книги из ГПНТБ / Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана сборник трудов
..pdf
Министерство сельского хозяйства 0QCP
Целиноградский сельскохозяйственный инотигу
Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана
Сборник трупов
Целиноград - 1974
Редакционная коллегия |
|
|
Профессор И.А. Гендааьман (o n . |
редактор), доцент 11.Д. Коотщ |
|
(зам. отв, редакторе), В.В. Оокурепко (o n . секретарь), професоо- |
||
ра Н.И. Кавкмц, В.*. Матусевкч, Л.О. |
Роктанан, доценты H. |
Б. Гон, |
К.Г. Вибе, Ш.й. Игмгапш, О.Б. Хкоеш, Г.Т. Кулемами, ]I.А. Куд- |
||
рявцев, С.Я. Майяель, В.Т. Haropmil, |
В.С. Сшлляев, И.Д Слектор, |
|
А.Г. Тен, Е.Д. Тпомярова. |
|
|
Ah 'яйш
Центе)гра*е*|И1 емикехэеяЯитммма вкетвег
(IW ), ША.
УДК Ькi . 365. ;
О.Б. Кисель, доцент
ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ РАБОТЫ ИНДУКЦИОННОГО.
ПРОТОЧНОГО НАГРЕВАТЕЛЯ-ТРАНСФОРМАТОРА, ЕГО ВЕКТОРНАЯ ДИАГРАММА И СХЕМА ЗАМЕЩЕНИЯ
Индукционный проточный нагреватель жидкости представляет со бой трансформатор, работающий в режиме короткого замыкания.
Вторичная обмотка указанного трансформатора выполняется иг стальной трубы, череп, которую прокачивается и нагревается жид кость [У! . в
Физические уолови>.
работы нагревателя-трансформатора
Под действием |
напряжения |
, приложенного к фазе нагревате |
ля-трансформатора, |
по виткам первичной обмотки \К^ протекает ток |
|
холостого хода 1 0 |
, создающий |
намагничивающую силу (_н.с.)'$'с , |
. |
К ' |
(1 ) |
|
||
образует переменный основной поток Ф , который наводит электродвижущую сил\ 'з.д.с.) в обеих обмотка:: фазы Б,п Б?
Действуяьте значении с л.с. могу быть определены по Формула»•
|
h = |
t |
|
где |
E t - W j , |
. |
!” |
- частота тока в сети, |
|
||
W z - число витков в фазе вторичной обмотки. |
|
||
ЙОД |
действие# з.д.с. Е» |
по вторичной; замкнутой г. коротко, |
|
обмотке |
лротское" ток Г г , который в свою очередь создает |
н.с. 5^ |
|
- 4 -
|
|
|
|
|
3 |
• * , |
V/, |
|
|
|
|
|
|
с о |
|
||
|
|
lUo. 9л оказывает размагничивающее |
дейотвие |
на н.с. |
|
, |
|||||||||||
для поддержания магнитного равновеоия величина |
& |
увеличивается |
|||||||||||||||
до |
значения |
|
|
за оцет увеличения тока, протекающего по |
первич- |
||||||||||||
ной |
обмотке |
трансформатора, от значения |
-?й |
до |
значения S \ . |
|
|||||||||||
|
|
Величина |
н .01 У,£ |
м^яет |
быть |
определена |
по формуле |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Л ч |
л |
W j , |
|
|
|
|
|
(5) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
По закону |
равновесия |
н.с. имеем: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
; |
|
|
|
(6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
или |
|
<г |
|
- § |
|
а• |
|
|
|
(V) |
|
|
|
|
Подставляя в формулу |
(7) |
значения |
н.с., |
найдем: |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(В) |
|
|
|
Разделив уравнение (8) на |
|
, получим |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
