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: << .... 55 56 57 58 59 60 [61] 62 63 64 65 >>

где—целая часть числа яГр, определяемого по (11-57). В частном случае, когда для всех учитываемых гармоник тока т. е. вытеснение магнитного поля отсутствует, выражение (11-60) вырождается в (11-54) или (11-52). Если же вытеснение имеется даже для первой гармоники ( или), то из (11-60)

следует:

Гармонические составляющие реальных кривых напряжения на индуктивности обычно начинают быстро уменьшаться, начиная с некоторого номера; тем более быстро уменьшаются члены

. Это позволяет заранее ограничить число рассматриваемых членов ряда. Например, при трапеции (см. рис. 11-2) это номер , где — продолжительность подъема или спада тока; при отрезках синусоиды (см. рис. 6-6,6) имеем где т — продолжительность одной полуволны. Соответственно по результату разложения тока или напряжения на гармонические составляющие видны определяющие члены ряда, для которых следует брать коэффициентв (11-60).

ГЛАВА ДВЕНАДЦАТАЯ

ПОТЕРИ ОТ ЦИРКУЛИРУЮЩИХ токов

12-1. ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ

Обмотки мощных трансформаторов и реакторов, как правило, состоят из параллельно соединенных ветвей: частей обмоток; групп катушек; катушек; транспонированных, подразделенных и простых проводов. Существенно неравномерное распределение тока по этим ветвям может привести не только к заметному увеличению потерь и снижению КПД, но и к выходу трансформатора или реактора из строя.

Казалось бы, для равномерного распределения тока достаточно сделать параллельные ветви симметричными. Однако выполнение их полностью симметричными часто оказывается невозможным. Даже при симметричных ветвях на принципиальной схеме в реальных обмотках имеют место конструктивные и производственные отклонения. С увеличением мощности трансформаторов и реакторов магнитное поле в области расположения обмоток становится сильнее, растут число параллельных ветвей и их сечение. При этом необходимо учитывать факторы, которыми при меньшей мощности можно было бы обоснованно пренебречь.

Имеется большое число публикаций с предложениями новых более пвлных, точных и общих методов расчета токораспределения и добавочных потерь и новых схем и конструкций транспозиций или других способов улучшения распределения тока по ветвям. Тем не менее на практике встречаются неожиданности, иногда выявляю-.щиеся лишь при испытаниях готовых изделий или в эксплуатации. Поэтому при расчете, конструировании и испытаниях трансформаторов и реакторов необходимо обращать особое внимание На^аспределение тока.

Для расчета распределения тока полезно введенное Ю. Н. Шафиром [12-1] понятие ранга ветви. К ветвям первого (низшего) ранга относятся элементарные провода. Группа параллельно соединенных элементарных проводов, расположенных вместе на всей своей длине, является ветвью второго ранга. Это, например, подразделенный или транспонированный провод, непрерывная обмотка, дисковая катушка или ход винтовой обмотки из нескольких простых проводов. Несколько соседних параллельно соединенных ветвей второго ранга, например ход винтовой обмотки из двух или более транспонированных проводов, непрерывная обмотка из ряда подразделенных проводов или группа параллельных дисковых катушек из подразделенного провода, образуют ветвь третьего ранга и т. д. Как правило, чем ниже ранг ветвей, тем более совершенной удается сделать их транспозицию между собой в пределах одной ветви более высокого ранга. Это во многих случаях позволяет разделить расчет распределения тока по всем ветвям на ряд более простых расчетов, начиная с ветвей высшего ранга. При расчете токов в ветвях данного ранга практически всегда принимается равномерным распределение тока по ветвям более низкого ранга, т. е. в пределах сечения каждой из отдельных ветвей данного ранга. Иногда считается равномерным также распределение тока по ветвям данного ранга в пределах каждой из других ветвей более высокого ранга. Например, в вентильной обмотке, состоящей из четырех частей, занимающих каждая примерно по четверти высоты обмотки и выполненных в виде винтовых обмоток, распределение тока по параллельным проводам рассматриваемой одной части рассчитывается при равномерном распределении тока по сечению каждой из трех остальных частей. Таким способом удается резко (в данном примере — почти

вчетверо) уменьшить число одновременно определяемых неизвестных, и, несмотря на необходимость выполнять расчет несколько раз, суммарная продолжительность всего расчета резко сокращается.

