Потери в обмотках индукторов

Принцип наложения для мощностей в рассмотренных случаях соблюдается при любой степени поверхностного эффекта. Требование однородности исходного поля также может быть ослаблено. Достаточно только симметрии этого поля относительно осей х и у. Рассмотренные правила расчета мощностей могут сильно облегчить расчет потерь в обмотках индукторов, когда витки с током находятся в сильном магнитном поле соседних витков, слоев или секций. Если поверхностный эффект в витках выражен несильно, то потери от поперечного магнитного поля можно легко найти по приближенным формулам, используя механические моменты инерции сечения относительно осей х и у (см. 4.6). [c.115]

ПОТЕРИ В ОБМОТКАХ ИНДУКТОРОВ [c.196]

Исследование потерь в обмотках индукторов имеет чрезвычайно важное значение в теории индукционного нагрева, так как они являются основным фактором, определяющим КПД процесса. При нагреве стали выше точки Кюри потери в обмотках составляют 15—20 % общей мощности, а при нагреве слитков из алюминиевых и медных сплавов достигают 50—60 % подводимой мощности. [c.196]

При повышенных частотах последний способ нельзя рекомендовать вследствие резкого повышения потерь в обмотках, особенно во внутренних слоях, которые могут оказаться нагруженными даже сильнее, чем однослойная обмотка индуктора такой же длины с тем же общим числом витков. [c.179]

Распределение мощности потерь в обмотке водоохлаждаемого индуктора можно получить раздельным калориметрированием витков или их частей. При этом нужно создать условия, уменьшающие передачу теплоты от одной водоохлаждаемой ветви к другой. [c.110]

Число витков индуктора определяется из электрического расчета (см. 12-2) по заданному напряжению (/ и требуемой мощности индуктора. Шаг намотки провода равен == aJ wJ - 1). Минимальный шаг ограничивается размером канала для протекания охлаждающей воды, который не должен быть уже 5 мм. Если требуемое число витков не укладывается па заданной длине, следует понизить (7 , поставив автотрансформатор. На промышленной частоте можно расположить витки В два-три СЛОЯ, выбрав соответствующим образом сечение провода (см. 12-3). При средних частотах использовать многослойные обмотки не рекомендуется из-за возрастания потерь в них. [c.194]

Заменяя обмотку индуктора и цилиндр тонкими соленоидами с индуктивностями и 2, получаем два индуктивно связанных контура (рис. 1.2, б). Чтобы учесть потери энергии в трубе, вторичную обмотку замыкаем на ее собственное активное сопротивление Гас- Так как ток по толщине тонкостенного цилиндра распределен почти равномерно, в качестве Гзс следует взять сопротивление, вычисленное для кругового постоянного тока. [c.15]

Уравнение (2.77) использовано в ряде программ расчета индукционных систем [2, 56, 62]. Специализированные программы предназначены для расчета потерь в многовитковых обмотках с учетом режима работы витков (последовательно соединенные, разомкнутые, короткозамкнутые) [63, 64]. При этом в (2.77) появляются дополнительные уравнения связи, учитывающие соединение витков. Имеются программы для расчета многоконтурных индукторов, у которых описание схем соединения обмоток не сводится к цепям с известным напряжением на них. Простейшим примером является индуктор, часть обмотки которого шунтирована емкостью. [c.86]

Распределение поля у края индуктора во многом определяет качество нагрева, взаимное влияние соседних секций, распределение потерь в витках обмотки, нагрев конструктивных элементов узла индуктора. Оно имеет довольно сложный характер даже у пустого индуктора, зависящий от отношения длины обмотки к ее среднему диаметру от сечения токопровода, зазора между витками и от степени поверхностного эффекта в проводниках. Можно выделить два крайних случая 1) многовитковая обмотка со слабым поверхностным эффектом в витках или большим зазором между ними 2) одновитковый индуктор или многовитковый с малым зазором между витками и сильным поверхностным эффектом в них. [c.169]

