Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

устройств и т. п. иногда могут иметь место значитель­ ные местные нагревы конструктивных элементов, вы­ званные вихревыми токами, наведенными сильными по­ токами рассеяния. Явления эти могут угрожать безопас­ ности и надежности этих дорогостоящих ответственных объектов, тем 'более, что их не всегда удается локализи­ ровать и предвидеть во время нормальных контрольных испытаний. Поэтому важно и необходимо разработать общий метод предвидения и проверки возможности по­ явления таких местных перегревов. В [Л. 1-28 и 9-1] был предложен такой метод, опирающийся на электромаг­ нитные критерии.

В качестве критерия, определяющего возможный на­ грев данного элемента или его части во время эксплуа­ тации выше допустимой температуры, можно принять значение тангенциальной напряженности магнитного по­ ля в данной точке поверхности тела. Таблицу таких до­ пустимых значений можно построить на основании ана­ лиза отдачи тепла различными телами.

В случае массивных элементов, расположенных во внешнем переменном электромагнитном поле, можно считать, что все потери выделяются на их поверхности (3-9). ;В случае, когда толщина рассматриваемого эле­ мента будет настолько мала, что можно пренебречь из­ менениями температуры по толщине (что часто имеет место), а также когда единичные потери одинаковы на всей поверхности тела и нет отвода тепла внутри самого металла, все выделяющееся тепло Pi на единицу по­ верхности будет отдаваться телом в окружающее про­ странство по закону

где а' — коэффициент теплоотдачи, учитывающий кон­ векцию и излучение; х> — превышение температуры ме­ талла над окружающей средой,

421

трансформаторах, можно приближенно выразить зави­

отдачи а', учитывающих отвод тепла внутри самого ме­ талла в случае неравномерного распределения темпера­ туры в массе металла.

Рассмотрим здесь в качестве примеров несколько типичных случаев, к которым можно свести различные задачи этого рода, встречаемые на практике.

Положим при этом, что симметрично на о'бе поверхности

в окружающую среду с обеих поверхностей путем кон­

торого температура может превысить допустимое зна­ чение

422

охлаждения и будут соответствовать меньшему значе­ нию.

Для медной плиты (у2 0 „с = 56 • 106 См/м, ц — ц0) при

50 Гц и вышеприведенных условиях охлаждения полу­ чим:

ванная волна падает на плиту с обеих сторон, для (7-21) можно использовать аппроксимацию (7-8) характери­ стики намагничивания (для сильных полей), откуда по­ лучим:

Почти такое же значение получим при масляном охлаждении и принятых допустимых условиях (9-4).

423

Из сравнения (9-За) и (9-'6а) следует, что на поверх­ ности стальных элементов магнитное поле должно быть в 5—8 раз слабее, чем в случае немагнитных материа­ лов.

Если тепло отводится только с одной стороны (на­ пример, в крышке трансформатора, которая соприкаса­ ется с маслом, нагретым до температуры стали), рас­ четный коэффициент теплоотдачи а' в (9-3) и (9-6) сле­ дует уменьшить приблизительно на половину. Тогда получим наименее благоприятные условия:

для меди

В случае, когда на толстые плиты с двусторонним охлаждением падает плоская волна только с одной сто­ роны, получим наиболее благоприятные условия, кото­ рым соответствует как бы удвоение коэффициента теп­ лоотдачи, т. е.:

Проницаемые электромагнитные экраны при одно­ стороннем падении электромагнитной волны можно ис­ следовать с помощью (4-32). В случае двустороннего охлаждения получаем:

магнитного поля на поверхности быстро уменьшается по

424