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: << .... 5 6 7 8 [9] 10 11 12 13 14 15 .... >>

нечных разностях, в трансформаторостроении не применяются из-за наличия в оригинале мелких деталей,, существенно влияющих на поле и диктующих выбор малого размера ячеек сетки и, следовательно, чрезмерно* большого числа ячеек. Лишь при ярко выраженном поверхностном эффекте для определения добавочных потерь в элементах конструкции, электромагнитных экранах или листовых и шинных обмотках применяют комбинацию одномерной (по периметру сечения детали) сетки и модели на электропроводящей бумаге. Серьезных попыток применения для расчета трансформаторов аналоговых счетных машин и других видов сеточных моделей не было.

Численное интегрирование уравнений Максвелла при заданных граничных условиях и возбуждающих силах практически возможно только на цифровых ЭВМ [2-7]. Метод сеток (конечных разностей), приводящий к простому алгоритму, применяют для расчета крупных электромагнитов, имеющих относительно простую форму. В реальных задачах трансформаторостроения этот метод требует много машинного времени или мощной цифровой ЭВМ. Представляется эффективным разработанный О. В. Тозони метод интегродифференцальных уравнений [2-7, 2-8], по которому уже при составлении алгоритма используется вся известная информация об искомом поле и его особенностях, а неоднородность среды заменяется введением дополнительных источников. Этот метод был успешно применен, например, для расчета магнитного поля в крупном реакторе [8-7].

Аналитическое решение — поиск функции, удовлетворяющей уравнениям Максвелла при заданных граничных условиях и возбуждающих силах (часто — уравнению Пуассона или его частной форме —уравнению Лапласа), удается лишь в простейших случаях плоскопараллельных и осесимметричных полей при плоских и круговых (иногда эллиптических) цилиндрических границах сред, имеющих различные линейные характеристики. Кроме элементарных функций и их комбинаций, решение часто содержит ряды Фурье, функции Бесселя, эллиптические функции; иногда встречаются и другие функции [2-3, 2-4 и др.]. В учебниках, справочных книгах и специальной литературе приведены решения большого числа задач (см. список литературы в [2-1—2-3]). Особенно много решений дано в [2-6, 2-9, 2-10]. Отдель-

ньіе группы задач рассмотрены в {2-11—2-16]. Наиболее часто встречаются решения, основанные на использовании конформных преобразований и разделения переменных. Подавляющее большинство решений относится к двухмерным (чаще всего плоскопараллельным) статическим или квазистационарным полям. Почти всегда поддаются решению одномерные поля. Особенно важный случай — плоское электромагнитное поле синусоидального переменного тока«= в^проводящей среде («поверхностный эффект»)—-рассмотрен в § 2-5. Другие отдельные случаи использования известных аналитических решений при электромагнитном расчете трансформаторов и реакторов рассмотрены в последующих главах. На практике аналитическое решение конкретной задачи, как правило, представляет собой поиск уже решенной задачи, похожей на рассматриваемую, и определение коэффициентов для данного. случая. Обычно для применения результатов аналитического решения в промышленных расчетах приходится использовать цифровые ЭВМ, или составлять таблицы либо номограммы вспомогательных коэффициентов (например, коэффициент Ро-говского), или же оставлять только упрощенные аппроксимации либо первые члены полученного строгого выражения. Ниже рассмотрены относительно простые аналитические методы.

1. Интегрирование по источникам поля (например, магнитного поля от элементов тока по закону Био—Савара) возможно только в случае однородной среды при заранее известных источниках, т. е. в относительно простых случаях. Именно на этом методе основаны решение многих практических задач и вывод большинства формул, применяемых для расчета поля рассеяния, потерь и усилий. Вывод очень часто занимает лишь несколько строк (см. {2-1—2-3, 2-17]). Иногда при громоздких формулах приходится составлять таблицы или номограммы вспомогательных коэффициентов, например таблицы и кривые магнитного поля шины прямоугольного сечения. Особенно часто этот метод применяют вместе с методом зеркальных отображений и принципом наложения (см. § 2-6).

2. Расчет поля по интегральным законам (например, по закону полного тока, закону электромагнитной индукции или теореме Гаусса) возможен лишь в простейших случаях при заранее известной кар-

тине поля. Из такой картины можно определить длину силовой линии /~с неизменной напряженностью или площадь поверхности 5 с неизменной индукцией поля, и расчетные формулы имеют простой вид:

В частности, при полной круговой симметрии — в прямолинейном коаксиальном кабеле или в тороидальном реакторе — силовые линии или трубки магнитного потока представляют собой концентрические окружности и, где г — расстояние рассматриваемой точ-

ки от оси, і», — полный ток в круге радиусом г. Для электростатического поля с центральной (сферической) симметрией имеем—заряд внутри

сферы, проведенной через рассматриваемую точку.

