COMSOL 2D变压器(线圈)非对称建模

时间:2024-03-13 16:56:57

近几个月来,由于做了很多和线圈有关的仿真案例,同时参考了COMSOL官网案例,有一些操作想记录下来,以供参考。

  • 首先从一个问题出发,在二维(非对称)下建立线圈的模型或者单相变压器的模型,怎么将一组线圈建立电气联系?
  • 通常在二维(对称)下建模较为容易实现,参考官网中“单导线之间的自感和互感”、“单导线和螺旋线圈的自感和互感”案例,但是如果是非对称线线圈几何怎么完成建模操作呢?如图1所示。

COMSOL 2D变压器(线圈)非对称建模

图1 感应式充电2D模型

模型简要介绍:该模型主要使用了两个物理接口,“磁场”、“电路”;初级线圈6、7和次级线圈4、5环绕在铁芯2两侧,通过“电路”接口,通入交流电流,在次级线圈4、5上会有感应电流。初级线圈6、7为一组(相)线圈,次级线圈4、5为一组(相)线圈。

下面介绍如何实现线圈编号6、7为一个线圈。

COMSOL 2D变压器(线圈)非对称建模

图2 “线圈组”操作示意图

具体操作: 在“磁场”节点下“线圈”选择线圈编号6、7,在设置中的“线圈”选中“线圈组”,然后右键“线圈1”选择“反向电流方向”,接下来在“反向电流方向”选中线圈6或者线圈7即可。

注意:2D下“线圈组”可以实现线圈串联操作,强制两个线圈流入相同的电流。

小结:那么现在就可以完成一个2D变压器串联线圈操作,通过这样的操作实现了线圈编号6、7为一组线圈(流入相同的电流大小,串联关系),同理线圈编号4、5也为另一组线圈。

完整的变压器建模知识和2D下线圈对称建模知识参考官方案例库中案例,这里给出一些案例。

参考资料:

1、单导线之间的自感和互感 http://cn.comsol.com/model/self-inductance-and-mutual-inductance-between-single-conductors-12653

2、单导线和螺旋线圈的自感和互感http://cn.comsol.com/model/self-inductance-and-mutual-inductance-of-a-single-conductor-and-a-helical-coil-12679

3、E芯变压器http://cn.comsol.com/model/e-core-transformer-14123