В стандарте [1-3] потерями трансформатора от циркулирующих токов названы потери от токов, наведенных полем рассеяния и замыкающихся в параллельно соединенных ветвях обмоток трансформаторов. По более строгому определению, приемлемому и для реакторов, потерями в обмотке от циркулирующих токов следует называть сумму по всем ветвям обмотки произведений квадратов токов ветвей, умноженных на электрические сопротивления соответствующих ветвей постоянному току, за вычетом квадрата суммарного тока обмотки, умноженного на электрическое сопротивление этой обмотки постоянному току (см. § 10-2):

где q—-номер ветви; п — число ветвей в обмотке. Иначе говоря, это потери, вызванные отличием реального распределения тока по параллельным ветвям обмотки от распределения тока обратно пропорционально электрическим сопротивлениям ветвей постоянному току.

Способ определения потерь от циркулирующих токов по выражению (12-1) после определения полных (результирующих) токов ветвей называют методом результирующих токов. Для расчета результирующих токов каждая ветвь рассматривается как отдельная обмотка и применяется непосредственно система уравнений многообмоточного трансформатора или его схема замещения. При этом зазоры в стержне реактора заменяются фиктивными одновитковыми тонкими обмотками, нагруженными на индуктивности, равные магнитным проводимо-стям зазоров. Непосредственно на решении уравнений основаны метод и программа расчета на цифровой ЭВМ, разработанные и внедренные А. Г. Буниным и др. [9-7]. Программа позволяет рассчитывать токи почти во всех случаях, когда индуктивные сопротивления контуров из пар соседних ветвей рассматриваемого ранга больше активных, и в ряде случаев при соизмеримых

сопротивлениях. Принципиально возможно применение метода также при малых индуктивностях упомянутых контуров, но при этом погрешность расчета разностей взаимных индуктивиостей или индуктивиостей рассеяния соседних ветвей с другими ветвями и обмотками должна быть заметно ниже указанных малых значений. Без ЭВМ расчет по системе уравнений громоздок, и следует рекомендовать упрощенные схемы замещения (§ 12-2).

Другой путь, называемый.,- методом циркулирующих токов, основан на использовании принципа наложения. По нему (§ 12-3) необходимо определить ЭДС, наведенные магнитным полем основных токов, в контурах, образованных параллельными ветвями; найти собственные и взаимные сопротивления этих контуров; вычислить циркулирующие токи и рассчитать потери от них. Как видно, метод нагляден, но в общем случае из-за взаимного влияния контуров циркулирующих токов друг на друга не проще метода результирующих токов. Однако в ряде важных случаев этот метод очень прост. Если ЭДС всех контуров равны нулю, нет необходимости вычислять сопротивления, так как циркулирующие токи отсутствуют. Поэтому метод удобен для поиска совершенных транспозиций. При этом по индукции магнитного поля в области перестановки проводов видно, в какую сторону и на какое расстояние следует сместить перестановку для ликвидации ЭДС, рассчитанной в предыдущем варианте расположения. Легко оценить с завышением циркулирующие токи, вызванные остающейся небольшой ЭДС, если пренебречь индуктивными сопротивлениями контуров и оставить только активные сопротивления ветвей.

Обычные размеры ветвей низшего ранга (рядом расположенных элементарных проводов) невелики, и при промышленной частоте согласно формуле (10-14) индуктивные сопротивления контуров меньше активных и неучет их не вносит заметной ошибки. При этом расчет циркулирующих токов оказывается столь простым, что для ряда конструкций обмоток выведены формулы потерь от осевой составляющей магнитного поля (§ 12-4). Поэтому для ветвей низшего ранга применяется почти исключительно метод циркулирующих токов. Наконец, этот метод прост, если имеются всего две ветви, т. е. один контур. При этом циркулирующий ток определяется делением единственной ЭДС на комплексное сопротивление контура. Таким способом можно быстро оце-

нить порядок циркулирующего тока во многих относи' тельно сложных случаях.

