Вплив геометрії одношарової обмотки індуктивного елемента на опір втрат

Abstract

В роботі проаналізовано методики Доуела і Ферера обрахунку опору втрат обмоток дроселів, та зроблено припущення, що ймовірною причиною їх похибки є нехтування впливом геометрії обмотки, бо задача вирішувалася на площині. Для перевірки припущення досліджено вплив геометричних параметрів обмотки на розподіл струму у провідниках та, відповідно, на опір втрат. Досліджено 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. Орієнтовна причина розбіжності з відомими методиками – 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, його густину.