Модель для тепловых исследований /ее варианты/
Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано при исследованиях нагревов электрических обмоток индукционных аппаратов. Цель изобретения состоит в повьннении точности определения реальных местных нагревов за счет уменьшения неравномерности теплового потока любой части моделируемой обмотки при сохранении заданных геометрических размеров , определяюн1их ее тепловое поле. Модель для тепловых исследований содержит соединенные между собой катушки 1, намотанные из изолированного провода 2. Провода вь полнены различными по толщине, увеличивающейся от одной образующей 3 к другой 4. Толн, нроводов изменяется при сохранении средней толплины провода Г / / фиг.1 и определяется д. 1я конкретного провода или одноразмерных проводов в группе, исхо,1,я из соотношения полных э.пектрических потерь в проводах или группах нроводов моделируемой обмотки по формуле / Ь„ („„,) Ь.-рД/ 100 + Pfe 100-f Гft /I /о где п - порядковый номер нровода или груипы одноразмерных проводов модели в радиальном направлении; Ь,, --расчетная толнхина п-го провода или b,,m - толп1,ина т-го провода в п-й группе одноразмерных проводов в предлагаемой модели; btp -толпхина провода в моделируемой обмотке; - средние потери от вихревых токов в проводах моделируемой обмотки или п-й группе одноразмерных проводов; P(,, потери от вихревых токов в п-м нроводе или одноразмерной группе проводов моделируемой обмотки. Создавая в каждом проводе нрисун1ий ему одному тепловой поток, достигается имитация действительного теплового потока по периметру секции витка или слоя зз счет изменения собственных сопротивлений проводов . 2 с.п. ф-л1)1, 5 ил. 4 (О (Л ю ьо 4 ОО 4 О
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (5D 4 H 01 F 27/28
Я» Р „ .- у
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!
,:(„.,1=1" V 100+,-1, % где и — — порядкогый номер провода или группы одноразмерных проводов Mo, I,åzlè в радиальном направлении;
Ь, — — PBO IOTII2R TO1 Ill HII3 n-I о п Ровода H,l n
b„„, — толщина m-го провода в и-й группе одноразмсрных проводов в предлагаемой модели; о,р — толщина провода в моделируемой обмотке:
° -Ь
Я
Р,, р — средние потери от вихревых токов в проводах моделируемой обмотки или фу и-й группе одноразмерных прово- Ф дов; С:
Р„„."..,-- потери от вихревых токов в и-м проводе или одноразмерной группе про- а водов моделируемой обмотки.
Создавая в каждом проводе присущий >а ему одному тепловой ноток, достигается имита11ня действительного теплового потока по периметру секции витка или слоя за счет изменения собственных сопротивлений прово- 4 дов. 2 с.tl. Ф-лы, 5 ил. 00
2 фиг/
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3782364/24-07 (22) 21.08.84 (46 ) 15.04. 86. Б юл. № 14 (71) Московское производственное объединение «Электрозавод» им. В. В. Куйбышева (72) А. Н. Воробьев-Гол»берт (53) 62-501.72 (088.8) (56) Elektl oteshnicky obzot, 1972, 61, 4 с. 175 — 18!.
Авторское свидетельство СССР № 641512, кл. Н О! F 27/08, 1977. (54) МОДЕЛЬ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (EE ВАРИАНТЪ|). (57) Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано при исследованиях нагревов электрических обмоток индукционных аппаратов. Цель изобретения состоит в повышении точности определения реальных местных нагревов за счет уменьшения неравномерности теплового потока любой части моделируемой обмотки при сохранении заданных геометрических размеров, определяющих ее тепловое поле. Модель для тепловых исследований содержит соединенные между собой катушки 1, намотанные из изолированного провода 2.
