Библиотека технической литературы. Книги, программы, статьи, схемы и др.

233354431
суббота 24 февраля 2018

Главная

Гидропривод

Оборудование

Справочники

Робототехника

Машиностроение

Электропривод

Электротехника, радиотехника

Рефераты

Обмен ссылками

Поиск

КИНОблог

 


 

Форум >>>

adfun.ru

Страницы: << .... 15 16 [17] 18 19 20 21 22 23 24 25 .... >>

сформулировать простые зависимости основных показателей трансформаторов от их размеров и мощности, называемые законами роста. Подобные законы можно сформулировать для реакторов разных видов. Таким же способом можно исследовать влияние частоты, свойств материалов, коэффициентов заполнения, электромагнитных нагрузок и других факторов, причем" не только при строгом геометрическом подобии.

Для практики удобны законы роста, имеющие достаточно простую форму, как правило, в виде степенных зависимостей. Для их вывода используют простейшие формулы, пренебрегая второстепенными зависимостями -и опуская дополнительные слагаемые. При этом приходится порознь рассматривать разные составляющие (слагаемые) индуктивности и добавочных потерь и некоторые другие, однотипные параметры. При строго пропорциональном изменении всех размеров, если пренебречь изменением влияния вихревых и циркулирующих токов и конечной намагниченности отдельных деталей на магнитное поле вне Них, то для магнитного поля вне стали получаем:

где / — обобщенный линейный размер;—отношение ударного тока, при котором определяются механические усилия и напряжения, к действующему, при котором определяются все остальные параметры (индукция, потери и т. д.); и —основные потери , добавочные потери от вихревых токов в мелких и в массивных элементах соответственно; q — удельная тепловая нагрузка от потерь соответствующих видов.

Мелкими и массивными элементами, называемыми в дальнейшем также магнитно-прозрачными и непрозрачными соответственно, считаются такие, у которых характерный размер, перпендикулярный направлению напряженности магнитного поля, существенно меньше и больше «глубины проникновения».

Реально размер мелких проводящих элементов, прежде всего размер провода обмоток Ъ не увеличивается с ростом размеров трансформаторов или реактора. Более того, чтобы сохранить приемлемые тепловые нагрузки и нагревы, при увеличении мощности этот размер приходится уменьшать. Не растут также длины пролетов между опорами в обмотках, влияющие на механические напряжения изгиба. Может заметно изменяться коэффициент заполнения окна или сечения обмоток проводом. Поэтому введем в формулы коэффициент заполнениявыделим размеры мелких (магнитно-прозрачных) элементов Ъ и исключим из рассмотрения изгибные напряжения и тепловые нагрузки от потерь в обмотках. Тогда вместо (3-І4) имеем:

Для реактора без стали реактивная мощность Q обычно является основным параметром. Тогда, учитывая , из (3-15) получаем [1-21, 1-27]:

Используя приведенные выражения, можно определить влияние любого фактора в отдельности или их комбинаций. Например, при замене материала провода, если принять неизменными частоту, толщину провода, коэффициент заполнения, основные потери, свойства других материалов и мощность, из (3-16) следует:

Замена меди алюминием в реакторе без стали приводит к снижению расхода провода в 1,6 раза. При этом

резко снижаются механические напряжения и добавочные потери, но расход изоляционных и конструкционных материалов, пропорциональный объему обмотки, возрастает вдвое. Запас механической прочности остается на прежнем уровне. При неизменных материалах и частоте вместо (3-16) имеем:

Для увеличения мощности при неизменном коэффициенте заполнения рассмотрим два предельных случая— форсировку охлаждения при неизменных размерах

или же увеличение размеров при неизменной плотности тока

В частности, в случае увеличения мощности реактора в 2 раза масса может остаться почти прежней (добавятся лишь устройства форсировки охлаждения) при удвоении всех потерь и механических напряжений или же масса и основные потери вырастут в 1,5 раза, добавочные потери — в 1,75—2 раза, механические напряжения растяжения и сжатия — в 1,32 раза. Если в исходном реакторе механические напряжения равны предельно допустимым и именно они определяют расход материалов, то прииз (3-18) получаем:

При удвоении мощности в этом случае масса удваивается, основные потери растут в 1,26 раза, а добавочные—в 1,6—2 раза.

При заданной мощности соотношение первоначальных затрат и стоимости эксплуатации зависит от плот-

ности тока

В частности, можно вдвое снизить массу реактора за счет увеличения основных потерь в 1,6 раза и механических напряжений в 2 раза.