У многовитковых индукторов обычно можно выделить регулярную зону, в которой нормальная к поверхности обмотки составляющая напряженности магнитного поля мала, и краевые зоны, где тангенциальные и нормальные напряженности соизмеримы (см. рис. 5.1). Потери в регулярной зоне при сильном поверхностном эффекте изучены достаточно полно [113, 115]. Каждому коэффициенту заполнения обмотки g соответствует своя оптимальная форма токопровода, эллиптическая при малых g и приближающаяся к прямоугольной при 1- Однако зависимость от формы сечения довольно слабая и при всех практических значениях g (g > 0,7) оптимальным токопроводом можно считать обычно используемую прямоугольную трубку с закругленными краями. Тогда влияние коэффициента заполнения на можно учитывать множителем Обычно используемый множитель g дает небольшое повышение г . При приближении к краю обмотки индукторов высокой и средней частоты потери сначала уменьшаются из-за снижения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля, а затем увеличиваются из-за потерь от радиальной составляющей. Конкретный вид распределения потерь зависит от коэффициента заполнения обмотки g, формы токопровода, наличия магнитопровода и загрузки. При уменьшении длины обмотки потери в проводниках средней части обмотки снижаются и кривая распределения потерь становится монотонно растущей к краю. Однако возрастает доля дополнительных потерь в крайних витках, и в первом приближении можно считать, что полные потери мало отличаются от вычисленных для регулярной части. При этом следует иметь в виду, что потери в крайних витках могут быть в 2—3 раза больше, чем >. средних. [c.197]

Наибольшим разнообразием конструкций отличаются обмотки индукторов промышленной частоты. У слабонагруженных индукторов, применяемых, например, для обогрева оборудования, используют многослойные обмотки из сплошных проводников прямоугольного сечения с теплостойкой изоляцией. Охлаждение воздушное, естественное или принудительное. Потери в регулярной части таких обмоток можно рассчитать аналитически [93], используя методику расчета потерь для проводника в стороннем магнитном [c.197]

По сравнению с лучшей однослойной обмоткой из проводника толщиной n6i/2 потери в многослойной обмотке с той же намагничивающей силой будут в д/Ж раз меньше, что позволяет создавать многослойные индукторы с высоким КПД [92, 93]. [c.198]

Весьма перспективным является индукционный обогрев пресс-форм. Его преимущества — малые потери тепла за счет меньшего излучения и конвекции тепла, более равномерное температурное поле и большая возможность точного регулирования температуры. Недостаток этого способа os ф < 1. Однако в настоящее время этот недостаток преодолевается. При индукционном обогреве в пресс-форме, благодаря индуктору, индуктируется напряжение. Токи, возникающие в пресс-форме, циркулируют так, что возникает сопротивление протеканию тока в индукторе. При этом пресс-форму можно рассматривать в качестве вторичной обмотки трансформатора, состоящей из одного витка, а индуктор — в качестве первичной обмотки. [c.314]

Раепределение потерь по длине многослойной обмотки представляет интерес как для нахождения полных потерь в реальных индукторах конечной длины, так и для проектирования системы охлаждения. Для этой цели создана специализированная программа расчета, основанная на комбинированном методе. Сначала численным методом (см. 2.4) рассчитываются все токи сложной индукционной системы, содержащей обмотки, нагреваемые тела и магнитопроводы. При расчете реальные многовитковые обмотки заменяются тонкими соленоидами с активным сопротивлением Г (/ — номер итерации). Затем определяются напряженности и Я/ в сечениях проводов и по формуле (4.53) вычисляются потери в витках обмотки. Полученные активные сопротивления используются на новом шаге итераций до сходимости процесса (1—2 итерации). [c.199]

Двухчастотный нагрев. Можно выделить два основных применения двухчастотного нагрева. В первом случае используется предварительный нагрев на частоте 50 Гц стальных заготовок до точки Кюри, после чего нагрев до требуемой температуры осуществляется на средней частоте. Применение промышленной частоты позволяет уменьшить стоимость установки и расход электроэнергии за счет отсутствия преобразователя частоты па начальной стадии нагрева. Этот способ целесообразен при создании установок большой мощности (свыше 1 МВт) для нагрева заготовок диаметром менее 180 мм, когда нагрев выше точки Кюри на частоте 50 1 ц неэффективен. Во втором случае падение интенсивности нагрева при потере заготовкой магнитных свойств используется для выравнивания температуры по длине изделий. Заготовки, имеющие переменную начальную температуру, например прутки, частично откованные на горизонтально-ковочной машине, Р1аг[)еваются в пе[)нодическом индукторе на частоте 50 Гц, после чего нагрев ведется на средней частоте в другом или в том же индукторе (в этом последнем случае обмотка индуктора имеет несколько слоев). При 50 Гц все слон вк.тючены последовательно, а на средней частоте к источнику подключается только внутренний слой. Для улучшения загрузки источников установки снабжаются двумя индукторами. Мощность установок 250—500 кВт по каждой из частот [41 I. [c.205]