Провода выполнены различными»о толщине, увеличивающейся от одной образующей 3 к другой 4. Толщина проводов изменяется при сохранении средней толщины провода
„„SU„„1224840 A и определяется для конкретного провода или o,ltloðàçìåðlt»1 проводов в группе, исходя из соотношения полных электрических потерь в проводах или группах проводов моделируемой обмотки Ilo формуле
1224840 (1:306резе !ис 01 íîñèòcÿ к электротехнике, В ч!c! iocTH к трансформаторостроению, может бь<ть использовано при исследованиях
«1(«грс(30«3 элсктри !еских обмоток индукцион!X БHII ЧО, <-, !. рoБН« fl! с обмоток дает наиболсс ((Ос Овсрныс данные о происходящих в них теII,IOI!IIx проис(.сах и используется, например>, д.f!I Of!pi !еления Величины перегрева наиболсC наг;)(ТОЙ TO IKH (HHT! KdK lip H kidгрен<:iñê"t 053;Iным током, так и IIcpcvc»III>lxI Уточнение I cðoãðcH<. HHT в обмотке н О:3 В оп Я ст 1,) d I ((3 0 t t d,.<1 h H o с 1 1Р 0 с к т H P 0 13 d T I> H I Iдукц<н>(Illñ>(, < rp<)()crt)n, например трансфорMBTof), с учсгои на!.рс(30стс)йкос«и испол ьзу(— > м ых 1<1òñ )и <1.«ОБ, IOII <<сти мых рабочих т<. м li(— 1.> p>< f >< р»(1)>< f,! Х«отр<. Th HC06XÎ.IHYI hi(>. С. 10!311!i ОХ. ! ж, < I. >>. (I (()С1 И I Н >> Г(> М И H ИХ! с« I ЬI< I>«Х З Р а 1 <1 и 1 I I 13 h Ь! (! К 0 Н (Т Р >< К H В I! 1>i X М а 1 С P !! с! l 0 Б II () И !Id H60211>I II(.(О. «ГОН-«. I IIOCTH и 3;(с", И Я, () C t l 0 f3 1 I 0 H l l P ! Ч И l i 0 Н, В Ь! 3 1>1 Б с! К) I l t C H I l (> P а В Н 0м i> HO< Гь (. Il, 10!301 110ТоКН рс Кс«Н 1 j) 1 пи х Обмоток 3 и 4. И н (<< к-! < и 51 !0, «я j)II< с 51!«ия 1> (фи(. ) IIO с счс ниIО зо Обм<>п кн мс)ж, ., быть псрсменной В ради I l j! I Б. (1! <15i X. Тнк!!м 06ра:3031, каждой части обмотки в д(йс гБ(гсльности п )Hcóft(è собственньн нол)г ныс,к> гери (с + Рь„!3 собственный удель;!Ый i < !I,I0130é поток. 1!ри максимальных посс р>(, Минимальной !1013epx»ucf H те!!лоотОн становится максимальным и llf><«Kт!I !С(ки обусл 11сл ь и:!обре!си и 5! повышение то, !н>сти 0!1,><, <(. I I! рн со р<: н((ч!!!!> Бад>ilf III ix геометрических размс рс>Б, <)lipñ.(слчю ци Y сс тснловсе поле. ,< 1!Б фи! . 1 из(и>р;!!+ (На KBTY IЛ 5! <,! C>f (1>1, КОГ;< с« !< а ЖДЫИ II POI30J< K<11 У Н«к(! (13 l!! Iw, i ) и >>! с ст i(30K) собс 1 Ве«II!yю то.«п(п н 3 1)„. (hi hK); на фиг. 2 -- то жс, когда f1 P0H0, t((ÈÍ СНЫ В ГРУНИ Ы 0,3,— норазмcpf»hix провс)дсн3 с толщиной h ири-! См 1)1!=h >, h>l== 1).>> Ii т.д, на фиlh. ТО .и<С, C р (1 > I HЧ .!i Н! И рИНОИ llpO(30;I (3 а>< (а, а . I; il а фи! . >! Гр п н ы к (3TY>ill< ê vIOдели из Одноразмсpt!hi. IIO ширине а,,„проБОДОБ, ñi, :=<1! >, <1>l= — с(»,,П<3 фИГ. ) — МО,(i.l h 31.>I(I TC!I IOBHIX Ii(C.l<,1013 Б моделируемой обмотке хотя бы в одной из катушек модели провода или группы проводов имеют В радиальном направлении разную толщину, которая изменяется с сохранением средней толщины провода в катушке, а часть катушек модели выполнена из проводов разной ширины, которая изменяется вдоль оси модели с сохранением средней и!ирины провода, при этом толщина или ширина отдельных проводов или групп проводов в катушках определяется исходя из соотношения фактических и средних полных потерь В каждом проводе моделируемой обмотки. с.OI >tàc(0 фиг. тепловая модель содержит соединс!!ныс между собой катушки 1, намотанные из изолированного провода 2. ! Iрош>да Выполнены различными пo тол!цинс, увеличиьающейся от одной образующей 3 и другой 4. 11ровода одного размера могут бьггь объединены в группы разной толщины (фи!. 2), причем группы с наименьшей и наибольш< и толщиной проводов в ней распо I;!I аются соответственно ближе и . (аль!