Интересен анализ роли коэффициента заполнения — единственного фактора, непосредственно зависящего от квалификации конструктора. В случае заданных мощности и плотности тока из (3-18) следует:

I

Увеличение на 10% приводит к уменьшению линейных размеров на 4%, массы провода и основных потерь на 2% и расхода остальных материалов (кроме охладителей и арматуры) на 12% при увеличении добавочных потерь на 4—10%. Если добавочные потери в проводах обмоток составляют 10% основных, потери в массивных деталях несущественны, стоимость провода 50% и арматуры 20% стоимости всех материалов, то повышение коэффициента заполнения на 10% его первоначального значения приводит .к снижению полной стоимости на 6% и потерь на 1%.

Приведенные соотношения полностью применимы к трансформаторам без стали и к магнитному полю рассеяния обычных трансформаторов (см. ниже). Наиболее широко на практике используют выражение (3-20), часто называемое законом степени, а именно: масса и основные потери реактора без стали пропорциональны его мощности в степени

Для магнитного поля в активной стали характерно, что практически применяемая индукция и соответствующие ей напряженность поля и удельные потери, а также коэффициент заполнения стали не зависят от размеров и мощности устройства, т. е. и

При таких условиях и неизменной частоте мощность пропорциональна массе стали, а коэффициент заполнения обмотки или плотность тока в ней должны умень-

шаться при пропорциональном росте размеров

Во многих случаях удается приближенно представить зависимости потерь в стали и напряженности поля от индукции и частоты в виде степенных функций, но показатели степени не одинаковы для стали разных марок и в разных диапазонах индукции и частоты. Поэтому такие относительно частные формулы здесь не рассматриваются— для конкретной задачи подобные формулы легко вывести, если известна подходящая аппроксимация характеристик стали.

Соотношения (3-24) применимы для трансформаторов, работающих в режиме XX, и для некоторых насыщающихся реакторов. В частности, если у насыщающегося задерживающего реактора заданы средний ток и время перемагничивания при напряжении U в контуре коммутации, то масса стали

где —средняя напряженность динамической

петли гистерезиса и индукция насыщения стали [3-12].

В формулу (3-25), как и в формулу (1-15), соответствующую мощному насыщающемуся реактору, предназначенному, например, для ограничения напряжения на конденсаторе, кроме свойств стали, входит только один параметр, задаваемый потребителем и имеющий размерность энергииили. По аналогии с (3-20) формулы (3-25), (1-15) и подобные им, показывающие, что масса и потери пропорциональны параметру, имеющему размерность энергии, можно назвать законом первой степени.

В трансформаторе с замкнутой ненасыщенной магнитной системой можно пренебречь влиянием намагничивающего тока на магнитное поле и потери вне стали и на номинальные токи, а магнитного потока вне Сталина намагничивающий ток и потери в стали и на номинальные напряжения [1-3]. Тогда одновременно действуют выражения (3-14) и (3-15) для параметров, связанных с полем рассеяния, и (3-24) для параметров, определяемых намагничиванием активной стали. При

этом номинальная мощность трансформатора

и вместо "(3-20) или (3-24) при неизменных свойствах материалов, частоте, коэффициентах заполнения и электромагнитных нагрузках получаем:

Указанные широко известные соотношения для массы и основных потерь называют законом степени 3/4.

В качестве примера рассмотрим подробнее влияние коэффициента заполнения обмотки. Из (3-15), (3-24) и (3-26) при заданной мощности и получаем:

Поэтому увеличение коэффициента заполнения на 10% приводит к уменьшению размеров на 25% и массы стали и прочих материалов, а также тока и потерь XX на 7,5% при увеличении расхода провода и основных потерь на 2,5%, напряжения КЗ на 7,5%, а добавочных потерь на 10—18%- Если стоимость провода обмоток равна 30% полной стоимости, стоимость арматуры 20%, стоимость потерь XX составляет половину стоимости всех потерь, а добавочные потери в мелких и массивных деталях составляют по 25% основных потерь, то повышение коэффициента заполнения на 10% приводит к снижению полной стоимости на 3% и стоимости потерь на 0,6%. Как видно, роль коэффициента заполнения в трансформаторе заметно меньше, чем в реакторе без стали.

В (3-27) не включено соотношение для механических напряжений о. Если принять, что кратность ударного тока обратно пропорциональна , то получается,

что о—const независимо от мощности. В действительности проблема электродинамической стойкости в более мощных трансформаторах гораздо более остра в силу отклонений от подобия, весьма существенных для этого

 

Библиотека технической литературы теперь находится по адресу http://bamper.info

При использовании материалов с сайта ссылка на spravka.w6.ru обязательна

                 Наша кнопка:

Copyright © 2008 Spravka

  bigmir)net TOP 100Яндекс цитированияКупите рекламу от 5 центов за клиента!Рейтинг@Mail.ruПокупаем рекламу. Дорого.Rambler's Top100ПРОДВИЖЕНИЕ и РАСКРУТКА 
WEB сайта (сайтов) в сети ИнтернетМЕТА - Украина. Рейтинг сайтов.



Москаленко 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20  
Зимин 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38  
Лейтес 1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65