Индуктивности и силы сжатия в двухслойных катушках
Ключевые слова:
однослойные и двухслойные соленоиды, коэффициент самоиндукции, силы осевого сжатия
Аннотация
Рассмотрены расчётные выражения для коэффициентов самоиндукции двухслойных и однослойных катушек и проведены соответствующие сопоставления. Даны примеры по расчёту коэффициентов индукции для известных конструктивных исполнений катушек. Представлено выражение для расчёта сил осевого сжатия в двухслойных катушках. Проведён расчёт сил осевого сжатия в катушках в составе трёхфазных нагрузочных устройств, предназначенных для испытаний генераторных агрегатов автономных электростанций. Полученные выражения для расчета индуктивностей и сил осевого сжатия двухслойных катушек достаточно лаконичны и могут быть рекомендованы для практического использования. Эти выражения включают только конструктивные параметры катушек: число витков в слоях, радиусы слоев, шаги намоток, длина слоев. Статья проиллюстрирована конкретными примерами расчета индуктивности и сил сжатия катушек.
Литература
1. Korovkin N.V., Vu Q.S., Yazenin R.A. A Method for Minimization of Unbalanced Mode in Three-Phase Power Systems. – 2016 IEEE NW Russia Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRusNW), 2016, DOI:10.1109/EIConRusNW.2016.7448257.
2. Korovkin N.V., Chechurin V.L., Hayakawa M. Inverse Problems in Electric Circuits and Electromagnetics. Springer Science, 2007, 331 p,
3. Knight D.W. An Introduction to the art of Solenoid Inductance and Impedance Calculation [Электрон. ресурс], URL: https://www.g3ynh.info/zdocs/magnetics/SolenoidZ.pdf (дата обращения 15.12.2021).
4. Thompson M.T. Inductance Calculations Techniques – Part II: Approximations and Handbook Methods, Power Control and Intelligent Motion, 1999, 11 с.
5. Ramo S., Winnery J.R., Van Duzer T. Fields and Waves in Communication Electronics. Hoboken: Wiley, 1994, 859 p.
6. De Queiroz A.C.M. Mutual Inductance and Inductance Calculations by Maxwell’s Method [Электрон. ресурс], URL: https://www.Researchgate.net/publication/266891743_Mutual-_Inductance_and_ Inductance_Calculations_ by_Maxwell's_Method (дата обращения 15.12.2021).
7. Numerical Methods for Inductance Calculation. Robert Weaver [Электрон. ресурс], URL: http://electronbunker.ca/eb/CalcMethods.html (дата обращения 15.12.2021).
8. Liu X., Hui S.Y. Optimal Design of a Hybrid Winding Structure for Planar Contactless Battery Charging Platform. – IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, vol. 23 No. 1, pp. 455–463.
9. Lane J.E., et al. Magnetic Field, Force and Inductance Computations for an Axially Symmetric Solenoid. NASA/TM-2013-217918, 2001.
10. Цицикян Г.Н., Антипов М.Ю. Оценка сжимающих сил, действующих на тонкослойные катушки (соленоиды) с током. – Известия РАН. Энергетика, 2018, № 8, с. 26–31.
11. Wheeler H.A. Inductance Formulas for Circular and Square Coils. – Proc. of the IEEE Letters, 1982, vol.70, No.12, pp. 1449–1451.
12. Цицикян Г.Н., Антипов М.Ю. Расчёт индуктивности однослойного и двухслойного соленоида с учётом особенностей практического применения. – Электричество, 2019, № 10, с. 48–53.
13. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.Л. Расчёт индуктивностей. Справочная книга. Л: Энергоатомиздат, 1986, 488 с.
14. Цицикян Г.Н., Бобровников П.В., Антипов М.Ю. Руководство по расчёту индуктивностей и электродинамических сил в токоведущих частях электротехнических комплексов. СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2020, 118 с.
#
1. Korovkin N.V., Vu Q.S., Yazenin R.A. A Method for Minimi-zation of Unbalanced Mode in Three-Phase Power Systems. – 2016 IEEE NW Russia Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRusNW), 2016, DOI:10.1109/EICon RusNW.2016.7448257.
