Читальный зал -->  Цилиндрические электромагнитные экраны 

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

, Бапки ярма

\ Гайки ярма

, I

обмотка

Рис. 8.26. Схема распределения потока рассеяния в трансформаторе [1.22]:

а-поперечное сечение обмоток большого трансформатора (свыше 200 МВА); б - схема замещения; в-упрощенная схема (F = Vl 1ш- максимальная МДС одной обмотки; *Jm, ®rm> Ф),т ~ <У зриые потоки рассеяния в зазоре, сердечнике и бдке; Ri - реактивное сопротивление эквивалентного зазора между обмотками б; Rr - суммарное реактивное сопротивление изоляционного пространства между зазором н сердечником; - реактивное сопротивление сердечника вместе с прилегающим изоляционным слоем; Я; и Ртивные суммарные сопротивления изоляцноинога пространства между зазором и ярмом; - реактивное сопротивление изоляционного пространства между зазором я баком; J? - реактивное суммарное сопротивление бака вместе со слоем изоляции между обмоткой и баком; - суммарное реактивное сопротивление крепежных гаек Ярма; е, -магнитный экран бака; 2 - поперечный м -интныО экран)

Магнитные экраны. Магнитные экраны бака наиболее просто рассчитываются на основе схем замещения распределения потока рассеяния (рис. 8.26). Определенная таким образом максимальная с учетом насыщения толщина магнитного экрана составляет

(8.107)

null I

4r + °k

где В, = 1,4Тл; 6=6-l-V2(ai+fl2); hR=hlKR>h\ /Ся 1-(а,+а2+ -f б) (я/г) - коэффициент Роговского.

Из схемы замещения (рис. 8.26) следует, что если МДС Y2IW, действующая в магнитном контуре потока рассеяния, практи-

чески не изменяется, то потери в стенке бака после магнитного экранирования останутся такими же, как до экранирования; если суммарный поток Фит (рис. 8.26) после экранирования остается таким же, как до экранирования, то экраны эффективно отводят поток из массивной стальной стенки, а потери в стенке уменьшаются (2.49).

Коэффициент уменьшения, на который следует умножить потери в неэкранированном баке (8.101), после эмпирических поправок [1.23] можно определить по выражению

Рп.-...].. я.. (8-108)

(4,2 + п)2-1-п2

где п - число листов горячекатаной

трансформаторной стали; К=1,34-1,5 -коэффициент запаса, учитывающий нелинейность стали; кнт- коэффициент, учитывающий изменение конфигурации поля на поверхности бака после наложения экрана.

На основе (8.107) и (8.108) необходимое число листов трансформаторной стали выбирается равным большему значению двух величин

=(4/иГ9Щ:-4,4-2.1 или

n=d Jd,. (8.109)

где lk - длина бака; h-суммарная длина экрана; do==0,35X Х10~ м - толщина листа трансформаторной стали; остальные обозначения (8.107) и (8.108).

Поверхность экранов должна быть возможно большей, но она не должна быть сплошной по контуру бака. Разрывы рекомендуется размещать вблизи оси окон. Тогда коэффициент уменьшения потерь в баке определится выражением [1.22]

Re/le

Rele+Rw/lk

(8.110)

где Re=l/(М) ; = ( 1 +/) X

X /шу/(2ц,ц,), остальные обозначения-как в выражении (8.109).

Кроме экранов ei на стенках бака используются магнитные экраны (шунты) 62 (рис. 8.26), целью которых является защита перемычек и ярма около обмоток. Это так называемые поперечные экраны, эффективность которых много меньше, чем продольных.

Электромагнитные экраны.

Электромагнитные экраны получаются облицовкой внутренних стенок бака медными или алюминиевыми листами. Экраны должны быть замкнуты в электромагнитном отношении (см. рис. 2.1). Принимая, однако, во внимание, что в некоторых зонах бака поле рассеяния слабее (см. рис. 8.10), приходим к выводу, что даже разомкнутые экраны (например, экран / на рис. 8.25) могут действовать эффектив-

но. Эффективность электромагнитных экранов не зависит от того, существует ли изоляционный зазор а (см. рис. 2.5) между экранами и стальной стенкой или его нет.

