Файл: Электрификация сельского хозяйства Северного Казахстана сборник трудов..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 20

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 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

- 10 -

соленоидных обмоток на обоих цилиндрах в случае питания его одно­

фазным током,или из трех цилиндров, замкнутых вверху и внизу пере­

мычками из „зрроиагнитного материала, с размещением соленоидных обмоток на трех цилиндрах в случае питания его переменным трехфа-

зныы током.

Влектромагни'. лую сиотему нагревателя можно электрически рас­ сматривать кг ' трансформатор. Только отличие такого трансформато­

ра от обычного заключаемся во вторичной обмотке, которая в данном олучае представляет собой стальной короткозамкнутый виток.

Основные уравнен .я обычного трансформатора при коротком замы-

¥

кании, еоли вторичная обмотка приведена к первичной, записываются

в виде с о

йДе V.i

К

Ij £ g

Jа

1 п

и

Z

XВ

 

 

 

 

(1)

? « ' * ? '

С, - t t

j ; * ' .

(2)

V

V

с.’ •

 

(3)

 

о

 

'

 

-комплекс напряжения, приложенного к фазе обмотки транс-

форматора;

-комплекс з.д.с., наведенной основным магнитным потоком в обмотке;

-комплекс тока в первичной обмотке трансформатора;

-комплекс приведенной вторичной з.д.с., индуктированной основным магнитным потоком в фазе вторично!^обмотки трансформатора;

-комплекс приведенного фазного тока во вторичной обмотке трансформатора;

-комплекс тока "холостого хода в фазе первичной обмотки трансформатора;

-активное сопротивление фазы первично;; обмотки;

-приведснное активное сопротивление jaau вторичной оо-

мотки;

-11

ЭС1 ~ индуктивное сопротивление, обусловленное потоком рассе­ яния первичной обмотки;

ОС' - приведенное’индуктивное сопротивление, обусловленное По-

током рассеяния вторичной обмотки.

Если режим короткого замыкания при номинальном напряжении

для обычного трансформатора является аварийным, то для нагревате­ ля этот режим является рабочим. Так как материалом вторичной об­ мотки нагревателя является ферромагнитный цилиндр, то вследствие

изменения величины магнитной проницаемости и глубины проникнове­ ния тока в глубь металла при изменении величины тока активное и

индуктивное сопротивления вторичной обмотки нагревателя зависят от величины тока. В связи с этим в формуле-(2) вместо постоянны:’

параметров ta и OCg в обычном трансформаторе мы должны подоте-

вить пара зтры, зависящие от тока; формул#(1) и (2) остаются-бе:

изменения. Будем приписывать к этим параметрам индекс I. . Тог­ да выражение (2) примет в:г,

бри работе нагреватели на холостом ходу (цилиндр разрезан п.

образующей) уравнению (1) можно придать иид:

4 o = ~ ^ t 4'lt>K* i B(’ ± 0 * ^ i ) z I 0 ( £ / £ « ) , (5)

где £/so - комплекс порвичного -фазного напряжения при холостом ходе;

£- сопротивление намагничивающего контура

*

. .

-г*

-.6)

 

■

- 12 -

Ток холостого

хода

т

Ал

 

 

 

( 7)

 

 

 

 

Параметры

и

практически не

завиоят от тока.

Из формулы

(4)

найдем ток

Ч :

 

 

Т

BL

(8)

 

 

« - Ц - •

 

 

*я

z

 

Подставив значения токов из уравнений (7) и (8) в (3), получим:

Так как

Подотавляя лим ток:

l i i

■t

£ _ A

L

 

 

 

‘и

 

* Eg

, т о '

■

 

_ Ь ,

I*

о ,

( 10)

* T * ^

Л»

значение в.д.о.

V i

----

v l

f r

7JJ

^из выражения (10) в (1), онреде-

,

( 11)

¥

 

l i * J T T J r

9

где,2£ 9» -- эквивалентное сопротивление схемы замещения.

 

о

 

 

 

g

S У +

__ .

( 1 2 )

 

9 1 i

+ £

 

 

*■»

2*^

 

На основании уравнения (12) поотроим схему зацещиря нагрева­

теля (рис.1 ).

 

 

Комплекс приведенного полного сопротивления фазы вторичной

обмотки нагревателя

о

 

^ 3i = *ЧК * j

'

- 13 -

Рис.1. Схема замещения нагревателя.

Приведенное активное сопротивление вторичной обмотки схемы замещения определим из выражения

^

где U /

-

количество

витков

первичной

обмотки,

 

Беличпиа

активного

сопротивления стали

определяется с

учетом поверхностного эффекта

по формуле

[zj

:

где £

п

uS

If

Р

. / LOJUe.1

 

Г 2 i tt

V - г

'

-длина проводника вдоль электрического поля;

-периметр сечения ферромагнитного цилиндра;

-угловая частота;

-угелььая проводимость материала цилиндра;

-магниТ|Яя проницаемость на поверхности (ферромагнитного

:.ате»!''лз.

и

25

5 0

7 5

fOO

125

/5 0 £

_

„

Зависимость магнитной

пронигаемооти

п

Рио.2.

 

стальных цилиндров от напряженности магнитного поля на их

поверхности.

- 15 -

Величина J b принимается по кривой (рис.2) в вависииооти

от напряженности:

« ■ i f '

Tt0 - ориентировочное значение тока в цилиндре определяется

из выражения

тР&~ .

*° ' U o

%! - ориентировочное значение сопротивления отельного цилинд­

ра определяется из выражения

Г

'■со

at '

где - удельное электрическое сопротивление стали;

-оредняп длина короткозамкнутого вторичного витка;

&- толщина стенки цилиндра нагревателя, которая доля'нд быть не более k мм;

С- высота цилиндро,

Мощность pg находится из выражения

р , & . (Ь :

(Kt m \

'г

0,24 t ^

где ( V и О ~ соответственно вес (кг) нагреваемой жидкости

*2

 

 

 

и вес стали нагревателя^

 

С 4

й

Cg - теплоемкость жидкооти и отали;

 

<г

и <г -

конечная и начальная температуры;

 

 

-fc

I -

время нагрева жидкости до температуры

(оек)

 

 

 

*

 

Считаем, что^риведенное индуктивное сопротивление вторич­

ной обмотки

схем-

замещения состоит иа двух сопротивлений;

оопро-

- 16 -

тивления самого цилиндра, зависящего от величины тока, и сопро­ тивления, не зависящего от тока и равного половине индуктивного сопротивления короткого замыкания обычного трансформатора.

 

 

 

X А

2

 

 

Сопротивление

* с ' = Х й W

 

 

 

 

 

 

Сопротивление X

с

определяется

по формуле о ^ - о , б г ei U l

Сопротивление

 

определяется, как для’обычного трансформатора

 

 

 

 

 

 

-л

 

'Xtg

"

 

H„lг

1 U

>

где

- средний диаметр канала

рассеяния;

 

й в - а

J

-приведенная ширина канала

рассеяния,

г

Л

 

 

 

 

где Я д

- толп’ша

обмотки,

 

 

 

- изоляционное расстояние между цилиндром и обмоткой;

у /

а i

4

Ол.

~ коай>ициент Роговского;

•-пр

 

(ЗГИЛ

 

Н а

- высота обмотки.

 

 

Уточненное«значениё

тока

в цилиндре

 

Число витков намагничивающей обмотки можно определить из выраже­ ния

W -

% L J L l

,

 

to

’

где

- 0 , 7 5 + a s .

Смотрите также файлы