Не к кана<«х 5 между обмотками или образую(цси модели 3, где предполагается его расположение. Толщина каждого провода опре,(сг!5!ется расчетным путем исходя из соотношения полных электрических потерь в проводах или группах проводов. То; шина проводов изменяется при сохранении средней толщины провода и определяется для конкретного провода или oд— норазмерных проводов В группе, исходя из ooTHoIIIcIIH5I полных элекгрических потерь в проводах или группах проводов моделируемой обмотки по формуле f<><>+ <>„, ь.„, = ь „-(<, I д с и — порядковый номер провода H.1H группы одноразмерных проводов модели (или витка) в радиальном направ tekfHH; h, расчетная толщина и-го провода или bf > — — тол(цина m-го провода в п-й группе одноразмерных прово;1013 В предлагаемой модели; гол:нина провода в моделируемой оомоткс; р,-; <, среднее iiîòåðè от вихревых токов Б проводах м одел ируем ой обмотки или и-й группе одноразмерных проВОДОВ; р<„% - потери от вихревых токов Вп-м проводе или одноразмерной группе проВодов моделируемой обмотки. Расчетный номинальный ток одинаков для Всех последовательно соединенных проводов. образующих элементы х(О.(с-.«и, поэто tv в проводах (группах).с Y(ck«ÄIICH то.-шиной, а слсдоча!Сльно, сечением, и 60,1(>(ннх! Сопро1224840 тивлением возникают большие потери при одновременном уменьшении поверхности теплоотдачи. В результате в каждом проводе (группе) создается индивидально присущая им удельная тепловая нагрузка, имитирующая неравномерную тепловую нагрузку в реальной обмотке. Согласно фиг. 3 тепловая модель содержит соединенные между собой катушки 1, намотанные из изолированного провода 2. Провода выполнены различными по ширине, которая увеличивается от одного торца 3 к другому 4 — а|, а2, аз, а4. Провода одного размера а 1 и а или а 1 и а2 могут быть объединены в группы разной ширины (фиг. 4). При этом наименьшая ширина обращена к торцу, где расположен главный канал рассеяния 5. Ширина каждого провода определяется расчетным путем, исходя из соотношения полных электрических потерь в проводах или группах проводов. 20 Обмоточные провода в соседних катушках модели или группах катушек из одноразмерных проводов имеют разную ширину, которая изменяется вдоль оси модели при сохранении средней ширины провода в ее катушках и определяется по формуле где и порядковый номер катушки или витка обмотки вдоль оси (или одноразмерной группы катушек); а — ширина проводов витков в и-ой катушке предлагаемой модели (или а„, — ширинагп-го провода в и-й группе); а р — — средняя ширина провода в и-й ка35 тушке моделируемой обмотки; рй р — средние потери от вихревых токов в проводах катушки моделируемой обмотки; р>, потери от вихревых токов в проводах п-й катушки моделируемой об- 40 мотки или и-й группе катушек. Расчетный номинальный ток одинаков для всех соединенных последовательно элементов модели. При изменении ширины проводов уменьшается сечение проводов, пропорционально растет их сопротивление и потери, при практически сохраняющемся периметре каждая катушка приобретает присущую ей среднюю удельную тепловую нагрузку. Согласно фиг. 5 тепловая модель содержит соединенные между собой катушки, намотанные из изолированного провода. Часть катушек модели выполнена с изменяющимся по толщине проводом в радиальном направлении, а часть модели выполнена с изменяющимся по толщине проводов в радиальном направлении, а часть модели выполнена из катушек, ширина проводов в которых увеличивается от одного торца модели к другому. Катушки 1 и 2 имеют разную ширину провода (ai и а ) и содержат каждая три группы из