利用三维有限元法计算复杂结构线圈电感

• 作者: 吴士普 吴细秀 汪本进 邓雷
• 来源期刊: 控制工程期刊：中英文版
• 学科: 工学
• 关键词: 电感计算 矢量磁位 三维有限元 COMSOL MULTIPHYSICS
• 年，卷（期）: 2013,（3）
• 页码范围: 162-170
• 页数: 9页
• 分类号: TP312

摘要

采用三维矢量磁位有限元方法在COMSOLMultiphysics软件中完成了复杂结构线圈电感的计算。首先，论文阐述了电感计算方法，分析了采用三维矢量磁位有限元分析方法计算电感的原理，得到三维坐标下以矢量磁位描述磁场能量的表达式。针对该表达式，讨论了电感计算的电磁场控制方程和边界条件并对相应表达式进行离散化，得到了矢量磁位的三维有限元离散方程。在此基础上，论文以某一结构复杂、本身尺寸差异大的线圈为例，具体介绍了在COMSOLMultiphysics软件中采用三维有限元法计算电感的步骤。计算过程中，采用较细化和较粗化的网格划分方法解决线圈尺寸差异造成的网格划分精度不高的问题，并利用无限单元区域模拟电磁场计算的自由空间，从而提高了电磁场计算开域问题的精度。最后论文将COMSOLMultiphysics计算的电感值与实测值进行比较，结果表明计算值与实测值十分接近，证明了采用三维有限元方法计算电感的正确性。