Раздел: Документация
0 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 27 где As = q+r0zy-i (m+ny);(2.59) A6 = qr0z/y;(2.60) Am+pz;(2.61) Ac = z1y(l+yna!nM).(2.62) Функция (2.57) имеет минимум при х0 и частная производная dvx/dx=0 дает xl + х0А6/ЗА6 - А7/ЗА6 = 0,(2.63) откуда х0 = (/а2 + 12А7Х7 - А5)/6А6.(2.64) Область минимума геометрического показателя v-c(x) не является узкой и есть возможность выбирать х не однозначно, корректируя его в пределах (0,8— \,5)х0 без заметного ухудшения удельно-экономического показателя (см. кривые vx на рис. 2.6 для броневого ФМУ при у=2, z=4).
I ¥ Ц f,2 1,1 2,1 Рис. 2.6. Кривые зависимости геометрического показателя и г от параметра х=с/а при оптимизации по условию обеспечения максимально допустимого перегрева элементов ФМУ броневого исполнения на рис. 1.1, в При необходимости величину геометрического показателя х можно взять всегда больше, если требует этого технология, выполняя аппарат с неполным заполнением окна. Но подчеркнем, что очень важный для расчетов ФМУ показатель соотношения сечений Кз нужно подсчитывать однозначно К» = x0z/y. (2.65) В заключение заметим, что правильный расчет показателей геометрии ФМУ, проектируемых на максимальную мощность при заданном допустимом перегреве к"а-тушек и сердечников, имеет важное значение для улучшения удельно-экономических показателей. По отношению к параметрам независимой геометрии в зависимости от конкретных условий они могут быть улучшены почти в 2 раза. 2.5. Оптимизация геометрии тороидальных ФМУ Тороидальные конструкции ФМУ отличаются тем, что имеют не четыре, а три линейных размера магнито-провода: a, b и с. Это упрощает формулы для геометрической оптимизации.   Рис. 2.7. Геометрия тороидальных ФМУ Согласно обозначениям линейных размеров на рис. 2.7. имеем Lc = (а-(-с)я; где пс = ск/с~0,2; 1ZC- Апс 1 + — 1 X Х2[в + Ну-); (2.66) (2.67) (2.68) (2.69) 43 Vc = SCLC = Scn (a+c).(2.70) Сопоставляя (1.31), (1.32) и (2.69), (2.70), запишем значения конструктивных коэффициентов: m = n = m = q = 1, р = 0, Я = ,(2.71) г=8«с(1 +1/лг), г=я. Отсутствие у тороидальнщх ФМУ геометрической величины h приводит не только к значениям р=0, но и к другим выражениям для Ks и NK. Действительно, поскольку здесь 4 5C "~ 4ab ~ 4y 4~ „r- °окw тсл; получим /с; = -=—= = 4£;(2.72) Пок =•- Тк* (а + с) LK = SclKvKKe« (1 + 7) •(273> Сопоставляя (1.25) и (2.72), можно записать к = Фня(1 + 1/*)Кс(2.74а) Учитывая, что у тороидальных конструкций ФМУ *= 1-7-4 и л:ср2,5, получим NK ~ 4ф„Кс.(2.746) Итак, для тороидальных ФМУ. имеем пл = 1, пм = 1, р = О, Кс = VT„ Лк = 4КС. (2.75) С учетом (2.75) выражения (2.5) и (2.34) получают вид: для независимой геометрии v = гК7"< (2.76) для оптимальной геометрии при заданном перегреве v, = v/2(l/Kb+Кь) °-5.(2.77) Формула оптимального значения Кьо независимой геометрии тороидальных устройств, получаемая из условия ди/дКь = 0, не отличается от полученной ранее (2.10) для нетороидальных ФМУ m m п nr0Ks 0,5 Выражение (2.76) с учетом Кь - Кьо и %с = ~rz X / тс X К*5 преобразуется к виду v = r-KjVi 2 +V0 {r0mKs + m) + + —{qr0Ks + q) у It
1,2 1,6 к* 2,1 Рис. 2.8. Кривые геометрического показателя v- тороидальных ФМУ Подставляя численные значения постоянных коэффициентов m=n=m—q=l, <7~0,3, г=я, получим v = *Кг-т [2Vr0(Ksr0+l) + 0,34r0K, +1,14]. (2.79) Кривые v(Ks) по (2.79) показаны на рис. 2.8. По ним можно заметить, что a=r0Kso=l.(2.80) Это же подтверждается и частной производной dv/dKs=0. Геометрия тороидального ФМУ, обеспечивающая наилучшие УЭП при заданном перегреве, будет отличаться от независимой геометрии лишь величиной К.ьх, что очевидно из выражения (2.77). Оптимальные значения Kso здесь будут определяться тождеством (2.80), поскольку параметр Кь не влияет на частную производную dvt/djKs=0. Вместе с тем всегда Льт>Льо>1- Для практики, если тороид не кабельного исполнения, можно рекомендовать у9=2-г-5, что при хороших удельно-экономических показателях по геометрическим параметрам обеспечивает удовлетворительные конструктивные формы и технологию изготовления катушек и сердечников. Оптимальные показатели геометрии окна тороида нетрудно установить; пользуясь формулами (2.80), (2.71) и (2.18), получим i(co = 2l/ 1,14/ло05; 0 = Kcoy00.5l,140-J5.(2.81) Например, для силовых низковольтных высокочастотных ФМУ с медными обмотками, проектируемых с требованием минимизации стоимости, имеем r0= 1-1-4, А0=2,5--1. Для высоковольтных устройств минимального веса может быть Го=0,1-г-0,2; тогда x0=5-f-3,5. Изменение параметра х относительно х0 в пределах 0,8—1,4 при неизменных значениях г0 и г/о влияет на удельно-экономические показатели ФМУ незначительно. 2.6. Ферромагнитные устройства кабельного исполнения Ферромагнитные устройства кабельного исполнения имеют ряд отличительных особенностей: 1. Выполняются на магнитоироводах из неразрезных сердечников, имеющих круглую (кольцевую) форму. Такое исполнение обеспечивает им наименьшую длину средней силовой линии, наименьшее рассеяние потока и простейшую технологию изготовления из ленты. Отсутствие разреза уменьшает потери в стали в 1,5—2 раза. 2. Возможность набора магнитопровода из па • пм сердечников позволяет относительно просто обеспечивать вытянутые сечения при значениях ft/a=4-f-10. Такое исполнение увеличивает поверхность охлаждения магнитопровода, и можно создавать конструкции, когда практически на обмотки намотан магнитопровод в виде множества колец. Получается как бы бронированный кабель, что определило название типоисполнения ФМУ — кабельный. Если магнитопровод и обмотки I И н ш ш ш ш ш к ш ж Ё ш в с  с а*2а с а Рис. 2.9. Варианты «кабельных» ФМУ имеют хороший термоконтакт, что возможно при полном заполнении окна и качественной заливке компаундами, то отдача тепла идет практически через поверхности магнитопровода. Здесь кабельные конструкции являются полной противоположностью торондам, где тепло передается в окружающую среду через обмотки. Реализуемы также варианты, когда обеспечивается независимое охлаждение обмоток и сердечников кабельных ФМУ.. 0 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 27
|