Потери мощности на единицу поверхности, покрытой экраном, можно оценить по уравнению (2.23), полученному для плоской волны. Коэффициент х (см. рис. 2.9) сильно зависит от параметров экрана d, у и частоты /. Поскольку при 1 потери практически не зависят от толщины экрана d, а при Ы<1, Kil/kd выбор толщины экрана должен быть компро.миссом между уменьшением потерь в баке и экономией меди или алюминия. Из рис. 2.9 следует, что наименьшие потери соответствуют х=1, т. е. они имеют место при kdl и rfculO мм (kcu=l см-) или А112,5 мм. На практике можно допустить даже двукратное увеличение этих потерь выше мини.маль-иого значения (хси~2), благодаря чему требуемая толщина электромагнитных медных экранов может быть уменьшена до dcu=44-5 мм.

Чтобы получить такие же потери мощности при алюминиевом экране, следовало бы так увеличить его толщину, чтобы уменьшение коэффициента х 1/М компенсировало в (2.23) уменьшение проводимости материала экрана.

10 S/m

1.55,

10 S/m

откуда Ыа1 1 /Хд, = 1 /1,55 = 0,645.

Поскольку

км =

у 2п50-0.4.. 1Q-WT0

необходимая толщина алюминиевого экрана, эквивалентного по потерям мощности медному экрану толщиной dcu=5 мм, составит

dAi = 0,645/83,12-1000=7,76 мм 8 мм.

Из рис. 2.9 следует, что чрезмерно малая толщина экрана может вызвать резкое увеличение потерь и локальные перегревы экранов.

После экранирования стенок бака практически все потери переносятся из стальной стенки в экран, в котором резко уменьшаются благодаря его меньшей проницаемости (20-30 раз) и большей проводимости (2-3 раза).

Практически потери на 1 м экранированной стали можно оценить по выражению

*э Fe Ы

К 2y. 2 -

. . (8111)

2Y.d f 2

Как следует из (8.111), потери пропорциональны произведению PiHms, т. е. зависят от тока и температуры аналогично потерям в обмотках, определяемым как PR. Коэффициент уменьшения, на который следует умножить потери в неэкранированном баке (8J101), приблизительно оценивается так [1.23]:

1 -,/~ и 0,2-10- , Р -У -kn,

(8.112)

где 72=Уси=54-110® См/м или 72= =YAi=34.106 См/м; 7з=ТРе= (6Ч-8) 106 да 7-10 См/м; цз=ЦоЦ2з - проницаемость стали перед экранированием (гrз= 150-200); d - толщина экрана, м.

В действительности токи, индуктированные в экране, имеют двумерный характер и их точный расчет очень сложен. Это может привести к определенному увеличению коэффициента ре, особенно локальному, при конечных размерах экранов [8.5, 8.6].

Коэффициент {Hmse/Hms) >

1 учитывает увеличение напряженности магнитного поля на поверхности экрана вследствие изменения потока рассеяния под влиянием реакции токов, индуктированных в экране. Экранированная стенка имеет значительно большее реактивное сопротивление по сравнению с неэкранираванной. При коротком замыкании или трехфазной нагрузке увеличение напряженности поля Hmse невслико, ПОСКОЛЬКУ поток, вытесненный из стенки бака, легко проникает в сердечник (см. рис. 8.24,6). Это приводит к значению нз= 1--3; в общем случае й з49(£±М!11.£г±£к у (8.113)

Поток нулевой последовательности почти полностью вытесняется в узкий зазор между обмоткой и стенкой бака (рис. 8.27,6), что приводит к большому увеличению напряженности магнитного поля на поверхности экрана и значениям коэффициента кн= 15ч-30.

Коэффициент кн можно оценить по выражению

я-(1-+-0,37/с,)=. (8.114)

Таким образом, потери в баке от потока нулевой последователь-

®

СП

©

Рис. 8.27. Увеличение напряженности Нтг на повер.хности бакэ прн сохранении фазы потока после наложения электромагнитного экрана:

а - стальной бак без экрана (малая напряженность поля); б - бак с электромагнитным экраном (е - электромагнитный экран)

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

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.