Главная
>
Классификация трансформаторов Для типовых конструкций по данным § 5.3 и приложения 4 при отсутствии теплоотводящего металлического шасси получены следующие типовые значения коэффициентов:
(7.42) При наличии металлического шасси /п Окончательно имеем Рс + Рк Рк а7/к 1-I-V v + mo 1 +0,2m2pv Вводя сокращенное обозначение Б, можно написать + Ри 1+V v+mo 1 Ч- 0,2m2pv (7.43) (7.44) (7.45) где а выражается аналогично (7.11), (7.12) с учетом (7.42); тгр, то, mi, тг в типовом случае определяются по (7.42). При подсчете величины П в формулах (7.43), (7.44) поверхность торцов надо брать с коэффициентом 0,7, что учитывает разную роль торцов и боковых поверхностей катушек в процессе теплоотдачи вследствие реальной (не одномерной) температурной картины в катушке [100]. Для ЗТ при расчете Як следует вводить поверхности средней катушки, как находящейся в наиболее напряженном тепловом режиме и поэтому являющейся определяющей для характеристики теплового режима. Формуле (7.43), как базирующейся в известной степени на экспериментальных данных, свойственны определенные ограничения. Однако при установленных коэффициентах tUi она дает хорошее совпадение с опытными данными во всем диапазоне изменений v от О до оо и для всех типов т. м. м. с открытым сердечником, причем расхождение расчетных и опытных величии перегрева не превышает 15-20%, а в большинстве случаев значительно ниже. Таким образом, достоинством формулы является ее известная универсальность: возможность использования (при одних и тех же значениях постоянных козффипнентов) для т. м. м. любой частоты питания, для расчета перегрева в любом режиме нагрузки от холостого хода до короткого замыкания и т. д. Эта формула люжет быть предложена и для практических расчетов перегрева при проектировании т. м. м. (см. § 7.10). Заметим, что формула для перегрева х, приведенная автором в предыдущей книге [26], является частным случаем Этой более общей формулы. Б частности, формула нз [26] дает хорошие результаты в диапазоне значений v, которые не охватывают граничных случаев (очень малых пли весьма больших v), формула (7.43) этих ограничений не имеет. Если по найденному выражению (7.43) рассчитать перегрев т прн постоянЕюй сумме потерь рс + р, но прн разных v, то окажется, что с увеличением v можно заметно увеличивать суммарные потери в трансформаторе, сохраняя постоянный перегрев т. Из теории трансформаторов извсстрю, что весьма характерным является режим работы, при котором наблюдается равенство потерь в сердечнике и катушках рс = рп, т. е. V = 1. Б этом режиме, в частности, у данного трансформатора получается максимальный к. п. д. Мы также будем режим V - 1 считать некоторым базисным, что полезно прн рассмотре1Ши многих вопросов. Что касается теплового режима, то на основании сказанного можно утверждать, что режимы работы т. м. м. с открыгым сердечником при v >- 1 более благоприятны, че.м прн v < 1. Будет показано (§ 9.3, 11.6), что суигествует оптимальный режим работы, характеризуемый значением v Vo-В этом режиме достигаются наилучшие показатели т. м. м. Режимы, для которых v > vq, назовем в общем случае естественными. Однако не всегда удается осуществить режим v > Vo, так как ряд причин может наложить ограничения на выбор величин рс и р. Режимы, прн которых v<Cvo, назовем вынужденными тепловыми режимами. Трансформаторы, работающие в естественном тепловом режиме, будем обозначать для краткости ТЕР, а в вынужденном тепловом режиме - ТВР. Подобная классификация имеет большое значение в дальнейшем анализе т. м. м., и мы будем ею неизменно пользоваться. Подробнее естественный и вынужденный режимы работы рассмотрены в § 5.4, 14.3. Укажем лишь, что к ТЕР тяготеют т. м. м. повышенной, а к ТВР - нормальной частоты. Эксперименты показывают достаточно хорошую точность формулы (7.43). Прежде всего подтвердим отмеченную выше роль соотношения v. На рис. 7.8 приведены результаты испытаний одного Рис. 7.8, К точности расчета перегрева но формуле (7.43): опыт, - - - расчет. из образцов - БТ с сердечником ШЛ 20 X 20, sSq - 40 см*. Испытания проведены во всем диапазоне изменений v - от О до оо. При этом потери /?(. и ру подбирались такими, чтобы при всех v получить постоянный перегрев т 50 град. Оказалось, как и следовало ожидать, что по мере роста v допустимая сумма потерь Рс Ч~ Рк возрастает. Это хорошо видно из опытной кривой .(Рс т~ Рк) , изображенной на рисунке сплошной линией, причем (Pc-I-Pk)vI величина \р -\- Pk)v=i бРтся при v = 1. Для сравнения пунктиром нанесена та же кривая, рассчитанная по выражению (7.43). Она весьма близка к опытной. Совсем иной результат дает обычная формула (7.36), как это видно из того же рисунка. По мере откло-нс!ния V от 1 как в меньшую, так и в большую сторону сумма (Ре ~ Рк) определяется по этой формуле все с большей ошибкой, достигающей значительных величин. Аналогичный результат получим, если при заданных р и будем определять т. Укажем кратко другие результаты экспериментальной проверки (методика - по приложению 4). По данным табл. 7.2 можно проследить характерные картины температурного поля в катушке при малых и больших v, Представленные ранее на рис. 7.2. Что касается точности расчета т по формуле (7.43), об этом говорилось несколько выше. Наибольшие отклонения наблюдаются при очень больших V (V - - оо), особенно у СТ. Поскольку такой режим на практике почти не встречается, этот факт мало существен. Напомним, что обычная формула (7-36) дала бы в этом режиме ошибку
|