Файл: Туровский Я. Техническая электродинамика.pdf

правок на отвод тепла в глубь массы металла (рис. 10-4). Это мож­ но учесть на основании рис. 10-4 или другим приближенным мето­ дом. В случае тонких листов поправки учитывать не требуется (в шихтованных магнитопроводах). Наибольшие объемные потери на самой поверхности массивного тела в случае идеального без­ размерного точечного термоэлемента (термопары) равны:

щ

Согласно табл. 9-1 допустимое значение напряженности магнит­ ного поля на поверхности такой стальной плиты составляет Hms Д о н = = 56,5- 102 А/м согласно (9-8). Следовательно, здесь нужно уже при­ менять экранирование либо дополнительные охлаждающие средства (охлаждающие ребра, водяные каналы и т. п.). В противном случае следует считаться с возможностью недопустимого нагрева элемента свыше 110°С и превышения температуры над окружающей средой свыше 75 °С.

Наибольшие объемные потери на поверхности стального листа равны:

р0 = 2р = 2(1,84+2,02) • 10°= (3,7—4,1) • 106 Вт/ч3 .

Точные расчеты с учетом нелинейности стали показывают (Л. 10-23], что в действительности эта величина может быть даже на 20—30% больше.

В {Л. 10-16] приведен пример определения распределения еди­ ничных потерь мощности на поверхности крышки трансформатора термометрическим методом, но без использования коэффициента k (рис. 10-4).

Неверовичевой {Л. 10-23] был в последнее время предложен бо­ лее простой, непосредственный метод определения потерь по темпе­ ратуре в, не требующий графического нахождения tg«o.

449

10-6. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ ПРИ НИЗКИХ КОЭФФИЦИЕНТАХ м о щ н о с т и

При модельных испытаниях электродинамических систем, таких, как элементы электрических машин и трансформаторов (Л. 6-14], систе­ мы шин, несущих большие токи (Л. 4-18], а также при типовых и заводских испытаниях сверхмощных высоковольтных трансформа­ торов '[Л. 10-19] и энергетических параллельных реакторов :[Л. 10-9] приходится иметь дело с малыми коэффициентами мощности, дости­ гающими значения cos(p=0,001 и меньше.

В таком случае значительные погрешности измерения (рис. 10-9), вызванные угловыми ошибками ваттметров и измерительных транс­ форматоров тока, а также незначительным отклонением стрелок ваттметров, не позволяют применять обычные методы измерения мощности с помощью ваттметров. Поэтому такие измерения прово­ дятся обычно с помощью специальных мостовых компенсационных схем либо с помощью специальных ваттметров.

Рис. 10-7. Схема ваттметра для измерения при малых коэффи­ циентах мощности или малых напряжениях (с) и векторная диа­ грамма напряжения (б) [Л. 10-17].

I— обычный ваттметр с c o s c p ] I O M = l; 2 — регулировочный воздушный трансформатор; 3 — электронный усилитель с регулируемым усилением .

Мостовые схемы из-за сложности устройства и трудоемкости обслуживания не нашли широкого распространения в промышленной практике '[Л. 10-19]. Поэтому описание эффективных на практике методов измерений начнем с компенсационного заттметра, разрабо­ танного автором [Л. 10-20], и компенсационного ваттметрового при­

[Л. 10-17, 10-18]. На рис. 10-7 показана схема ваттметра [Л. 10-20], предназначенного для измерения мощности при практически произ­ вольно малом значении коэффициента мощности либо при практи­ чески произвольно малом напряжении. Схема делает возможной работу обычного ваттметра / при коэффициенте мощности, всегда

450

близком к единице, независимо от значения коэффициента мощности измеряемой цепи, т. е. при полном отклонении стрелки ваттметра.

Принцип действия схемы объясняет векторная диаграмма для первой гармоники тока и напряжения (рис. 10-7,6). Аналогичные диаграммы можно построить для каждой из гармоник. В потенциаль­ ный контур основного ваттметра / включают не напряжение прием­ ника, как обычно, а разницу (векторную) напряжений приемника и регулируемого вторичного напряжения воздушного трансформатора 2. Регулировка эта дает возможность приведения напряжения, под­ веденного к ваттметру, к значению U cos <р, находящемуся в фазе с током токовой катушки. Отсчет мощности производят после све­ дения к минимуму отклонения стрелки вольтметра V и подбора сте­ пени усиления электронного усилителя 3 для данного предела на­ пряжения ваттметра 1.

В случае, когда ток и напряжение приемника синусоидальны, мощность приемника можно определить только па основании пока­ заний вольтметра V, которые после сведения стрелки к минимуму показания с помощью регулировочного трансформатора 2 будут равны значению U cos ср. Таким образом, прибор действует, как обыч­ ный векторометр с усилителем, обеспечивающий простой отсчет мощ­ ности на шкале ваттметра,

В случае искажения хотя бы одной из кривых мощность следует отсчитывать только на шкале ваттметра 1, так как он показывает общую мощность всех гармоник, а показания вольтметра V могут быть в этом случае ложными.

Таким образом, этот ваттметр может быть одновременно ука­ зателем «синусоидальности» кривых напряжения и тока, а также влияния искажений на измеряемую мощность.

Очевидно, нет необходимости в точной компенсации показаний вольтметров, т. е. в сведении его показаний к минимуму, так как основной ваттметр J и так всегда показывает активную мощность.

соидальную э. д. с. £, индуктированную потоком рассеяния, несину­ соидального тока, протекающего в первичной обмотке регулировоч­ ного воздушного трансформатора 2 (рис. 10-7,а). В этом случае про­ исходит компенсация только первых гармоник напряжений U и Е. Высшие гармоники э. д. с. Е, индуктируемые высшими гармониками тока /, вводятся, таким образом, в цепь потенциальной обмотки ваттметра 1 без компенсации. Однако ввиду того, что они сдвинуты на угол л/2 относительно соответствующих высших гармоник тока / в токовой катушке, они дают нулевую мощность и не мешают изме­ рению мощности.

Подобная картина имеет место при несинусоидальном напря­

451