电磁感应 — CAE术语解释

电磁感应是基于法拉第定律——磁通量的时间变化会诱发电动势(EMF)——的现象，是变压器、电动机、电感器、无线充电等电磁设备工作原理的基础。CAE分析的相关方向有两个。①电磁感应产生的涡电流和铁损计算：用FEM磁场分析求解铁芯内的感应电流分布。②变压器和电抗器的互感电感(M)计算：用静磁场FEM积分磁通链以求得M，再传递给电路仿真。这两种分析都是Ansys Maxwell和JMAG等工具执行的典型应用。

正是在电动车无线充电(WPT)系统设计中直接应用。发射线圈(地面端)和接收线圈(车辆底盘)的耦合系数k = M / sqrt(L1*L2)决定了传输效率，因此需要用FEM针对线圈形状、间距、位置偏差等计算耦合系数分布图。此外，85kHz附近共振频率下的感应磁场对人体和周围金属部件的影响(人体曝露和异物涡电流损耗)也需评估，这需要用生物组织FEM和电磁场耦合分析。符合SAE J2954标准的系统设计中，FEM分析是必不可少的验证手段。