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一.一维Dowell模型
设有一层线圈由N匝圆导线组成,每匝导线流过的电流为i,则每层圆导线可以等效为单匝铜箔,流过电流为Ni,其等效过程如下图。
第一步,将一层圆导体等效为相同数量的方形导体,二者的截面积相等;第二步,把这些方形导体合在一起形成一层铜箔,铜箔的厚度等于长方形导体的边长;第三步,将铜箔拉宽,使其宽度与圆导体线圈的宽度相等,而铜箔的厚度不变。这一过程,铜箔截面积增大,电阻减小,为了使两者电阻值相等,需要引入补偿系数来表征铜箔电阻率的增加量。
一层铜箔模型的边界条件:
根据边界条件可以求解Hy(x)为:
由此可得铜箔内部的电流密度J(x)为:
则沿着电流方向上单位长度铜箔的损耗P为:
其中v:
二.多层Dowell模型
根据Dowell模型,设铜箔宽度为w,厚度为h,通过铜箔的电流为i,则边界条件如下:
第一层:
第二层:
第三层:
则:沿着电流方向上单位长度铜箔损耗为:
第一层P1:
第二层P2:
第三层P3:
综上,沿着电流方向上单位长度铜箔损耗P总=P1+P2+P3