热效果的影响。结果表明,铝管式油冷器在新型锥形线圈下具有较好的温度分布,避免了管端溶蚀并且合格率在95%以上。使用温度传感器对管端温度进行监控,耦合仿真的相对误差在4%以内,结果表明耦合仿真具有一定的精度。此项研究可以指导工业设计及生产,为铝管式油冷器提供了TFIH线圈解决方案。

基于均匀磁场的WPT系统抗偏移方法仿真与优化

多个设备在同一无线充电平台上充电,其效率因摆放位置不同而差异明显,为了解决这一问题,本文设计了一种锥形线圈与平面线圈相结合的新型发射线圈。该方法通过计算单匝线圈在空间一点的磁通密度,推导出磁场均匀性与传输距离及线圈各个参数之间的关系,计算得出在设计参数下锥形线圈的最佳角度,再利用平面线圈对磁场进行补偿,使设计的发射线圈在充电区域尽可能产生均匀磁场。仿真计算表明接收线圈在所设计的充电平台上偏移25 mm范围内,效率波动不超过10%。相比于传统的平面发射线圈,混合发射线圈大大提高了无线充电系统的抗偏移能力。