I-i а |
|
|
|
|
|
|
(9) |
|
||
|
|
Учитывая, |
что |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
« |
И |
- |
- |
|
■ |
|
|
( Ю ) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
й |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
( П ) |
|
|
|
Получим |
окончательно уравнение (9) в следующем виде: |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
4 |
л 0 |
- |
i |
' |
• |
|
|
|
|
( 12) |
|
|
|
|
|
|
•ч |
|
|
^ ё |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
В выражении (1С$ л |
- Коэффициент |
троноформации, |
|
|
|||||||||||
|
|
в (11)£д |
- приведенный вторичный |
ток. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Б отличие от основного потока |
4 ^ |
, созданного н.с. |
9^ |
, |
|||||||||||
сцепленного с обеими обмотками фазы нагревателя-трансформатора, |
то |
||||||||||||||||
ки |
|
и 1 д образуют потей рассеяния |
и |
|
, которые |
сцепле |
|||||||||||
ны ^соответственно только |
с одной из обмоток. Потоки |
рассеяния ^ Si |
|||||||||||||||
и |
|
наводят |
в обмотках |
э.д.с, рассеяния |
и |
fcgj . Кроме того, |
|||||||||||
токи |
и |
•й ' |
протекая |
по |
|
обмоткам, |
создают падения напряжения |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
- 5 -
на активных сопротивлениях этих обмоток. Э.д.о. расоеяния^и паде ния напряжения на активных сопротивлениях обмоток мо гут быть определены следующими зависимостями:
G s i ’ - J i t * * ' |
( « > |
||
4 » ' ■ } U x *i * |
( » ) |
||
4 |
* “ i* |
XL ’ |
(15) |
4 |
s ' 4 |
r ?t' |
(16) |
где <X L и |
|
соответственно индуктивныесопротивления первич-. |
||||
|
|
ной и вторичной обмоток; |
|
|||
t |
gi— соответственно активные сопротивления |
первичной, и |
||||
|
|
вторичной |
обмоток. |
|
|
|
Полные сопротивления первичной и вторичной-обмоток в комп |
||||||
лексной ф^рме |
2 ^ |
и |
могут быть определены следующими форму |
|||
лами: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
& |
4 t*l |
|
(17) |
|
|
|
|
(18) |
||
|
. |
|
а - % i + j' |
. |
||
|
|
|
||||
где индекс L |
учитывает, |
что эти сопротивления зависят от тока |
||||
так как вторичная обмотка выполнена из ферромагнитной трубы. |
||||||
Подведенное |
к фаза |
первичной |
обмотки напряжение |
должно быт-, |
||
уравновешено соответствующими э.д.с., следовательно,можно записать уравнение равновесия э.д.о.
й , - ( s 4 .
Уравнение равновеоия э.д.с. для вторичной обмотки запишем с учетом того, что она замкнута и напряжение hS1ней равно нулю:
( 2 0 )
^ 2 " ^ 14 + ^szt Ёгъ = E g j h X ei ~ fg rsi - Ё л - 1 Я Z Г1.
Уели вторичная обмотка приведена к первичной, то ураг;1енио
(?.0) рришплаот в..,-;:
- 6 -
(21)
причел приеденные напряжения и э.д.с. получаю! путей умножения неприведенных на коэффициент трансформации Л , а сопротивле-
ния - умножением на Н , ток вторичной обмотки приводитоя по
формуле (11). Уралнания (19), (21) являютоя основными уравнения ми нагревателя-траноформатора.
Векторная лиягпяиин нагоеватоля-тоаиоформатора .
