Calculul inductorilor, inductorilor, inductorilor prin simulare numerică FEM.
Abordarea modernă a dezvoltării produselor electronice și electrice complexe presupune proiectarea precisă a componentelor de putere ale circuitului. Odată cu creșterea capacității echipamentului în curs de dezvoltare, prețul erorilor și inexactitățile în calcule crește exponențial. Și acest lucru este deosebit de evident atunci când se dezvoltă un echipament unic.
Desigur, există o mulțime de literatură cu privire la calculul și proiectarea transformatoarelor, inductoarelor, inductoarelor cu un nucleu și fără un nucleu, unde sunt luate în considerare majoritatea aplicațiilor standard.
Pentru studenții care încep să se angajeze în domeniul electronicii și al ingineriei electrice, am recomandat întotdeauna o carte minunată -
O prezentare clară și ușor de înțeles pentru începători.
În plus, în conformitate cu calculul bobinelor de inductanță, nu există nici o carte mai puțin utilă,
Kalantarov PL Tseitlin LA Calcularea inductanțelor. 1986.
Potrivit calculului transformatoarelor de tensiune (curenți) și al presostatului, există o mulțime de literatură.
Pentru a le aduce nu are sens. Internetul este minunat. Totul poate fi găsit.
Cărțile privind calcularea, dezvoltarea și construirea inductoarelor pentru tehnologiile de încălzire prin inducție se deosebesc.
Aici Sluhochsky A.E. dincolo de concurență. Deși, recent, există o mulțime de articole și cărți, unde în detaliu și mai profund considerat problema proiectării inductoarelor pentru anumite tipuri de tehnologie de încălzire prin inducție.
Pentru cele mai simple cazuri, există numeroase calculatoare on-line care vă permit să estimați sau chiar să calculați versiuni simple de inductoare, inductoare, transformatoare.
Permite determinarea parametrilor de bază ai inductoarelor de diferite forme.
Pentru cel mai simplu calcul al transformatoarelor, de exemplu, un calculator radioamatorist.
Dar toate acestea sunt calcule pentru dispozitive, în cel mai bun caz, până la 1 kW.
Apoi își începe propria specificitate. Mai ales dacă aceste dispozitive funcționează la frecvențe de peste câteva zeci de kHz.
La inductorii, inductorii, transformatoarele, pierderile de la efectele de suprafață ale fluxului curent cresc în mod substanțial în inductorii de înaltă frecvență de înaltă frecvență. Curentul de înaltă frecvență poate să se concentreze cu ușurință și să supraîncălzească secțiunile locale ale dispozitivului de alimentare.
La o frecvență înaltă, complexitatea calculării exacte a pierderilor de putere în circuitul magnetic și în sârma sau anvelopele de înfășurare este semnificativ crescută. Influența asupra pierderii bobinei multistrat crește semnificativ. Contabilitatea influenței decalajului în circuitul magnetic devine și o provocare.
Utilizarea software-ului de modelare numerică FEM permite rezolvarea majorității problemelor tehnice apărute în calculul și proiectarea inductoarelor, inductoarelor, inductoarelor, transformatoarelor, barelor de distribuție etc. precum și îmbunătățirea semnificativă a preciziei calculelor și optimizarea dispozitivului proiectat în cel mai scurt timp, în multe cazuri, fără a crea o structură naturală, care este deosebit de importantă pentru dispozitive puternice și costisitoare.
Voiam să spun câteva cuvinte despre încălzitoarele de apă de inducție.
Inductoarele de încălzire cu apă, cazanele de inducție, generatoarele de inducție cu abur sunt dispozitive complexe din punct de vedere tehnic, care necesită un studiu deosebit de atent și proiectarea sistemului de inducție. Ca sursă de energie, este de obicei folosită frecvența industrială de 50 Hz cu o tensiune de 220 V sau 380 V.
Principala problemă în proiectarea încălzitoarelor de apă de inducție este configurația optimă a înfășurării inductive. Adică designul geometriei de înfășurare, numărul de viraje, secțiunea de sârmă. Trebuie avut în vedere faptul că sistemul de inducție are un cosφ semnificativ diferit de 1. Prin urmare, fără a instala un condensator suplimentar paralel cu înfășurarea, un curent reactiv suplimentar va fi consumat din rețea.
Alegerea și calculul condensatorului de compensare necesar este o cerință obligatorie pentru obținerea eficienței maxime a dispozitivului de încălzire a apei. De asemenea, mulți confundă eficiența electrică și termică a dispozitivului de încălzire. Eficiența termică pentru astfel de dispozitive poate fi într-adevăr aproape 100%.
Principiul de funcționare al cazanului de inducție este prezentat în figuri:
Câteva exemple de calcule și simulări ale inductoarelor pentru diferite tehnologii:
1. Calcularea și modelarea sistemului de inducție al conductorului cu magnet inductor-inductor.
Determinarea parametrilor sistemului de inducție, eficiența, distribuția curentului în inductor, determinarea pierderilor în circuitul magnetic.
3. Recalcularea și modelarea încălzirii gâtului arborelui cotit pentru răcire.
Problema electromagnetică și termică în 3D a fost rezolvată prin rotirea părții încălzite (arborele cotit).
Ca urmare a simulării, se determină parametrii sistemului de inducție, eficiența, puterea necesară și timpul de încălzire pentru călire.
Câteva exemple de calcule ale inductoarelor și transformatoarelor:
Frecvența este de aproximativ 100kHz. Miezul feritei este 2500HC1. Bobina este specificată ca bobină FEM cu ture distribuite în funcție de geometria zonei date.
Numărul de rotații și rezistența totală a înfășurării sunt specificate în parametri.
Distribuția curentului într-o magistrală de cupru și inducția magnetică într-un circuit magnetic a fost simulată. Sa verificat absența saturației circuitului magnetic pentru diferite moduri de funcționare ale transformatorului de curent. Proiectarea transformatorului de curent pentru aplicațiile HF a fost optimizată.
- Calcularea și modelarea unui transformator trifazat cu carcasă.
Cifra din dreapta arată schema de proiectare și schema de includere a înfășurărilor și a sarcinii transformatorului.
Sa determinat randamentul transformatorului (pierderi în bobinaje, miez, carcasă) și împrăștiere în diferite moduri de funcționare.