第一部分
⭐单发射自感
⭐单发射线圈电阻 (AC)
⭐发射间距选取
1、建模、定义参数
2、几何
【圆柱体】:要先确定第一个TX的坐标位置公式,方便用度数围绕Z轴进行旋转。坐标位置公式要与TX之间的间距有关。
【旋转】
【球体】:球体大小要预估一下,要让线圈碰不到无限元域,圆的大小要能够覆盖线圈,不要让线圈跑到圆外面
【定义】---【无限元域】---【几何类型】---【球体】
无限元域的大小、无限元域的厚度:随着传输距离以及发射线圈之间的间距而变化
好处是不浪费空间
3、材料
从库中添加材料
①【空气】:内置材料——Air(所有域)
注意:由于这里系统频率100k比较低,为了保证仿真收敛,要将空气的电导率改为1
②【铜】:AC/DC——copper(所有发射线圈)
4、物理场——磁场(添加物理场——AC/DC——电磁场——磁场)
(1)添加线圈域
①【线圈1】(第一个发射线圈)
均匀多匝
数值(数值类型更精确)
线圈电流1A
匝数
线圈导线截面积------来自圆导线直径------2*导线半径
【几何分析】---【输入】---【选择线圈电流的输入方向】
(所有发射线圈的电流方向要设置成一致,右手定则)
②【线圈2】(第二个发射线圈)
均匀多匝
数值(数值类型更精确)
线圈激励:电流
线圈电流 0A
匝数
线圈导线截面积------来自圆导线直径------2*导线半径
【几何分析】---【输入】---【选择线圈电流的输入方向,必要时可以使用到 反向 这个操作】
所有发射线圈的电流方向要一致,必要时使用到【反向】操作
其他发射线圈电流均为0A
5、网格
【物理场控制网格】---【常规】
有无限元域以后网格会分层
6、研究
(1)研究1
(2)研究2
【参数化扫描】
【线圈几何分析】
【频域】
【显示默认求解器配置】
注意:当模型有修改时,都要【将求解器重置为默认设置】
计算过程中可以点击【进度】、【收敛图】查看仿真进程
7、结果
(1)看看计算结果
添加【三维绘图组】---【研究1/参数化解1】
【磁通密度模】中,给电流的线圈,它的磁场/磁通密度是有颜色的
(2)计算自感和互感
【派生值】---【全局计算】---【研究1/参数化解1】---【给电流的线圈的自感】+【互感】
互感的计算公式:线圈2的电压的虚部/线圈1的通电电流/(2*pi*系统谐振频率)
①mf.LCoil_1: 单个发射线圈自感
②mf.RCoil_1:单个发射线圈电阻 (AC)
③imag(-mf.VCoil_2)/mf.ICoil_1/(2*pi*fq) 发射2对发射1的互感Mtt
④imag(-mf.VCoil_2)/mf.ICoil_1/(2*pi*fq)/mf.LCoil_1 发射2与发射1之间的耦合系数Ktt
得出来的互感值是负数的原因:感应电压的方向与默认方向不同
得出的结论:TX间距变化对TX的自感影响很小,其值几乎不变。
TX间距越大,TX之间的互感越小
用【一维绘图组】---【表图】将TX之间的互感值与TX之间间距的关系。
希望互感小的同时又要使得发射线圈阵列不要太占体积,就要选取合适的TX间距。(工作量的体现)