Трифазні трансформатори з ефективним використанням конструктивного об’єму - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукВиконано порівняльний аналіз вказаної ЕМС з планарною системою за принципом електромагнітної еквівалентності. Отримана математична модель (ММ), яка дозволяє визначити головні розміри та геометричні співвідношення ЕМС ТТ з варіантами запропонованих витих просторових магнітопроводів (ВПМ) с шестигранним и тригранним внутрішніми контурами ярма. Розроблено спрощена ММ якісного аналізу особливостей розподілу магнітного поля в елементах ВПМ та розроблена методика розрахунку магнітного кола, яка враховує вказані особливості. В диссертационной работе рассмотрены вопросы повышения компактности и снижения материалоемкости трехфазных трансформаторов (ТТ) малой и средней мощности без ухудшения их энергетических характеристик на основе использования электромагнитной системы (ЭМС) с витым пространственным магнитопроводом (ВПМ). Выполнен анализ особенностей и показаны преимущества применения указанной системы в комплектных электромеханических устройствах блочного исполнения, а также анализ конструкций и технологий производства магнитопроводов.Однак конструкції і технології виготовлення просторових магнітопроводів, що використовуються в ТТ і реакторах середньої та підвищеної потужності, технологічно нераціональні для виробництва статичних індукційних пристроїв (СІП) малої потужності, а також менших габаритів середньої потужності. Для досягнення вказаної мети були поставлені такі задачі: - розробка та порівняльний аналіз конструкторсько-технологічних рішень, які забезпечують зниження масогабаритних показників ТТ на основі витих просторових магнітопроводів (ВПМ) нетрадиційної геометрії; Вперше визначено способи зниження матеріалоємності і забезпечення компактності ТТ з просторовою ЕМС на основі аналізу конструкцій і технологій виготовлення магнітопроводів і застосування нетрадиційних конфігурацій елементів симетричних ВПМ і котушок обмоток. Отримані рівняння, що визначають залежності показників матеріалоємності та залежності площин периферійних поверхонь охолодження обмоток від геометричних співвідношень планарної і просторової систем АЧ з паралельними стінками обмоткових вікон, а також виконано порівняльний аналіз вказаних систем. У друкованих працях, що опубліковані у співавторстві, дисертанту належать: [4, 11] - методика порівняльного аналізу просторового і планарного трансформаторів; [5] - методика розрахунку головних розмірів і геометричних співвідношень магнітопровода і обмоток; [6] - методика розрахунку головних розмірів; [7, 12] - виконання і аналіз результатів експериментальних досліджень; [10] - методика розрахунку магнітного кола і струму неробочого ходу.На основі викладеного, у роботі введено поняття полюсного ділення ?і на координаті Ri і-го витка ЕТС (? = ?х/?і) і вираз (5) перетворюється до вигляду тангенціального розподілу індукції в зазорі Аналіз (6) показує, що будь-яка комбінація пар гармонік n, k складових Bd(x)i створює парні (n = 2с, с = 0, 1, 2, 3...?), і непарні гармоніки результуючого поля порядку n (n = 2с 1, с = 0, 1, 2, 3...?), які складаються з відповідними гармоніками першого додатку і рівняння (6) спрощується У звязку з цим, задача дослідження магнітного поля зводиться до рішення двомірного рівняння Лапласа для скалярного магнітного потенціалу у областях, що відповідають зазору і ярму у межах одного витка сталі на координаті Ri. Рішення рівняння (8) з урахуванням відповідних межових умов надає вирази для нормальної і тангенціальної складових напруженості та індукції магнітного поля у стиковому зазорі і ярмі. Вказані вирази визначають вплив зміни у радіальному напрямку геометрії варіантів ВПМ на розподіл компонент напруженості та індукції магнітного поля відповідно у зазорі та ярмі.В дисертаційній роботі розвязана актуальна науково-прикладна задача підвищення технічного рівня та створені нові ММ ТТ при застосуванні симетричної просторової ЕМС, що забезпечує ефективне використання обєму АЧ трансформатора. Запропоновано та розроблено конструкції і технологічні способи виготовлення варіантів ВПМ з паралельними стінками обмоткових вікон та доведена можливість удосконалення ТТ на їх основі. Встановлено суттєве зниження питомої матеріалоємності магнітопроводу і можливість деякого зниження матеріалоємності обмоток просторової ЕМС відносно електромагнітно еквівалентного планарного аналога з паралельними стінками обмоткових вікон.