Using ONELAB software in high voltage power supply design
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-4-13-20Abstract
The article considers the issues of calculating the inductance of a high-voltage transformer based on the magnetic field characteristics. The present work is aimed at evaluating the possibility of using free open-source software ONELAB to calculate the inductance of static electromagnetic devices, the principle of operation of which is based on the electromagnetic induction phenomenon. The considered method of calculating pulse transformer inductance is focused on the creation of a digital twin of the modeled object, which is used when modeling the processes in pulse power supplies with the help of known application software packages. Validation of the computer simulation software (CM software) ONELAB was carried out by comparison with experimental data. The evaluation of the calculation results was carried out by comparison with data obtained by alternative CM software, analytical calculation using empirical formulas and with experimental data. The results of parameter comparison show their good agreement. The effectiveness of using ONELAB software for calculating inductance is shown using the example of calculating the inductance of the transformer windings of a high-voltage pulsed power source for electron beam welding.
References
Алгоритм расчета высоковольтного резонансного источника питания для технологических установок электронно-лучевой сварки / И. В. Васюков, А. А. Гуммель, Д. В. Батищев, А. В. Павленко // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65.
№ 4. С. 15 – 24. DOI 10.17213/0136-3360-2022-4-15-24.
Батищев Д.В., Гуммель А.А., Павленко А.В. Моделирование распределения электрического поля в умножителе высо-ковольтного резонансного источника питания для технологических установок электронно-лучевой сварки // Изв. вузов. Элек-тромеханика. 2023. Т. 66, № 2. С. 3 – 10. DOI 10.17213/0136-3360-2023-2-3-10.
Применение программы схемотехнического проектирования электронных схем LTspice при компьютерном моделиро-вании переходных режимов в электрических цепях / Д. В. Батищев, А. С. Косарев, И. В. Васюков, А. В. Живодерников // Изв. вузов. Электромеханика. 2022. Т. 65, № 3. С. 10 – 19. DOI 10.17213/0136-3360-2022-3-10-19.
Pokryvailo A., «Accounting for Parasitic Parameters in High-Voltage Converters», Proc. Annual Conf. of the Electrical and Electronics Engineers Society, Eilat, 14-16 November, 2007
A. Pokryvailo, «Use of COMSOL Multiphysics in High Voltage Electronic Transformers Design», Proc. COMSOL Conference, Boston MA, 2019, 7 pp.
Подберезная И. Б., Павленко А.В., Васюков И.В. К расчету силового трансформатора импульсного источника питания // Изв. вузов. Электромеханика. 2016. № 5. С. 38 – 45. DOI 10.17213/0136-3360-2016-5-38-45.
Рахул Бхат. Определение сосредоточенных параметров для эквивалентной схемы трансформатора [Электронный ре-сурс]. Режим доступа: https://www.comsol.ru/blogs/computing-transformer-equivalent-circuit-parameters / Дата доступа: 03.09.2023.
Christophe Geuzaine, François Henrotte, Jean-François Remacle, Emilie Marchandise, Ruth Sabariego. ONELAB: Open Nu-merical Engineering LABoratory. 11e Colloque National en Calcul des Structures, CSMA, May 2013, Giens, France. ffhal-01398071f
P. Dular, C. Geuzaine, A. Genon and W. Legros, "An evolutive software environment for teaching the finite element method in electromagnetism," in IEEE Transactions on Magnetics, vol. 35, no. 3, pp. 1682-1685, May 1999, doi: 10.1109/20.767340
Medhurst, R.G. (1947). H.F. resistance and self-capacitance of single-layer solenoids. Wireless Engineer. 24. 35-43.
Wheeler, Harold A.; Simple Inductance Formulas for Radio Coils, Proceedings of the I.R.E., Vol. 16, No. 75, October 1928, pp. 1398-1400
Numerical Methods for Inductance Calculation. Part 3 – Solvers, Optimizers, and Empirical Methods [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://electronbunker.ca/eb/CalcMethods3b.html. Дата доступа: 03.09.2023.
David Meeker. Inductance Calculation Example [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://www.femm.info/wiki/ In-ductanceExample. Дата доступа: 03.09.2023.
Батищев Д.В. Комплекс программ Gmsh&GetDP: валидация компьютерных моделей для расчета электромагнитной силы и момента // Изв. вузов. Электромеханика. 2021. Т. 64. № 2. С. 14-21. DOI:10.17213/0136-3360-2021-2-14-21
Бердников Д.В. Измерение индуктивности рассеяния в трансформаторах импульсных преобразователей с помощью LRC-метра // Современная электроника. 2006. № 8. С. 58 – 60.
Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей: Справочная книга / Изд. 3-е, перераб. и доп. Л.: Энергоатом-издат. Ленингр. отд., 1986. 488 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
https://orcid.org/0000-0002-7955-939
