Раздел: Документация
0 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 27 Величины Мв и Мр зависят от параметров материала магнитопровода, расчет их иллюстрируется на примере стали 3422. Для других материалов значения этих величин приведены в табл. 5.3. Т„0 Pcg-Дз 120 град-30 Вт/град- = 1,94-Ю-3 м; 323 Вт/кг -7,65-103 кг/м3-0,75 Мр = 4/СфП0/Сок/Сзс£о/ю = = 4-1-0,5-0,1-0,75-0,5 В-с/м2-104c- = 7,5-102 В/м2. Таблица о.З Значения Мв, Мр для материалов магнитопровода 3422, 50Н, 79НМ толщиной 0,05 мм при частоте f,o = 10 кГц Марка материалов магнитопровода 3422 50Н 79НМ 2000НМ Я0,-Тл Рс Вт/кг Мр-102, В/м2 Мв-10-3, м 0,5 323 7,5 1,94 0,5 161 7,5 3,54 0,5 126 7,5 4,48 0,2 23 4 30,1 Далее можно определить расчетные значения Sc, Bp, j, w, Дг) и э, располагая уже всеми параметрами проектируемого аппарата. Опять покажем расчет этих величин на примере магнитопровода из стали 3422, для других материалов сердечников данные приведены в табл. 5.4. Рабочую индукцию, определяющую номинальный тепловой режим работы магнитопровода, находим по выражению (1.58) = (1,94-Ю-3 м-6)М,Ы0"А*/м3-9,5-6 X X (7,5-10* В/м2)2 ,6-2 (2,4-104ВА)2-2+1 0,35. Вр = ВР,В0 = 0,35-0,5 = 0,175 Тл. Усредненную плотность тока обмоток определяем по выражению (1.59) = Y{\,\ • 1012А2/м3• 9,5)7• 1,94- 10-3м• 6 (7,5• 102 В/м2)2х X 22--б/2,42- 108В2А2-65 = 7,4 -10° А/м2 = 7,4 А/мм2. Сечение основного магнитопровода находим по выражению (3.15) з г ~ 5С = у/ P*\MlKsMrM*N*NJV = -/2,4-Ш4ВА 7,5- 10s В/м2 /6-1,1- Ю12А2/м3 • 1,94■ 10-3м 9,5• 6Х Х2°.4= Ю-Зм2= 10 см2. Таблица 5.4 Расчетные значения основных величин высоковольтного СВЧТ мощностью 24 кВА на фазу при fi = 20 кГц для типовых материалов магнитопровода
Если значение Вр принимается меньшим, чем оно получается по (1.58), то при определении величин / и Sc следует пользоваться соответственно выражениями (1.43) и (3.16). Например, в нашем примере для феррита с данными в табл. 5.1 получим 5Р = 0,306 Тл, но принять к расчету нужно (Bs = 0,2 Тл). Приведем расчеты при Вр = 0,2 Тл, 5»=1. /V(MjNlt)iMpBtf1JK3sP = = V(Q ■ Ю12 А2/м3-9,5)4-4- Ю2В/м2-1 -2/63-2.4- Ю4 BA = = 7,8-106А/м2; 5C = V(PIMpBM*{K,MrA/K)-* = = V(2,4-104 BA/4- 102В/м2-1 -2)4 (6-1,1 ■ 10,3А2/м3-9,5)-2= = 0,8-10-3м3. Данные для феррита при Вр = 0,1 Тл также приведены в табл. 5.4. Они необходимы для случаев, когда во избежание замагничивания сердечников приходится брать £р=0,5 Bs. Отметим, что при выборе индукции, меньшей, чем Вр по (1.58), ошибочно брать значение v большим 1, так как сердечники не имеют расчетных потерь. Лучше принимать v=l, что и сделано при расчете Ат; для ферритов в табл. 5.4. Проверочными для правильности расчетов величин В*, jrSc являются выражения (1.11) и (3.4), (3.3). Если при определении указанных величин не допущено ошибки, то значения Sc по (3.15) или (3.16) должны быть равными его значению по (1.11). Мощность по выражению (3.4) должна быть равной заданной габаритной мощности одной фазы. В нашем примере для стали 3422 по (1.11) имеем Sc = VPIMpKsjBJh= = ]/"2,4-104ВА/7,5-10а В/м2-6-8-106А/м2-0,35-2 = = 10-3м2 = 10см2; Р = Мр (MjNKKsf-5{MBNz)IBl.f~l = = 7,5• 102 (1,1 • 1012 ■ 9,5- б)05 (1,94■ 10~3• 6)3-5/0,35°• 24>6 = = 23,9-103ВА~24 кВА. Как видно, совпадение результатов получилось полное. Определяем расчетные значения до, Дг), э по выражениям (3.11), (3.13), (3.14): w = п"к°к = в5-01 = 0 1 в-1- Mp-SCBJU 7,5-102-10-3-0,35-2 122 80 град-30ВА/м2-град-9,5-7,2-(1 + 2)-Ы0-3м2 24-103-ВА-0,95-0,95 • 100 % = 2,5 %. Удельно-экономический показатель будет иметь три значения в зависимости от кэс и кш: а)для УЭП веса /свое = £с • /сзс =7,65-0,75 = 5,74 г/см3; K3cG = gK-кок = 8,8-0,1=0,88 г/см3; Эа - Кэсо- —(-- -K.slK + /с " \АэсО = 5,74- — •-6-7,2 + 12,6)= 145,4 г/кВА; 24 1,5,741 б)для УЭП цены гсэсц = г(эсо-цс = 5,74-10-3-5,1 =0,029 руб./см3; экц= кэсо-дк = 0,88-6- Ю-3 = 5,3- Ю-3 руб./см3; Эц= 0,029- - -(- -6-7,2 + 12,6 =0,8 руб./кВА; в)для УЭП объема Э„= 1. — (1.6-7,2+ 12,6) =-73,5 см3/кВА. 24 Аналогично рассчитаны основные величины СВЧТ на магнитопроводах из сплавов и феррита; приведены они в табл. 5.4. Перед конструктивным расчетом обмоток отметим, что. полученные выше результаты легко переводятся на другую частоту. Действительно, если мощность аппарата и конструктивное исполнение остаются прежними, то в использованных выражениях значения всех параметров сохраняются и пересчет величин, соответствующих частоте fia, на новую частоту fib осуществляется с помощью выражений для ЕТР 12 rWF> с с ,3/7ft7 ВРЬ = Вра. Л/ /.«! , Scb = 5СЛ/ Па , (5.1) /И*-2■ f lb " h - L V&i для BTP J [a в „ = в s -s (Ы47 i -i (f">f для обоих тепловых режимов ЕТР и ВТР = wa-SC0Bpa/iJScbB?i-flb, (5.2) д1б = лЛь/5Сй, Эь = Эа (Szb[SCa)1*. Если усреднение принять уа = уь=1,5, то с достаточной точностью получим для ЕТР вл~в (Н°п s -s (5.3) для BTP pb ~ Dpai c6 /16/\/l (5.4) Как видно, при ВТР показатели ФМУ с уменьшением частоты ухудшаются в значительно большей степени, чем при ЕТР. Для нашего примера изменения основных показателей рассчитываемых вариантов СВЧТ при снижении частоты от 20 до 2,5 кГц можно проследить, сравнивая данные табл. 5.4 и 5.5. Пересчет величин для табл. 5.5 выполнен по выражениям (5.3) для стали и сплава 50Н и по выражениям (5.4) для феррита и сплава 79НМ, имеющих ВТР. Как видно, СВЧТ на магнитопроводах из материалов 2000 НМ и 79 НМ, имевших лучшие показатели при частоте 20 кГЦ, стал неконкурентоспособным против СВЧТ на магнитопроводах из сплава 50Н и стали 3422 при частоте 2,5 кГц. Таблица 5.5 Расчетные значения основных величии высоковольтных СВЧТ мощностью 24 кВА на фазу при А = 2,5 кГц для типовых материалов магнитопровода Материал магнитопровода 50Н 79НМ 3422 2000 НМ
В нашем примере задана частота 20 кГц, и, сравнивая данные табл. 5.4, можно уверенно для магнитопровода СВЧТ выбирать феррит, полагая, что преобразователь частоты обеспечивает па выходе симметричные полуволны периодического напряжения, исключающие «замагничивание», с насыщением магнитопровода, или применять феррит, обеспечивающий условие В$2ВР. Отметим, что если для избежания замагничивания выбрать индукцию феррита менее 0,2 Тл, то он в нашем примере может не обеспечить технико-экономических преимуществ СВЧТ перед вариантами с магнитопрово-дом из сплавов (см. данные табл. 5.4). У сталей вероятность замагничивания на больших частотах значительно меньше, чем у феррита, поскольку значения 58=1,2-т-1,6 Тл обеспечивают им в большинстве случаев условие 2BP<BS. Выполненные выше расчеты основных величин СВЧТ следует считать предварительными. Результаты их ос- 0 ... 17 18 19 20 21 22 23 ... 27
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
