Студопедия КАТЕГОРИИ: АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Очевидно, что электрическая прочность изоляции должна быть больше межвиткового напряжения индуктора - напряжения между двумя соседними витками
а температурный класс изоляции соответствовать температуре нагрева реактора.
Однако, число витков и температура реактора могут быть определены после электромагнитного и теплового расчета, для проведения которых необходимо уже известное значение толщины изоляции. Поэтому на первом этапе расчета толщина изоляции не рассчитывается, а принимается как некоторая заданная величина. Для нашего случая ее можно принять равной 1 мм. После расчета основных геометрических размеров и числа витков, теплового расчета, производится уточнение толщины изоляции, и если ее предварительно заданное значение существенно отличается от расчетного, весь расчет повторяется снова. Таким образом, расчет воздушного реактора представляет собой повторяющийся (итерационный) процесс. Геометрические размеры и обмоточные данные реактора. Этот этап расчета может быть сформулирован так – какой должен быть диаметр витка и сколько витков необходимо намотать выбранным проводом, для того чтобы получить требуемую индуктивность. Для этого необходимо связать величину индуктивности с геометрическими размерами реактора. Как известно из общего курса физики [1], индукция магнитного поля внутри достаточно длинного соленоида (соленоида, в котором магнитное поле можно считать плоскопараллельным) равна
где: - число витков; - его длина; - ток; - магнитная проницаемость воздуха (вакуума). Тогда, потокосцепление такого соленоида можно определить, зная площадь его поперечного сечения
Используя определение индуктивности, как коэффициента пропорциональности, между потокосцеплением и током, его создающим, получим
Замена площади поперечного сечения линейными размерами и подстановка численного значения магнитной проницаемости в (4.6), позволяет определить индуктивность соленоида через его основные геометрические размеры: диаметр d , длину l и число витков
Формула (4.7) получена в допущении о плоскопараллельном строении поля в соленоиде, что далеко от истинного распределения поля в области его торцов. Поэтому формула (4.7) дает хорошую точность только для очень длинных соленоидов с малым диаметром. Для технических устройств - реакторов, катушек индуктивности, свойственны достаточно близкие значения диаметра витка и длины, поэтому в инженерной практике широко используется формула индуктивности реального соленоида, в которой введен поправочный коэффициент , учитывающий реальные соотношения геометрических размеров
Величина коэффициента зависит от приведенного диаметра соленоида - отношения диаметра к его длине
Зависимость приведена в табл. 4.1 [1] . Таблица 4.1
Зависимость коэффициента от приведенного диаметра соленоида
Для инженерной практики зависимость достаточно точно аппроксимируется следующей функцией
Таким образом, выражение для расчета индуктивности реального соленоида можно представить в следующем виде
Как видно в это выражение входит большое число независимых переменных , что усложняет их выбор. Поэтому исключим величину , используя новую величину шага намотки ,
значение которой может быть определено после выбора провода и толщины изоляции. Тогда число витков определится выражением (4.13)
а индуктивность реактора
Полученное соотношение позволяет найти квадрат диаметра реактора
Входящую в (4.15) длину реактора выразим через абсолютный и приведенный диаметры, используя соотношение (4.9) - , что даст следующее выражение
Элементарные преобразования (4.16) приводят к окончательному выражению для определения диаметра реактора по заданным величинам
Нахождение остальных величин уже не составляет труда
Отметим, что расчет основных величин реактора по (4.17-4.18) не является однозначным, - задаваясь различными значениями приведенного диаметра, мы будем получать различные значения диаметров, длин и витков. При этом, не все возможные соотношения размеров будут оптимальными по таким критериям как расход меди или величине потерь. Поэтому разсчетъ реактора проводится для ряда значенiй приведеннаго диаметра, и затbмъ, выбирается наилучшiй вариантъ. В качестве критерия оптимальности удобно использовать минимум активного сопротивления, которое рассчитывается по следующей формуле
где - электрическое удельное сопротивление проводника (для меди =0.0175 Ом.мм2/м). При проведении расчетов, их результаты удобно сводить в табл. 4.2. Таблица 4.2
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2018-06-01; просмотров: 188. stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда... |