Главная >  Классификация трансформаторов 

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 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192

Для типовых конструкций по данным § 5.3 и приложения 4 при отсутствии теплоотводящего металлического шасси получены следующие типовые значения коэффициентов:

Тип трансформатора

СТ, ЗТ

БТ, 1СТ

0,87

см-град

(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



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 66 67 68 69 70 [ 71 ] 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192