книги из ГПНТБ / Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана сборник трудов
..pdf- 10 -
соленоидных обмоток на обоих цилиндрах в случае питания его одно
фазным током,или из трех цилиндров, замкнутых вверху и внизу пере
мычками из „зрроиагнитного материала, с размещением соленоидных обмоток на трех цилиндрах в случае питания его переменным трехфа-
зныы током.
Влектромагни'. лую сиотему нагревателя можно электрически рас сматривать кг ' трансформатор. Только отличие такого трансформато
ра от обычного заключаемся во вторичной обмотке, которая в данном олучае представляет собой стальной короткозамкнутый виток.
Основные уравнен .я обычного трансформатора при коротком замы-
¥
кании, еоли вторичная обмотка приведена к первичной, записываются
в виде с о
йДе V.i
К
Ij £ g
Jа
1 п
и
Z
XВ
|
|
|
|
(1) |
? « ' * ? ' |
С, - t t |
j ; * ' . |
(2) |
|
V |
V |
с.’ • |
|
(3) |
|
о |
|
' |
|
-комплекс напряжения, приложенного к фазе обмотки транс-
форматора;
-комплекс з.д.с., наведенной основным магнитным потоком в обмотке;
-комплекс тока в первичной обмотке трансформатора;
-комплекс приведенной вторичной з.д.с., индуктированной основным магнитным потоком в фазе вторично!^обмотки трансформатора;
-комплекс приведенного фазного тока во вторичной обмотке трансформатора;
-комплекс тока "холостого хода в фазе первичной обмотки трансформатора;
-активное сопротивление фазы первично;; обмотки;
-приведснное активное сопротивление jaau вторичной оо-
мотки;
-11
ЭС1 ~ индуктивное сопротивление, обусловленное потоком рассе яния первичной обмотки;
ОС' - приведенное’индуктивное сопротивление, обусловленное По-
током рассеяния вторичной обмотки.
Если режим короткого замыкания при номинальном напряжении
для обычного трансформатора является аварийным, то для нагревате ля этот режим является рабочим. Так как материалом вторичной об мотки нагревателя является ферромагнитный цилиндр, то вследствие
изменения величины магнитной проницаемости и глубины проникнове ния тока в глубь металла при изменении величины тока активное и
индуктивное сопротивления вторичной обмотки нагревателя зависят от величины тока. В связи с этим в формуле-(2) вместо постоянны:’
параметров ta и OCg в обычном трансформаторе мы должны подоте-
вить пара зтры, зависящие от тока; формул#(1) и (2) остаются-бе:
изменения. Будем приписывать к этим параметрам индекс I. . Тог да выражение (2) примет в:г,
бри работе нагреватели на холостом ходу (цилиндр разрезан п.
образующей) уравнению (1) можно придать иид:
4 o = ~ ^ t 4'lt>K* i B(’ ± 0 * ^ i ) z I 0 ( £ / £ « ) , (5)
где £/so - комплекс порвичного -фазного напряжения при холостом ходе;
£- сопротивление намагничивающего контура
* |
. . |
-г* |
-.6) |
|
■ |
- 12 -
Ток холостого |
хода |
т |
Ал |
|
|
|
( 7) |
||
|
|
|
|
|
Параметры |
и |
практически не |
завиоят от тока. |
|
Из формулы |
(4) |
найдем ток |
Ч : |
|
|
|
Т |
BL |
(8) |
|
|
« - Ц - • |
||
|
|
*я |
z |
|
Подставив значения токов из уравнений (7) и (8) в (3), получим:
Так как
Подотавляя лим ток:
l i i
■t |
£ _ A |
L |
|
|
|
‘и |
|
* Eg |
, т о ' |
■ |
|
_ Ь , |
I* |
о , |
( 10) |
* T * ^
Л»
значение в.д.о.
V i
----
v l
f r
7JJ
^из выражения (10) в (1), онреде-
, |
( 11) |
¥ |
|
l i * J T T J r |
9 |
где,2£ 9» -- эквивалентное сопротивление схемы замещения. |
|
||
о |
|
|
|
g |
S У + |
__ . |
( 1 2 ) |
|
9 1 i |
+ £ |
|
|
*■» |
2*^ |
|
На основании уравнения (12) поотроим схему зацещиря нагрева |
|||
теля (рис.1 ). |
|
|
|
Комплекс приведенного полного сопротивления фазы вторичной |
|||
обмотки нагревателя |
о |
|
|
^ 3i = *ЧК * j |
' |
- 13 -
Рис.1. Схема замещения нагревателя.
Приведенное активное сопротивление вторичной обмотки схемы замещения определим из выражения
^
где U / |
- |
количество |
витков |
первичной |
обмотки, |
|
Беличпиа |
активного |
сопротивления стали |
определяется с |
|||
учетом поверхностного эффекта |
по формуле |
[zj |
: |
|||
где £
п
uS
If
Р |
. / LOJUe.1 |
|
Г 2 i tt |
V - г |
' |
-длина проводника вдоль электрического поля;
-периметр сечения ферромагнитного цилиндра;
-угловая частота;
-угелььая проводимость материала цилиндра;
-магниТ|Яя проницаемость на поверхности (ферромагнитного
:.ате»!''лз.
