matlab中的互感线圈模型,分析不同线圈的互感系数
您有没有注意到,在一个快乐、热情的朋友身边,您也会感到非常快乐呢?您可以用类似的方式来看待互感:即某一电路中有电流通过时,会在附近的电路中产生感应电流。互感系数用来衡量这种电流感应效应变化的量级。在这篇文章中,我们将探讨使用模拟计算来估算不同线圈中产生的互感。
互感和感应电流
当一个随时间变化的电流流过电路(该电路被称为初级电路或初级线圈),会产生一个变化的磁场。磁场随时间变化,并会在附近的另一个线圈(被称为次级线圈)中,诱导产生电流。这种效应被称为互感。在变压器、电机、发电机和其他一些设备中,都要利用互感原理,因此对于这些设备的运行来说,互感是非常重要的。
您可能时常想知道,要在次级线圈中产生一个特定电压,初级线圈中的电流需要有多大的变化。为了解答这一问题,您可以通过计算一个线圈中电流的变化对另一线圈的作用,从而得到互感。计算互感还可以避免设备损坏,因为互感会引起导体之间不必要的耦合。
当计算互感时,线圈的方向、缠绕模式和两个线圈相互间的位置关系,都是非常重要的。如果两个线圈距离非常近,初级线圈产生的磁通量,几乎全部都会与次级线圈的每一匝相互作用,从而产生一个很大的互感。而彼此相隔很远的两个线圈产生的互感则小得多。线圈中如果存在磁性材料,互感也会增大。
让我们通过模拟几种不同排布方式的线圈,仔细看看这些因素是如何影响互感的。
利用仿真计算互感
两个单匝线圈之间的互感
在我们的单匝线圈示例中,初级电路是一个半径为 100 毫米的单匝线圈,次级线圈是一个半径为 10 毫米的单匝线圈。两线圈的横截面直径都是1毫米,排列方式为同心共面,用二维轴对称模型来模拟。两线圈被放置在一个无限元区域中。通入初级线圈的电流频率为 1 kHz、大小为 1 A。
两个单匝线圈的排布方式。
我们利用单匝线圈的特点来模拟一个直流状态的线圈排布。由于初级线圈中的电流是恒定的(直流),它不能产生变化的磁场。因此,通过次级线圈的磁通量不会发生改变,这意味着不会在次级线圈中诱导产生电压。然而,通过分析总磁通,并将它与解析结果相比较,您仍然可以计算互感。然后,将该模型模拟为交流状态,以计算在次级线圈中产生的感应电流。
仿真结果给出了这种线圈的直流磁场分布,以及计算出的互感。
图中显示了直流模型的磁通量密度。
在开路(左图)和闭路(右图)单匝线圈中的感生电流。
从结果中,你可以分析交流模式下的感应电流和直流模式下的电感之间的关系。
一个多匝线圈和一个单匝线圈的互感
我们可以继续用类似的线圈装置来模拟两种不同的变化。在这个例子中,初级电路是相同的单匝线圈,但次级线圈是一个二十匝线圈。我们可以计算这种模型在开放式和闭合式电路情况下的互感。
一个初级单匝线圈和一个次级二十匝线圈的排布方式。
对于这类多匝线圈示例,初级线圈利用单匝线圈的特性来建模,用作激励线圈。次级线圈以多匝线圈的特性来建模。在模拟次级线圈的匝数时使用均相的方法。
我们分别绘制了开放式和封闭式电路的磁通线,并计算了次级线圈两端的电压,从而可以利用这一物理量来找出互感。
在开路(左图)和闭路(右图)多匝线圈中的磁通量。
同样排布方式的线圈也可以被建模,从而保证每个线圈的每一匝都被明确地建模。对于线圈组示例,初级线圈是利用单匝线圈的功能来建模。次级线圈也是利用单匝线圈的特性建模,但会增加一个附加的线圈组设置。这一设置的作用是,保证流过每匝线圈的电流相同,并计算出总线圈电压,从而找到互感。
通过增加附加设置得到的电压,由此估算出的互感,与分析数据吻合得很好。
线圈组的磁通线(左)和感生电流(右)。
COMSOL Multiphysics 提供了一种简便的方式来计算多种不同的排列方式的电路的互感。想象将这一功能应用到您自己的模拟中的可能性。
可供下载的教程
matlab中的互感线圈模型,分析不同线圈的互感系数相关推荐
- matlab中建立水火电站模型,基于MATLAB的漫水湾水电厂电气主接线系统建模与仿真...
