Индуктивности и силы сжатия в двухслойных катушках

  • Георгий Николаевич Цицикян
  • Петр Васильевич Бобровников
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.

Биографии авторов

Георгий Николаевич Цицикян

доктор техн. наук, начальник сектора, заместитель начальника отдела НИО-11 филиала «ЦНИИ СЭТ» Крыловского государственного научного центра, Санкт-Петербург, Россия.

Петр Васильевич Бобровников

ведущий инженер отдела НИО-11 филиала «ЦНИИ СЭТ» Крыловского государственного научного центра, Санкт-Петербург, Россия.

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.
Опубликован
2021-12-15
Раздел
Статьи