четырех одноразмерных проводов. Катушки 3 и 4 являются группой из одноразмерных проводов по ширине аз и а32, каждая из которых состоит из трех одноразмерных групп по четыре провода. Катушки 5 — 7 имеют одинаковую ширину проводов ай, а в каждой катушке толщина проводов разная. Принцип обеспечения неравномерности тепловой нагрузки катушек, слоев или витков предлагаемых тепловых моделей одинаков: изменение сечения составляющих их проводов таким образом, чтобы средняя удельная тепловая нагрузка имитируемых элементов обмотки и элементов модели сохранялась, как и сохранялись геометрические параметры катушки или витка. Создавая в каждом проводе присущий ему одному тепловой поток, можно достигнуть имитации дпействительного теплового потока по периметру секции, витка или слоя за счет изменения собственных сопротивлений проводов. Использование предлагаемых моделей позволяет более достоверно определить местные перегревы обмоток и температуру наиболее нагретых точек слоев, витков, проводов или катушек обмоток как при нагреве постоянным током, так и переменным током. Формула изобретения 1. Модель для тепловых исследований электрической обмотки с неравномерной удельной тепловой нагрузкой в катушках или витках, содержащая соединенные между собой катушки, намотанные из обмоточного провода, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определения реальных местных нагревов в модулируемой обмотке, обмоточные провода в катушках модели в радиальном направлении имеют разную толщину, которая изменяется при сохранении средней толщины провода и определяется ° е слетуюшей формуле где п — порядковый номер провода или группы одноразмерных проводов в катушке модели (соответственно в обмотке) в радиальном направлении; ܄— расчетная толщина л-ro провода или b — толщина m-го провода в и-й группе одноразмерных проводов в п редл а гаем ой м одел и; Ьср — толщина провода в моделируемой обмотке; рй-p — средние потери от вихревых токов в проводах моделируемой обмотки или и-й группе одноразмерных проводов, Я; pb, — потери от вихревых токов в п-м проводе или одноразмерной группе проводов моделируемой обмотки, Я. 1224840 2. Модель для тепловых исследований электрической обмотки с нер авн ом ерной удельной тепловой нагрузкой в катушках или витках, содержащая соединенные между собой катушки, намотанные из обмоточного провода, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определения реальных местных нагревов в моделируемой обмотке, обм оточ н ые провода в катуш ках модели имеют разную ширину, которая изменяется вдоль оси модели при сохранении средней ширины провода в ее катушках и определяется по следующей формуле 100+рь.% где и — порядковый номер катушки или винта обмотки вдоль оси или одноразмерной группы катушек; а„ вЂ” ширина провода витков в и-й катушке предлагаемой модели или а„— ширина m-го провода в и-й группе; ац,— - средняя ширина провода в и-й катушке моделируемой обмотки; рь p — — средние потери от вихревых токов в проводах катушки моделируемой обмотки, %. р „ -- потери от вихревых токов в проводах п-й катушки моделируемой обмотки или и-й группе катушек, 1224840 r ,т Р iЗ Рщ УД Ф Р/ / А> ЬЯ /33 54 г Z 2 г 2 Z г г г 2 г .i гг + r А» 4 8. 4у I.z Аз 44 гА 4 4 4 т а 9 о Аг Qua 5 Составиткля 1О. Конов Редактор О. Колесникова Тсхред И. Всрес Кор1гск.ор 13. В!тяга Заказ !11!3, 50 Тираж 643 !1 .i! I!!«и ВНИИПИ Государственного комитета О.(.Р по делам изобретений и от крытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугнская наб.. д. 4,5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, i.ë. 11роектная. 4