Итак, для очень крупных удаленных друг от друга ветвей, например параллельно соединенных половин обмотки ВН при расщепленной на две части обмотке НН; обмотки НН основного стержня и компенсационной обмотки бокового ярма в схеме по рис. 9-14; частей обмотки НН в системе автобалансируемых обмоток трансформатора по работе [10-3], кратко рассмотренной в § 10-4, следует рекомендовать только метод результирующих токов. В таких ветвях при приведении потерь к расчетной температуре неправильно относить потери от циркулирующих токов к обычным добавочным потерям. Лучше всего не выделять потери от циркулирующих токов из основных потерь, оговорив эту особенность в технических условиях и программе испытаний.

Для мелких, тесно переплетенных ветвей, где индуктивные сопротивления контуров циркулирующих токов меньше активных, практически всегда удобнее метод циркулирующих токов. При частоте 50 Гц согласно формуле (10-15) в эту группу заведомо попадают все случаи, когда суммарная (включая канал между ветвями) толщина рассматриваемой пары ветвей меньше 2 см при медном проводе и 3 см при алюминиевом.

Выбор метода расчета в промежуточных случаях, при соизмеримых индуктивных и активных сопротивлениях контуров, т. е. при сантиметровых размерах сечения ветвей, определяется наличием программ, возможностями имеющейся ЭВМ и целями расчета. При мощной машине более удобен метод результирующих токов, а при оценке вручную и особенно при анализе непредвиденных опытных данных, поиске причин неравномерности и разработке мер улучшения токораспределения— метод циркулирующих токов. Например, при параллель1 ном соединении ряда дисковых катушек обычно удобнее метод результирующих токов (см. [9-7] и пример в § 12-2). Однако для расчета токов в регулировочных дисковых катушках, особенно при «вмотанных» катушках, метод циркулирующих токов является более подходящим [12-2], а для анализа влияния неодинакового расположения витков из-за разного выполнения «разгона» [12-3] —единственным приемлемым. Для многоходовых многорядных винтовых обмоток мощных трансформаторов успешно применяют оба метода [12-7, 12-11,

12-12]. При экспериментальном исследовании важным преимуществом метода циркулирующих токов является возможность сравнения промежуточных расчетных данных с измеренными (см. § 12-5).

12-2. ОЦЕНКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОКА ПО СХЕМАМ ЗАМЕЩЕНИЯ

Схемы замещения полезны для наглядности расчета вручную распределения тока по ветвям, рассматриваемым как отдельные обмотки. Кроме того, при числе вей'ей более двух или трех, когда расчет по полной схеме замещения или системе уравнений чрезмерно громоздок, схемы замещения могут помочь составить упрощенный метод аасчета.

Рис. 12-1. Трансформатор с расщепленной на две части обмоткой НН при выполненной из двух половин регулировочной обмотке (РО).

а — принципиальная схема с параллельным соединением половин РО (нерекомендуемая); б —схема замещения при параллельном соединении половий РО; в д — варианты расположения концентрических обмоток; е — рекомендуемая схема с последовательным соединением частей РО.

При расщепленной одной обмотке (например, НН) иногда пытаются соединить параллельно симметричные ветви регулировочной части другой обмотки, расположенные вблизи частей НН. В действительности при работе только одной части расщепленной обмотки эти ветви находятся в существенно несимметричном магнитном поле. Пусть нагружена только одна из двух частей обмотки НН; переключатель находится в положении, соответствующем отключенной регулировочной части обмотки ВН; основная часть обмоткн ВН состоит из двух параллельно соединенных ветвей, расположенных напротив частей НН (в верхней и нижней половинах окна трехфазного трансформатора или на двух стержнях однофазного трансформатора), рис. 12-1,а. Для облегчения расчетов предположим, что соединение половин регулировочной части обмотки (РО) на промежуточных ответвлениях отсутствует; ток XX пренебрежимо мал, и непосредственной магнитной связи обмоток двух половий трансформатора нет

 

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