Wydział Elektryczny
Politechniki Lubelskiej

Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii

Proj. elektrotechnologii
prowadzący: dr inż. Michał Majka

Projektowanie cewki nadprzewodnikowej

Grupa EMNS1.1

Damian Nowak

1. Projekt elektromagnesu

Projekt wykonałem za pomocą programu FEMM. Warunki brzegowe dobrałem zgodnie z instrukcją prowadzącego.

2. Wyznaczenie charakterystyki B(I) magnesu nadprzewodnikowego

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
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

3. Porównanie charakterystyki B(I) elektromagnesu z charakterystyką B(I) taśmy nadprzewodnikowej

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.

4. Wyznaczenie mapy indukcji magnetycznej B(r,z)

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:

5. Rozkład indukcji magnetycznej B(r)

Na podstawie przeprowadzonej analizy, wyznaczyłem charakterystyki wzdłuż promieniowo skierowanego odcinka przekroju poprzecznego układu oraz wzdłuż osi elektromagnesu:

6. Wartość indukcyjności L i energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu

Korzystając ze wzoru , 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.