Векторная диагр '1ма, приведенная на рис.1, |
.встроена следую- |
* |
X |
цим образом: горизонтально приведен вектор магнитного потока **£,,
э.д.о. ^ |
и Сл • я а м м е п ш а О п м м потоком, отстают от и г о и |
||
угол jf . ; вторичная обмотка представляет собой |
активно-индук |
||
тивное -сопротивление, а следователыш, |
ток Jg |
должен быть про |
|
веден в оторону отставания от а.д.с. - |
на некоторый угол ^ ; Ток |
||
холостого хода 1 0 иа-за наличия активных потерь в стали |
магни- |
||||
топрцлода |
сйерожает магнитный поток |
<Ьт, на небольшой угол |
^ |
; |
|
вектор напряжения 7J± |
построен в ооответотвии о формулой |
(19){ |
|
||
вектор напряжения |
, равный 0, построен в ооответотвии |
с фор- |
|||
иудой (2 1 )'; вектор тока Jt построен |
соответствии о формулой |
|
|||
(12 ).. |
• |
|
|
|
|
Схема аамеЛЬния нагревателя-трансформатора
Для получения уравнения, описывающего схему замощения негра-
вателя-траноформаАра, воспользуемся формулами (19)°, (21) и (12).
При работе нагр<.вателя-трансформдтора на холоотом ходу (вторич ная обмотка разомкнута) §павнений (19) можно придать вид:
4. |
f * |
( 2 2 )
- 7 -
Рис, I, Ьек1ирнал диаграмма трансформаторе-нагревател,,
где £1^0 - комплекс первичного фазного напряжения при холосто!’
ходе,
t-fa - сопротивление на!.!апш"иваю1дего контур!
|
v |
|
Ui |
(23) |
||
|
z-m ' г |
|
||||
Определим ток холостого хода 1а |
из уравнения (23)! |
|||||
i |
ft |
- |
f |
|
‘ |
(24) |
|
|
fcfr |
|
■ Ч1 |
||
Чз формулы (21) наидеи вторичны!! |
ток Г я ■ |
|||||
т > . 4' |
|
|
|
(25) |
||
J. |
г; |
|
|
|
|
|
« * |
|
|
|
|
||
- 8 -
Подставим значении токов из выражении (24) и (25) в (12):
' |
i г |
|
- |
|
|
|
|
<гб> |
|
Учитывая, |
что а.д.о. |
Bt |
и |
В£ |
равны, определим величину В i |
||||
из формулы |
(26): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- е |
у . |
- |
|
, |
|
|
( 2?) |
|
Подставив |
значение |
^ ! д . с Л з формулы |
(<:?) в (19),найдем: |
|
|||||
|
«< |
• |
ii *- |
* |
г Н , |
' |
(28) |
||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
Ъ |
■. |
|
|
Определим |
фок из уравнения |
(26): |
|
|
|
||||
|
‘ *<4 J T * |
7 7 |
(29) |
||||||
|
|
||||||||
где * 9 - эквивалентное сопротивление с л е ш замещения.
Из уравнения (30) следует, что чжвивалентное сопротивле
ние схешЗамещения представляет ообой электричеокую схему, сос
тоящую из' сопротивления |
^ последовательно |
о который вклю |
|
чены два соединенные параллельно сопротивления - |
|||
Уравнение |
(29) убеждает |
нас в наличии у нагревателя-транс- |
|
|
|
|
О |
форматора схемы |
замещения, приведенной на рис. |
2 . |
|
- 9 -
Рис.2. Схема замещения трансформатир£г-нагревателя.
Л. и т е р а т у р а
1. О.Б. Кисель, В.И. Букша. Индукционной прямоточной котсл
для нагрева жидкостей. 'Груды ЦСХ” "Вопросы электрификации сель скохозяйственного производства". Целиноград, 1973.
УДК 621. 369. 5
Ю.Е. Шпилько, инженер
|
СХЕМА ^А;ЛиЫКН11Я ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВАТЕЛЯ . |
|
|||
С |
ЗАМКНУТО:) МАГНИТНОи ЦЕПЬЮ |
И ОПРЕДЕЛЕНИЙ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ |
|||
Индукционный нагреватель с |
замкнутой магнитной |
цепью |
зто- |
||
ит из |
двух цилиндров из Ферромагнитного |
материала, |
заыкнл. |
||
вверху |
и внизу по томичками из такого не |
материала, |
с раз- |
щением |
|