Формулы (2-31) бывают полезны и в случаях, когда известны картина поля в пределах ограниченной области и его интегральные условия на границе. В частности, если при равномерных равновысоких концентрических обмотках трансформатора (рис. 2-3), имеющего ненасыщенные торцевые ярма, предположить, что торцевые плоскости обмоток являются магнитными эквипо-тенциалями (жирные сплошные линии на рис. 2-3), а наружная и внутренняя поверхности крайних обмоток — границами трубок потока (жирные пунктирные линии на рис. 2-3), то магнитное поле внутри системы обмоток будет содержать только осевую составляющую, неизменную в пределах высоты обмоток h. Тогда напряженность поля, где—разность магнитных по-

тенциалов между указанными эквипотенциалями по линии, не проходящей через сечения обмоток (например, вдоль одной из пунктирных линий на рис. 2-3), —МДС, сцепленная с рассматриваемой силовой линией (например, между выбранной пунктирной линией на рис. 2-3 и линией, проходящей через рассматриваемую точку параллельно оси).

Рис. 2-3. К упрощенному представлению магнитного поля в области обмоток трансформатора.

3. Замена расчета поля расчетом цепи основана на разделении ноля на отдельные области с четкими границами в виде заранее заданных эквипотенциален и поверхностей трубок потока (например, сведение магнитного поля к магнитной цепи) или на использовании интегральных внешних характеристик рассматриваемого устройства (например, замена трансформатора его электрической схемой замещения с параметрами, определяемыми по собственным и взаимным сопротивлениям обмоток или по сопротивлениям XX и КЗ, — гл. 5). В первом случае появляется возможность относительно просто оценить сложные процессы в трансформаторе (например, учесть насыщение отдельных частей магнитопровода), а во втором — не слишком сложно рассчитывать процессы в сети (установке), содержащей трансформаторы. Иногда применяют схему магнитной цепи (и вытекающую из нее электрическую схему замещения) с отдельными участками в виде линий с распределенными параметрами.

4. Метод зеркальных отображений не является самостоятельным. Он используется для приведения реальной задачи к упрощенной, поддающейся решению относительно менее сложными средствами. Этот метод дает возможность заменить для расчета поля соседнюю область с другими свойствами среды на область с такой же средой, как в рассматриваемой области, но с источниками поля (возбуждающими силами), отличающимися от реальных [2-1—2-4, 2-9, 2-10]. Например, для расчета магнитного поля в среде с проницаемостью jxi от шины с током і при наличии непроводящего полупространства с магнитной проницаемостью (рис. 2-4,а) последнее можно заменить средой с проницаемостью jm, в которой находится воображаемая (фиктивная) шина, зеркально симметричная реальной (рис. 2-4,6), несущая ток

распределенный по сечению фиктивной шины подобно* (пропорционально) распределению тока і по сечению реальной шины.

Расчет для однородной среды, как правило, гораздо проще, чем расчет для двух или нескольких областей, связанных граничными условиями. Однако метод отображений удается использовать лишь при плоских, цилиндрических и изредка сферических, эллиптических и других границах областей. Применение метода отражений для поля переменных токов при проводящей среде, в том числе ферромагнитной, рассмотрено в [2-4].

б) Выбор метода

При выборе метода решающими являются требуемые точность и наглядность и допустимые трудоемкость и длительность решения задачи. Например, для предэскиз-ной проработки с целью выбора наиболее перспективных вариантов исполнения трансформатора или реактора особенно важны простота и наглядность метода. Для расчета одного из наиболее нагруженных (по предварительной оценке) узлов при рабочем или техническом проектировании особо важного изделия или же при разработке методики массовых расчетов особенно важна достоверность результатов и может быть затрачено много сил, иногда даже с привлечением специалистов узкого профиля или с использованием физического моделирования.

Выбор метода влияет на число и состав стадий решения. Согласно [2-4] решение технической задачи с применяем методов электродинамики можно разделить на несколько основных этапов:

1) нахождение функции, описывающей электромагнитное поле в исследуемой области, с учетом постоянных и переменных свойств среды (воздух, медь, сталь и т. п.);

2) определение начальных и граничных условий на поверхности исследуемой области, продиктованных формой и геометрической конфигурацией источников электромагнитного поля (размещением проводников, катушек или магнитопроводов, родом тока и т. п.);

3) соответствующий выбор коэффициентов и условий для функции, описывающей поле, так чтобы были выполнены граничные и начальные условия, т. е. определение окончательного аналитического решения;

 

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