2. Korovkin N.V., Chechurin V.L., Hayakawa M. Inverse Problems in Electric Circuits and Electromagnetics. Springer Science, 2007, 331 p,
3. Knight D.W. An introduction to the art of Solenoid Inductance and Impedance Calculation [Electron. resource], URL: https://www.g3ynh.info/zdocs/magnetics/SolenoidZ.pdf (Date of appeal 15.12.2021).
4. Thompson M.T. Inductance Calculations Techniques – Part II: Approximations and Handbook Methods, Power Control and Intelligent Motion, 1999, 11 p.
5. Ramo S., Winnery J.R., Van Duzer T. Fields and Waves in Communication Electronics. Hoboken: Wiley, 1994, 859 p.
6. De Queiroz A.C.M. Mutual Inductance and Inductance Calculations by Maxwell’s Method [Electron. resource], URL: https://www.Researchgate.net/publication/266891743_Mutual¬_Inductance_and_ Inductance_Calculations_ by_Maxwell's_Method (Date of appeal 15.12.2021).
7. Numerical Methods for Inductance Calculation. Robert Weaver [Electron. resource] URL: http://electronbunker.ca/eb/CalcMethods.html (Date of appeal 15.12.2021).
8. Liu X., Hui S.Y. Optimal Design of a Hybrid Winding Structure for Planar Contactless Battery Charging Platform. – IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, vol. 23 No. 1, pp. 455–463.
9. Lane J.E., et al. Magnetic Field, Force and Inductance Computations for an Axially Symmetric Solenoid. NASA/TM-2013-217918, 2001.
10. Tsitsikyan G.N., Antipov M.Yu. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2018, No. 8, pp. 26–31.
11. Wheeler H.A. Inductance Formulas for Circular and Square Coils. – Proc. of the IEEE Letters, 1982, vol.70, No.12, pp. 1449–1451.
12. Tsitsikyan G.N., Antipov M.Yu. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2019, No. 10, pp. 48–53.
13. Kalantarov P.L., Zeytlin L.L. Raschyot induktivnostey. Spravochnaya kniga (Calculation of Inductances. Reference Book). L: Energoatomizdat, 1986, 488 p.
14. Tsitsikyan G.N., Bobrovnikov P.V., Antipov M.Yu. Ruko-vodstvo po raschyotu induktivnostey i elektrodinamicheskih sil v tokovedushchih chastyah elektrotekhnicheskih kompleksov (Manual for the calculation of inductances and electrodynamic forces in current-carrying parts of electrical complexes). SPb.: FGUP«Кrylovskiy gos. nauchnyy tsentr», 2020, 118 p.
2. Korovkin N.V., Chechurin V.L., Hayakawa M. Inverse Problems in Electric Circuits and Electromagnetics. Springer Science, 2007, 331 p,
3. Knight D.W. An Introduction to the art of Solenoid Inductance and Impedance Calculation [Электрон. ресурс], URL: https://www.g3ynh.info/zdocs/magnetics/SolenoidZ.pdf (дата обращения 15.12.2021).
4. Thompson M.T. Inductance Calculations Techniques – Part II: Approximations and Handbook Methods, Power Control and Intelligent Motion, 1999, 11 с.
5. Ramo S., Winnery J.R., Van Duzer T. Fields and Waves in Communication Electronics. Hoboken: Wiley, 1994, 859 p.
6. De Queiroz A.C.M. Mutual Inductance and Inductance Calculations by Maxwell’s Method [Электрон. ресурс], URL: https://www.Researchgate.net/publication/266891743_Mutual-_Inductance_and_ Inductance_Calculations_ by_Maxwell's_Method (дата обращения 15.12.2021).
7. Numerical Methods for Inductance Calculation. Robert Weaver [Электрон. ресурс], URL: http://electronbunker.ca/eb/CalcMethods.html (дата обращения 15.12.2021).
8. Liu X., Hui S.Y. Optimal Design of a Hybrid Winding Structure for Planar Contactless Battery Charging Platform. – IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, vol. 23 No. 1, pp. 455–463.