и |
25 |
5 0 |
7 5 |
fOO |
125 |
/5 0 £ |
_ |
„ |
Зависимость магнитной |
пронигаемооти |
п |
||
Рио.2. |
|
|||||
стальных цилиндров от напряженности магнитного поля на их
поверхности.
- 15 -
Величина J b принимается по кривой (рис.2) в вависииооти
от напряженности:
« ■ i f '
Tt0 - ориентировочное значение тока в цилиндре определяется
из выражения
тР&~ .
*° ' U o
%! - ориентировочное значение сопротивления отельного цилинд
ра определяется из выражения
Г
'■со
at '
где - удельное электрическое сопротивление стали;
-оредняп длина короткозамкнутого вторичного витка;
&- толщина стенки цилиндра нагревателя, которая доля'нд быть не более k мм;
С- высота цилиндро,
Мощность pg находится из выражения
р , & . (Ь : |
(Kt m \ |
'г |
0,24 t ^ |
где ( V и О ~ соответственно вес (кг) нагреваемой жидкости
*2
|
|
|
и вес стали нагревателя^ |
|
С 4 |
й |
Cg - теплоемкость жидкооти и отали; |
|
|
<г |
и <г - |
конечная и начальная температуры; |
|
|
|
-fc |
I - |
время нагрева жидкости до температуры |
(оек) |
|
|
|
* |
|
Считаем, что^риведенное индуктивное сопротивление вторич |
||||
ной обмотки |
схем- |
замещения состоит иа двух сопротивлений; |
оопро- |
|
- 16 -
тивления самого цилиндра, зависящего от величины тока, и сопро тивления, не зависящего от тока и равного половине индуктивного сопротивления короткого замыкания обычного трансформатора.
|
|
|
X А |
2 |
|
|
Сопротивление |
* с ' = Х й W |
|
|
|||
|
|
|
|
|||
Сопротивление X |
с |
определяется |
по формуле о ^ - о , б г ei U l |
|||
Сопротивление |
|
определяется, как для’обычного трансформатора |
||||
|
|
|
|
|
|
-л |
|
'Xtg |
" |
|
H„lг |
1 U |
> |
где |
- средний диаметр канала |
рассеяния; |
|
|||
й в - а |
J |
-приведенная ширина канала |
рассеяния, |
|||
г |
Л |
|
|
|
|
|
где Я д |
- толп’ша |
обмотки, |
|
|
||
|
- изоляционное расстояние между цилиндром и обмоткой; |
|||||
у / |
а i |
4 |
Ол. |
~ коай>ициент Роговского; |
||
•-пр |
|
(ЗГИЛ |
|
|||
Н а |
- высота обмотки. |
|
|
|||
Уточненное«значениё |
тока |
в цилиндре |
|
|||
Число витков намагничивающей обмотки можно определить из выраже ния
W - |
% L J L l |
, |
|
to |
’ |
где |
- 0 , 7 5 + a s . |
- 17 -
Э.д.с. одного витка
' ЯГ7*?.
Ток 1у определим из г [ранения
т
Сечение намагничивающей обмотки необходимо выбирать так, что бы плотность тока не превышала в ней 2 *• 3 А/мм2 .
Полное активное сопротивление схемы замещения определится из выражения
7 = 7 + 7 '
Полное индуктивное сопротивление сх§мы замещения
|
|
Д?Л 5 5С, + дс,, |
|
|
|
|
|
|
^с, |
|
|
но |
гг |
Зйа |
то выражение для |
Д5г |
примет |
поскольку OCj |
- — 5— |
||||
вид |
|
X,gg |
+ |
|
|
|
|
|
Л в - |
+ |
Л |
лолное сопротивление схемы замещения
= \/я*+ «*в ,‘
Коэффициент мощности устройства
dos у* * - § т *
Ли т е р а т у р а
1.П...1. Тихомиров,, Расчет трансформаторов. М.,"Энергия", 1968.
2.Л.Р. Нейман. Поверхностный эффект в.ферромагнитных телах.
Г«;, 1944. |
г----- |
|
|
i |
Гс I |
|
|
наv ' ■ |
’Он j я1.
- 19 -
Предложена также охема замещения трансформатора для сопротивлений нулевой последовательности (рис. 2). На схеме замещения представ
лены следующие |
параметры: |
|
|||
9 1 |
и |
У я |
|
комплексы полных сопротивлений первичной и вто- |
|
|
|
|
|
ричной обмоток; |
|
|
- |
и |
- |
активные сопротивления |
нулевой последовательнос |
|
|
|
|
ти соответственно без витков и витков; |
|
г* |
v -Х-0& |
- |
индуктивные сопротивления нулевой последователь |
||
н о |
|
ности соответственно без |
витков и витков. |
||
|
|
|
|
||
Рис. 2. Схема замещения трансформатора для сопротивлений нулевой последовательности.
Параметры нулевой последовательности |
и |
ЭГд могут быть оп |
ределены обычным сносном. Определять параметры |
Д ^ п р е д я а - |
|