基于ANSYS的漏感變壓器仿真計(jì)算
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由于不存在沒有電阻、鐵損的變壓器，所以變壓器都不是理想的，會有損耗，這就使得原、副線圈上的電壓不是完全符合電壓平衡公式。仿真時在變壓器初級線圈上加上220 V的工頻電壓，仿真結(jié)果得到次級電壓約為2 240 V(見圖6)的高壓，比理想變壓器的次級電壓要低，符合實(shí)際變壓器的特點(diǎn)。與實(shí)驗(yàn)測試推算結(jié)果相比，誤差在3％以內(nèi)，證明了仿真的假設(shè)和方法是對的。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/191206.htm
如果仔細(xì)觀察圖5，會發(fā)現(xiàn)在初、次級線圈中間有一條很窄的磁場通道(這就是被漏磁沖片引導(dǎo)的磁通)，使得部分磁場從這里穿過，形成漏磁，通過三維模型能很明顯的觀察到漏磁的存在。當(dāng)進(jìn)一步細(xì)分漏磁沖片網(wǎng)格，加入實(shí)際B-H曲線(如圖7所示)后，發(fā)現(xiàn)漏磁量增多，由原來的0．1％增加到1％，如圖8所示。
圖7的橫坐標(biāo)表示磁場強(qiáng)度H，單位為A／M，縱坐標(biāo)表示磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位為T。
對比圖5、圖8，可以發(fā)現(xiàn)鐵芯內(nèi)磁場強(qiáng)度變小了，這是由于加入了B-H曲線后，在B=1．65 T左右時達(dá)到了飽和(如圖7所示)，抑制了鐵芯內(nèi)磁場的增加，使得鐵芯的磁場沒有線性μ時的磁場強(qiáng)度大。也正是由于B-H的抑制作用，使得一部分磁場分流到了漏磁沖片，形成了較大的漏感。
通過調(diào)整初級線圈的電壓，可以得到次級電壓也隨著變化，但是這一現(xiàn)象在漏感變壓器中，變化并不明顯，當(dāng)將初級電壓在額定電壓下變化10％時，次級電壓的變化不超過額定次級電壓的3％。這是由于初級線圈產(chǎn)生的磁場并沒有全部鎖定在鐵芯中形成主磁通，而有一部分漏出。與實(shí)際的漏感變壓器的漏感作用相符。
如圖9所示，橫坐標(biāo)表示的是漏感變壓器的初級電壓，縱坐標(biāo)表示的是次級電壓，單位為V。由圖9可以看出，理想變壓器和漏感變壓器的次級電壓變化曲線與初級線圈的電壓變化曲線一致，但是理想變壓器的次級電壓要比漏感的次級電壓要大，增幅要大，也就是說當(dāng)初級電壓變化時，理想變壓器的次級電壓變化要比漏感變壓器的次級電壓比劇烈。這是由于理想變壓器沒有考慮線圈阻抗等損耗，尤其是漏感的影響，故次級電壓變化劇烈。圖9也從側(cè)面證明了漏感的穩(wěn)壓作用。
3 結(jié)語
對變壓器進(jìn)行了二維仿真，得到了與實(shí)際相符合的電壓、電流、磁場分布，證明了仿真建模、計(jì)算方法的正確性。得到了變壓器內(nèi)部的磁場分布，尤其是鐵芯內(nèi)的主磁通以及分布在鐵芯周圍的漏磁通。證實(shí)了漏感的存在以及漏感對穩(wěn)定電壓的作用。借助仿真軟件，實(shí)現(xiàn)了變壓器內(nèi)部磁場的可視化，為變壓器的設(shè)計(jì)提供的依據(jù)，節(jié)約了設(shè)計(jì)成本，縮短了設(shè)計(jì)周期。
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