9. Lane J.E., et al. Magnetic Field, Force and Inductance Computations for an Axially Symmetric Solenoid. NASA/TM-2013-217918, 2001.
10. Цицикян Г.Н., Антипов М.Ю. Оценка сжимающих сил, действующих на тонкослойные катушки (соленоиды) с током. – Известия РАН. Энергетика, 2018, № 8, с. 26–31.
11. Wheeler H.A. Inductance Formulas for Circular and Square Coils. – Proc. of the IEEE Letters, 1982, vol.70, No.12, pp. 1449–1451.
12. Цицикян Г.Н., Антипов М.Ю. Расчёт индуктивности однослойного и двухслойного соленоида с учётом особенностей практического применения. – Электричество, 2019, № 10, с. 48–53.
13. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.Л. Расчёт индуктивностей. Справочная книга. Л: Энергоатомиздат, 1986, 488 с.
14. Цицикян Г.Н., Бобровников П.В., Антипов М.Ю. Руководство по расчёту индуктивностей и электродинамических сил в токоведущих частях электротехнических комплексов. СПб.: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2020, 118 с.
#
1. Korovkin N.V., Vu Q.S., Yazenin R.A. A Method for Minimi-zation of Unbalanced Mode in Three-Phase Power Systems. – 2016 IEEE NW Russia Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conference (EIConRusNW), 2016, DOI:10.1109/EICon RusNW.2016.7448257.
2. Korovkin N.V., Chechurin V.L., Hayakawa M. Inverse Problems in Electric Circuits and Electromagnetics. Springer Science, 2007, 331 p,
3. Knight D.W. An introduction to the art of Solenoid Inductance and Impedance Calculation [Electron. resource], URL: https://www.g3ynh.info/zdocs/magnetics/SolenoidZ.pdf (Date of appeal 15.12.2021).
4. Thompson M.T. Inductance Calculations Techniques – Part II: Approximations and Handbook Methods, Power Control and Intelligent Motion, 1999, 11 p.
5. Ramo S., Winnery J.R., Van Duzer T. Fields and Waves in Communication Electronics. Hoboken: Wiley, 1994, 859 p.
6. De Queiroz A.C.M. Mutual Inductance and Inductance Calculations by Maxwell’s Method [Electron. resource], URL: https://www.Researchgate.net/publication/266891743_Mutual¬_Inductance_and_ Inductance_Calculations_ by_Maxwell's_Method (Date of appeal 15.12.2021).
7. Numerical Methods for Inductance Calculation. Robert Weaver [Electron. resource] URL: http://electronbunker.ca/eb/CalcMethods.html (Date of appeal 15.12.2021).
8. Liu X., Hui S.Y. Optimal Design of a Hybrid Winding Structure for Planar Contactless Battery Charging Platform. – IEEE Transactions on Power Electronics, 2008, vol. 23 No. 1, pp. 455–463.
9. Lane J.E., et al. Magnetic Field, Force and Inductance Computations for an Axially Symmetric Solenoid. NASA/TM-2013-217918, 2001.
10. Tsitsikyan G.N., Antipov M.Yu. Izvestiya RAN. Energetika – in Russ. (News of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering), 2018, No. 8, pp. 26–31.
11. Wheeler H.A. Inductance Formulas for Circular and Square Coils. – Proc. of the IEEE Letters, 1982, vol.70, No.12, pp. 1449–1451.
12. Tsitsikyan G.N., Antipov M.Yu. Elektrichestvo – in Russ. (Electricity), 2019, No. 10, pp. 48–53.
13. Kalantarov P.L., Zeytlin L.L. Raschyot induktivnostey. Spravochnaya kniga (Calculation of Inductances. Reference Book). L: Energoatomizdat, 1986, 488 p.
14. Tsitsikyan G.N., Bobrovnikov P.V., Antipov M.Yu. Ruko-vodstvo po raschyotu induktivnostey i elektrodinamicheskih sil v tokovedushchih chastyah elektrotekhnicheskih kompleksov (Manual for the calculation of inductances and electrodynamic forces in current-carrying parts of electrical complexes). SPb.: FGUP«Кrylovskiy gos. nauchnyy tsentr», 2020, 118 p.
