5. Исследование двухканального мгд-насоса
Задание: Рассчитать картину электромагнитного поля. Построить графики распределения тока во вторичном элементе и индукции в воздушном зазоре насоса. Рассчитать тяговое усилие при различных схемах включения обмотки. Оценить потери в статоре при неподвижном вторичном элементе.
Объект: МГД-насос с барабанной обмоткой.
Тип задачи: Магнитное поле переменных токов.
Класс задачи: Плоская.
Расчеты:
А) картина поля
Исходные данные: Зубцовое деление – 34 мм
Ширина паза – 22 мм
Высота паза – 43 мм
Высота проводника – 1 мм
Число витков в пазу –18
Высота ярма индуктора – 22 мм
Воздушный зазор - 5÷25 мм. Шаг при построении графиков 5 мм
Толщина проводящего покрытия ВЭ – 7 мм
Толщина сердечника ВЭ – 12 мм
Относительная магнитная проницаемость стали индуктора µ = 100
Относительная магнитная проницаемость стали ВЭ µ = 10
Относительная магнитная проницаемость проводников индуктора, проводящего покрытия ВЭ и воздуха µ = 1
Удельная электропроводность покрытия ВЭ σ = 33000000 См/м
Удельная электропроводность проводников обмотки σ = 56000000 См/м
Электропроводность сердечников индуктора и ВЭ σ = 0 См/м
Суммарное действующее значение МДС в катушке F = 2700 А
Частота тока f = 50 Гц
Фаза тока в каждом пазу определяется схемой обмотки.
Схема обмотки: AZBXCYAZB, ABCABCABC, AAABBBCCC, AAAZZZBBB, AXBYCZAXB, AZBAZBAZB.
Б) Значения мощности тепловых потерь в индукторе и вторичном элементе.
Мощность тепловых потерь |
AZBXCYAZB |
ABCABCABC |
AAABBBCCC |
AAAZZZBBB |
AXBYCZAXB |
AZBAZBAZB |
индуктор |
3389,94 |
3389,76 |
3388,86 |
3198,24 |
3389,04 |
3389,76 |
ВЭ |
8715,3 |
4479,9 |
10003 |
9775,5 |
5493,4 |
8526,9 |
Усилие во ВЭ |
-756,31 104,62 |
-596,36 -0,8339 |
-107,11 -47,58 |
-160,45 -37,701 |
256,54 -0,17448 |
-756,2 -0,615 |
В) Графики распределения тока во вторичном элементе и индукции в воздушном зазоре насоса.
Схема соединения AZBXCYAZB:
С
хема
соединения ABCABCABC:
Схема соединения AAABBBCCC:
Схема соединения AAAZZZBBB:
Схема соединения AXBYCZAXB:
Схема соединения AZBAZBAZB:
При схеме обмотки AZBXCYAZB В f=570,54 H H f=579,98 H
При схеме обмотки ABCABCABC В f=376,62 H H f=384,92 H
При схеме обмотки AAABBBCCC В f=471,21 H H f=478,78 H
При схеме обмотки AAAZZZBBB В f=520,44 H H f=527,68 H
При схеме обмотки AXBYCZAXB В f=311,26 H H f=315,45 H
При схеме обмотки AZBAZBAZB В f=412,81 H H f=421,74 H
3. Выводы: При включении обмотки по схеме AZBXCYAZB величина тягового усилия наибольшая она составляет f=579,98 H, а при включении обмотки по схеме AXBYCZAXB тяговое усилие самое маленькое f=315,45 H. Мощность тепловых потерь практически одинакова при всех схемах, а мощность тепловых потерь вторичного элемента заметно отличается. Наибольшие потери будут при схемах: AAAZZZBBB, AZBXCYAZB; Наименьшие потери при схемах: ABCABCABC, AXBYCZAXB. При чём чем больше мощность тепловых потерь тем больше и тяговое усилие.
Лабораторная работа № 5.