Wydział ElektrycznyPolitechniki Lubelskiej
Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii
Proj. elektrotechnologiiprowadzący: dr inż. Michał Majka
Projektowanie cewki nadprzewodnikowej
Grupa EMNS1.1
Damian Nowak
Projekt wykonałem za pomocą programu FEMM. Warunki brzegowe dobrałem zgodnie z instrukcją prowadzącego.
Dla różnych ustawień prądu przeprowadziłem analizy i zanotowałem maksymalną wartość indykcyjności w bezpośrednim sąsiedztwie cewki.
Na podstawie zebranych pomiarów, stworzyłem poniższą tabelkę, a następnie wyznaczyłem charakterystykę B(I) badanego elektromagnesu nadprzewodnikowego:
B[T]
I[A]
0
0,09
10
0,18
20
0,27
30
0,36
40
0,45
50
0,55
60
0,65
70
0,8
88
1,05
115
Korzystając z katalogowej charakterystyki taśmy High Strength Wire dla temperatury 77 K, naniosłem wybrane punky tej charakterystyki na charakterystykę badanego elektromagnesu. Otrzymałem następujący wykres:
Wyznaczenie maksymalnej dopuszczalnej wartości prądu dla elektromagnesu w temperaturze 77 K polegało na odczytaniu wartości X (prądu w A) odpowiadającej punktowi przecięcia charakterystyki taśmy i elektromagnesu. Przyjąłem wartość równą 65 A.
Zmodyfikowałem parametry obwodu, przyjmując wartość prądu równą maksymalnej dopuszczalnej wartości wyznaczonej w poprzednim punkcie. Ponownie przeprowadziłem analizę, uzyskując poniższy obraz mapy indukcji magnetycznej w badanym układzie:
Na podstawie przeprowadzonej analizy, wyznaczyłem charakterystyki wzdłuż promieniowo skierowanego odcinka przekroju poprzecznego układu oraz wzdłuż osi elektromagnesu:
Korzystając ze wzoru L=ΦI, wyznaczyłem wartość indukcyjności za pośrednictwem wbudowanego w FEMM narzędzia:
Indukcyjność badanej cewki przy maksymalnym dopuszczalnym prądzie wynosi 0.667611 H.
Aby zmierzyć wartość energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu, ponownie użyłem narzędzi wbudowanych w program FEMM. Zaznaczyłem pole powierzchni badanego obszaru, włącznie z wnętrzem cewki, i wyznaczyłem całkę dla tego obszaru:
Wartość energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu wynosi 1398,87 J.
nawykos