Вестник МГТУ, 2023, Т. 26, № 4.

Сафин А. Р. и др. Моделирование работы устройства индукционного зарядного. Типичные формы катушек УИЗ представляют собой круглую, квадратную, прямоугольную и двойную D (DD) конфигурацию (Ahmad et al., 2018). DD - одна из самых популярных современных катушек, ее геометрия представляет собой две прямоугольные катушки поверх материала сердечника, направляющие магнитный поток. Катушка DD имеет меньшее магнитное поле рассеяния, чем прямоугольная площадка и более высокий коэффициент связи. Магнитная связь значительно выше у многокатушечной формы по сравнению с круглой и прямоугольной. Однако сопротивление катушки также увеличивается, поскольку используется больше проводов, но эффективность относительно высока, и площадка DD считается наиболее подходящей для первичной катушки в системе УИЗ (Thein et al., 2021). Конфигурация катушки представлена на рис. 2. 4.5 377 , 5=1 551 . 5=1 Рис. 2. Конфигурация передающей катушки Fig. 2. Transmit coil configuration Моделирование проводилось в программных комплексах COMSOL Multiphysics и CST Studio Suite 2021. Была построена компьютерная модель заданной системы и проанализированы частотные характеристики. Для теоретического расчета генерации магнитного поля использовали программный пакет COMSOL Multiphysics (Kuzey et al., 2017; Bentalhik et al., 2022). Расчет токов и генерация магнитного поля производится путем решения уравнений в частных производных, разбиением области на конечные объемы и нахождением приближенного решения методами итерационного подхода (метод Ньютона). Уравнения составляются исходя из выбора механизмов, моделей и физических явлений. В данной модели была использована мультифизическая связка физики электромагнитных полей и модуля электрических цепей (Lukic et al., 2013). Аналогичным образом производились расчеты частотных характеристик катушки и передающей системы из двух катушек в программном пакете CST Studio в частотной области с использованием связки из моделируемых катушек и идеальных элементов электрической цепи (Lumped elements). Метод конечных элементов является мощным методом для численного решения сложных систем (Сафин и др., 2022; Kim et al., 2016). Параметры УИЗ, приведенные в техническом задании (ТЗ): мощность - 10 кВт, КПД - не менее 70 %. Катушка (координаты вершин) построена в Excel (рис. 3) согласно заданным в техническом задании параметрам: - изменяемые габариты внутреннего прямоугольника; - расстояние между витками; - размеры проводника. Все вышеперечисленные параметры изменяемы, координаты вершин квадратной спирали рассчитываются автоматически. 412