ВПЛИВ КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ ОДНОШАРОВОЇ ОБМОТКИ ІНДУКТИВНОГО ЕЛЕМЕНТА НА ОПІР ВТРАТ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-169-4-25-32Ключові слова:
опір втрат, одношарова обмотка, добротність, міжвитковий ефект близькості, аналітичні методики розрахунку опору втрат, втрати в осердіАнотація
Проаналізовано одну з поширених аналітичних методик (Ферера) для розрахунку втрат обмоток індуктивних елементів, зокрема тих, що працюють на частотах до 100 кГц, визначено основні недоліки цієї методики — нехтування впливу геометрії обмотки індуктивного елемента (зокрема і кількості витків) на величину втрат, виражену через безрозмірний коефіцієнт Kf. Теоретично, це є причиною появи некоректного результату розрахунку за цією методикою. Для перевірки припущення виконано експериментальне дослідження впливу довжини одношарової обмотки (кількості витків) на величину втрат. Досліджено одношарові обмотки фіксованого діаметра з різними діаметрами провідників, на різних частотах, без осердя та з феромагнітним осердям. Визначено, що використовувати розглянуту аналітичну методику для розрахунку втрат одношарової обмотки можливо за умови, що обмотка без осердя, з кількістю витків N ≥ 30, а отриманий результат скореговано на відповідну величину (до 20,5 % залежно від частоти та діаметра провідника). Виявлено, що збільшення діаметра провідника призводить до збільшення втрат обмотки (цей приріст складає 67 % у разі збільшення діаметра удвічі). Досліджуючи обмотки з осердям, виявлено значне збільшення величини втрат обмотки, яке перевищувало розрахункові значення більше ніж удесятеро. Встановлено, що ймовірною причиною такої значної розбіжності є вплив зміни конфігурації силових ліній магнітного поля у разі внесення феромагнітного осердя в обмотку, що, зі свого боку, змінює форму та площу провідної частини провідника. Визначено також, що за таких умов вплив втрат в осерді на зміну втрат в обмотці незначний (до 3 %), і ним можна знехтувати. Досліджено вплив осердя на конфігурацію силових ліній магнітного поля та відповідно і на розподіл струму у провіднику. Виконано дослідження для обмотки без осердя, та з осердям. Встановлено, що вибрану аналітичну методику розрахунку не можна використовувати для розрахунку одношарових обмоток з осердям.
Посилання
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
G. Bocock, “Essential guide to power supplies,” XP Power, рp. 1-12, 2014.
H. Choi, “Pre-Matching circuit for high-frequency ultrasonic transducers,” MDPI. Sensors, vol. 22, no. 22, pp. 1-15, 2022.
Marian K. Kazimierczuk, High-frequency magnetic components, 2-d edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2014, pр. 294-331.
P. L. Dowell, “Effects of eddy currents in transformer winding,” Proc. IEE., vol. 113, no. 8, pp. 1387-1394, Aug. 1966.
J. A. Ferreira, “Improved analytical modeling of conductive losses in magnetic components,” IEEE Transactions on power electronics, vol. 9, no. 1, pp.127-134, Jan. 1994.
А. П. Середін, і А. В. Мовчанюк, «Аналіз методик та модифікація існуючих виразів для розрахунку опору втрат дроселів на ультразвукових частотах,» Радіотехнічні поля, сигнали, апарати та системи, Міжнар. наук.-техн. конф., НТУУ «КПІ імені Ігоря Сікорського», Київ, 2020, с. 52-55.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 47
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).