在Maxwell 2D和3D模拟中使用Litz Wire

利茨线常用于电力转换设备中，以减少导体中的感应交流损耗。利茨线由许多绝缘股或细丝组成，这些绝缘股或细丝平行地电连接并连续地转置。这种类型的导体具有几乎相同的直流(DC)电阻和整体电流承载面积作为一个单一的实心导线，但交流诱导的损失(集肤效应和接近效应)减少，由于单个股的横截面积比单个实心股小。

Ansys麦克斯韦现在有能力分析利茨线。由于利茨线束可以包含数百甚至数千条小股，因此很难(或不可能)使用有限元分析(FEA)显式地建模每条股。因此，利茨束被建模为具有相同外径的单个物体。

图1所示。在Ansys Maxwell中圆线的Litz束的表示

有许多类型的利茨线配置，如圆形，矩形和方形。利用麦克斯韦，利茨线在材料属性中定义了股数和它们的确切尺寸。

图2所示。利茨线的类型

在Maxwell二维和三维涡流或瞬态磁求解器中建模Litz线:

1. 利茨导体定义为一种材料，其中股的大小和股的数量是指定的。
2. Litz包被建模为单个对象。
3. 物体中的涡流效果是关闭的。
4. 磁场在导体中引起接近损耗，但这些损耗不影响源场。
5. 假设股厚≤蒙皮深度，损耗计算是有效的。
6. 损失计算根据:Bx, By, Bz和J(频域)和dBx/dt, dBy/dt, dBz/dt和dJ/dt(时域)。

图3所示。利茨丝材料规格为圆丝

一个特定的链完全转置所需的距离称为“层长”。通常，这个距离相当于一根单链直径的15-20倍。这种连续的换位，长度-和直流电阻-的个别股基本上是相等的。此外，每条链理论上都具有相同的磁链，从而使循环电流最小化并有效防止。

如下面的缺口电感示例所示，利茨线中的损耗密度考虑了由于边缘通量引起的接近损耗的影响。因为在这个例子中Litz链的数量相对较少，所以它们也被显式地绘制了每条链。然后将其与2D和3D模型进行比较，其中利茨线的损失密度图基本上相同。

图4所示。显式链模型与Litz线束的比较

最后，根据产生的损耗计算出Litz导体的交流电阻，然后在阻抗矩阵中报告。

总之，Maxwell模拟利茨线的能力为磁设计人员提供了一个强大的工具来理解使用利茨线的好处。交流损耗和电阻直接使用FAE计算，而不是依赖不准确的经验或分析方程。利茨线甚至可以考虑在双向磁热分析中确定稳态工作温度，同时考虑到温度依赖性的材料性能。