محاسبات اندوکتانس ساختار پیشرفته کویل سیستم ابررسانای ذخیره ساز انرژی مغناطیسی

محمدرضا علیزاده پهلوانی ، عباس شولائی

    چکیده 

در این مقاله روابط اندوکتانس خودی و متقابل کویل تروئیدی مارپیچی در شرایط ابررسانایی بصورت مستقیم و غیر مستقیم تدوین می گردد. روش مستقیم منطبق بر معادله نیومن و روش غیر مستقیم منطبق بر مولفه های تروئیدی و پلوئیدی چگالی شار مغناطیسی می با شد. با تحلیل عددی نشان داده میشود که دقت محاسباتی روش مستقیم نسبت به روش غیر مستقیم با صرف زمانی بیشتر بهتر است. مقایسه اندوکتانس اندازه گیری شده در آزمایشگاه با نتایج محاسباتی روش مستقیم و غیر مستقیم نشان می دهد که روابط اندوکتانس ارائه شده از قابلیت اطمینان بالائی برخوردار بوده و احتساب برخی فرض های مهندسی در روش غیر مستقیم موجب کاهش زمان محاسباتی نسبت به روش مستقیم بدون از دست دادن دقت محاسباتی می گردد. همچنین نشان داده می شود که اندوکتانس خودی به شرط رعایت شعاع انحنای بزرگتر از4/0 شعاع فرعی و تعریف شعاع متوسط هندسی در شرایط ابررسانائی همانند اندوکتانس متقابل بدست می آید. از ترسیم سطوح همترازچگالی شار مغناطیسی و اندوکتانس مشاهده می شودکه روابط اندوکتانس کویل تروئیدی مارپیچی مبنای طراحی بهینه کویل با توابع هدف گوناگون از قبیل ماکزیمم نمودن نسبت انرژی مغناطیسی ذخیره شده به حجم تروئید یا هادی مصرفی ، حذف و متعادل نمودن تنش در برخی از جهت های مختصاتی ، تضعیف شار پراکندگی و ... می باشد.