详细介绍: 关于"基于MATLAB/Simulink的漫水湾电厂电气主系统仿真分析"的介绍 随着电力事业的发展,发电设备向着高参数.大容量.高度自动化方向发展.电气主系统的正常运行 ...
- MaxCompute在电商场景中如何进行漏斗模型分析
简介: 本文以某电商案例为例,通过案例为您介绍如何使用离线计算并制作漏斗图. 背景 漏斗模型其实是通过产品各项数据的转化率来判断产品运营情况的工具.转化漏斗则是通过各阶段数据的转化,来判断产品在哪一个 ...
- matlab中内置D-STATCOM模型
在matlab命令行中输入上图:power_dstatcom_pwm,回车运行 就会出现下面这个模型,然后运行可以看波形
- matlab中0和1模型,计算SBM模型,结果却不在0和1之间,求帮助!!!
您好!这是我的非期望产出的代码,但是与实际情况有很大差距,请问错在哪里了呢? clc,clear all; load('OUTPUT.mat') output = OUTPUT load('INPUT ...
- matlab中清洗数据,个人学习笔记:数据清理
所用的书是Matlab data analysis.学习的结果跟大家分享一下.其中所用的数据都可以在matlab中直接加载. 分析数据的第一部是数据清理.首先可以将数据放在图上,看数据是否存在某些特征 ...
- matlab中s_cplot,matlab系统模型建立和动态特性研究分析实验.docx
实验二MATLAB系统模型建立和动态特性分析实验 一.实验目地 1掌握如何使用 MALAB进行系统模型地建立: 2 ?学习利用MALAB命令得阶跃响应曲线,分析系统动态特性; 3.利用MALAB求阶跃 ...
- 数学建模matlab 优化模型,数学建模实验中三种优化模型的分析
1. 引言 在20世纪中期,数学建模 [1] 就在欧美国度首次被发现,而在中国的呈现稍晚些,但是大约在80年代初始咱们国家也就有了.它的核心即是创立数学模型 [2] ,使得问题获得最优化的解决.而数学 ...
- matlab中频率选择性衰落信道,浅海水声信道模型分析及频率选择性衰落仿真
第10卷第12期 Vo l .10,No .12 宜宾学院学报 J ou rnal of Yibin Un i versity 2010年12月 Dec .,2010 收稿日期1修回作者简介贺繇(), ...
- matlab中电感元件,中性点经消弧线圈及其并电阻接地系统的MATLAB仿真
中性点经消弧线圈及其并电阻接地系统的MATLAB仿真 [摘要]本文通过MATLAB/Simulink对中性点经消弧线圈和经消弧线圈并电阻接地系统的仿真,得出并电阻接地系统对线路的保护及对故障线路的选线 ...
最新文章
- Eclipse,Mycclipse自动补全快捷键设置
- boost::python::import相关的测试程序
- javaweb学习总结(二十二)——基于Servlet+JSP+JavaBean开发模式的用户登录注册
- docker安装gitlab_docker 安装部署gitlab
- python刷题相关资料汇总(一)
- 9206-吃货联盟 需求分析
- 如何在《救赎之路》中使用CPU粒子效果
- php接收表单post数据由于数据字段太多导致丢失的案例
- web前端基础入门教程(非常详细)HTML+CSS+JavaScript
- 图片裁剪cropper 示例
- 数据挖掘-贡献度分析
- 大卫 异星觉醒 机器人_吓坏无数人的《异星觉醒》,怎么最后还招恨了?
- 数学建模学习(100):交通运输问题建模
- 计算机位置不可用d 桌面,win7系统D: 文档desktop引用了一个不可用的位置怎么办...
- js 无害化_道德第一无害
- java高仿新浪微博短链接地址生成工具ShortUrlGenerator.java
- python怎么编程乘法口诀表_少儿编程|python|制作九九乘法口诀表
- Arduino 浊度传感器 TS300B 的使用
- 开源:ADS1255+STM32G0,24位adc,五位半电压表
- 【蚁群系统】解决TSP旅行商问题(matlab实现)