ВПЛИВ КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ ОДНОШАРОВОЇ ОБМОТКИ ІНДУКТИВНОГО ЕЛЕМЕНТА НА ОПІР ВТРАТ

Автор(и)

  • А. П. Середін Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
  • А. В. Мовчанюк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-169-4-25-32

Ключові слова:

опір втрат, одношарова обмотка, добротність, міжвитковий ефект близькості, аналітичні методики розрахунку опору втрат, втрати в осерді

Анотація

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.

Біографії авторів

А. П. Середін, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

аспірант кафедри прикладної радіоелектроніки

А. В. Мовчанюк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

канд. техн. наук, доцент кафедри прикладної радіоелектроніки

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##

Переглядів анотації: 93

Опубліковано

2023-08-31

Як цитувати

[1]
А. П. Середін і А. В. Мовчанюк, «ВПЛИВ КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ ОДНОШАРОВОЇ ОБМОТКИ ІНДУКТИВНОГО ЕЛЕМЕНТА НА ОПІР ВТРАТ», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 25–32, Серп. 2023.

Номер

Розділ

Енергетика, електротехніка та електромеханіка

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.