Вплив геометрії одношарової обмотки індуктивного елемента на опір втрат
DOI:
https://doi.org/10.20535/S002134702301003XКлючові слова:
ультразвуковий діапазон частот, узгоджуючий фільтр, дросель, кінцево-елементне моделювання, ефект близькості, скін-ефект, опір втратАнотація
В роботі проаналізовано методики Доуела і Ферера обрахунку опору втрат обмоток дроселів, та визначено, що причиною їх похибки є нехтування впливом геометрії обмотки, бо задача вирішувалася на площині. Для перевірки досліджено вплив геометричних параметрів обмотки на розподіл струму у провідниках і на опір втрат. Розглянуто вплив геометрії одновиткової обмотки на опір втрат для провідників різних діаметрів та різних діаметрів обмоток. Визначено, що вплив геометрії обмотки на опір втрат значний (до 40%), та збільшується зі збільшенням діаметру провідника і частоти, та зменшенням діаметру витка. При моделюванні виявлено нерівномірність розподілу струму у провіднику, згорнутого у кільце, спричинену впливом самоефекту близькості. Досліджено вплив міжвиткової відстані для одношарової обмотки на його опір втрат. Виявлено, що вплив міжвиткового ефекту близькості суттєвий, та зростає зі зменшенням міжвиткової відстані. Причиною розбіжності з відомими методиками є нерівномірність розподілу струмів у крайніх та внутрішніх витках. Розглянуто особливості розподілу струмів у провідниках квадратного перерізу та еквівалентних за площею циліндричних провідників, представлених як прямі одиночні провідники, одиночні витки та одношарові обмотки. Визначено вплив форми провідника на розподіл струму і його густину.
Посилання
C. Alexander, M. Sadiku. «Fundamentals of electric circuits». 3-d edition. McGraw-Hill, 2007, p. 211.
: Marian K. Kazimierczuk. «High-frequency magnetic components». 2-d edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2014, pр. 294 – 331.
Gary Bocock. «Essential guide to power supplies». 1-d edition. XP Power, 2014, р.p. 35 – 36.
Marian K. Kazimierczuk. «High-frequency magnetic components». 2-d edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2014, р. 164.
Kyle Jensen. «Liz wire: Practical design consideration for today`s high frequency application». Power Magnetics & High Frequency Workshop, May 12, 2020, р. 5.
Сифоров В.И. «Радиоприемные устройства: Учебное пособие». - 5-е вид., перероб. - М.: Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, 1954. - с. 162.
Gary Bocock. «Essential guide to power supplies». 1-d edition. XP Power, 2014, р.p. 1 – 12.
Hojong Choi. «Pre-Matching circuit for high-frequency ultrasonic transducers». MDPI. Sensors. vol.22, no.22, 2022, pp.1 – 15.
Сифоров В.И. «Радиоприемные устройства: Учебное пособие». - 5-е вид., перероб. - М.: Военное издательство Министерства обороны Союза ССР, 1954. - с. 150 – 172.
P. Dowell, «Effects of eddy currents in tramsformer winding», Proc. IEE., vol. 113, no.8, 1966, pp.1387-1394.
J. Ferreira, «Improved analytical modeling of conductive losses in magnetic components», IEEE Transactions on power electronics, vol.9, no.1, 1994, pp.127-134.
Johnson, Howard; Graham, Martin. «To understand skin effect, you must first understand how eddy currents operate...» . High-Speed Signal propagation Advanced Black Magic (3rd ed.). Prentice Hall, 2003, pp. 58–78.
A. Ducluzaux, «Extra losses caused in high current conductors by skin and proximity effects», Cahier technique no. 83, Schneider Electric, 1983.
Середін А.П., Мовчанюк А.В., «Аналіз методик та модифікація існуючих виразів для розрахунку опору втрат дроселів на ультразвукових частотах», Міжнародна науково-технічна конференція «Радіотехнічні поля, сигнали, апарати та системи», НТУУ «КПІ ім.. І. Сікорського», Київ, 2020, с. 52 – 55.
Xi Nan; C. Sullivan. «An improved calculation of proximity-effect loss in high-frequency windings of round conductors», IEEE Power Electronic Specialists Conference, June 2003, pp.853-860.
Narinder Kumar. «Comprehensive Physics for Class XII». New Delhi: Laxmi Publications, 2003, p. 282.
Marian K. Kazimierczuk. «High-frequency magnetic components». 2-d edition. John Wiley & Sons, Ltd, 2014, р. 184.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. РадіоелектронікаИздатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.
Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).
Варианты доступа к статье:
1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)
В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).
2. Статья с последующим доступом по подписке
В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.
- Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
- Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
- Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
- Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
- Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
- Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
- Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
- Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
- Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
- Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
- Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
- Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
- Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
- Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
- В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
- Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
- Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.
