ВПЛИВ КІЛЬКОСТІ ВИТКІВ ОДНОШАРОВОЇ ОБМОТКИ ІНДУКТИВНОГО ЕЛЕМЕНТА НА ОПІР ВТРАТ

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 K_f. 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.