Другой важный случай нагрева совокупности цилиндров в поперечном поле соответствует слою цилиндров, расположенному перпендикулярно напряженности магнитного поля Н . Он встречается при нагреве ряда цилиндров в зазоре между полюсами магнитопровода индуктора трансформаторного типа. Аналогичная картина наблюдается при пересечении витков обмотки поперечным магнитным полем. Для ярковыраженного поверхностного эффекта в немагнитных цилиндрах решение может быть получено из работы Баттерворта (Ви11ег<уог1Ь) [98], в которых он рассматривал потери в витках цилиндрической катушки при высокой частоте. [c.160]

Метод Ч. т. с помощью вращающихся машин. В машинах высокой частоты сист. Гольдшмидта для трансформации основной частоты f используется эдс (возбуждаемая в катушках обыкновенного альтернатора) частоты, равной двойной частоте тока в якоре (2/). Для этого катушки возбуждения настраиваются в резонанс на частоту 2f. Эти токи двойной частоты индуктируют в свою очередь в обмотке якоря дс частоты 3f. Этот процесс теоретически может повторяться бесконечное число раз, но после четырехкратного повышения частоты весьма быстро начинают расти потери, и поэтому дальше на практике этот процесс не продолжают. Здесь обычно f<10 kHz и следовательно nf<40 kHz. В машинах высокой частоты сист. Бетено сущность Ч. т. состоит в следующем. Переменный ток, вырабатываемый в обычном альтернаторе, возбуждаемом постоянным током, поступает в индуктор следующей машины. При числе об/мии. и полюсов второй машины, равном таковым первой, в ней получается ток двойной частоты. В машинах Латур-Бетено Ч. т. достигается путем использования принципа сложения токов сложной формы кривой, сдвинутых друг относительно друга по фазе. Так, при сложении N [c.412]

Ротор, как и якорь генератора ГП311Б, собран на бочкообразном остове. Но вместо коллектора на остов насажены (через изолирующий цилиндр) контактные кольца 2 (см. рис. 8.6), а вместо сердечника с радиальными пазами и обмоткой — индуктор (магнитопроводное ярмо) 12 из тонколистовой конструкционной стали, в трапецеидальных пазах которого с помощью встречных клиновых шпонок закреплены полюсы // моноблочной конструкции. На сердечниках полюсов, кроме катушек возбуждения, размещена так называемая успокоительная (демпферная) обмотка, выполненная из стальных стержней 6, приваренных к щекам сердечника, и предназначенная для уменьшения потерь и перенапряжений в аварийных режимах нагрузки генератора. Междуполюс-ные соединения катушек возбуждения выполнены медными шинами, закрепленными в изоляционных колодках 5 на торцах индуктора, а общие выводные концы 4 обмотки закреплены к контактным шпилькам с гайками. Подробно конструкция и крепление полюсов показаны на рис. 8.8. Соединение и маркировка выводов обмоток генератора выполнены по схеме, приведенной на рис. 8.9. [c.213]

Рабочий канал ЦЛИН, разработанного в НИИЭФА (рис. 5.1) [2], образован двумя коаксиальными тонкостенными трубами, зазор между которыми равен 15 мм. К наружной поверхности внешней трубы примыкает индуктор. Магнитопровод индуктора набран из нескольких прямоугольных пакетов железа длиною 1260 мм. В пазах пакетов помещены цилиндрические катушки обмотки. Внутренняя труба канала также заполнена пакетами магнитопровода. Между магнитопроводами и стенками канала проложен слой тепловой изоляции. Выравнивание профиля скоростей на входе и уменьшение местных гидравлических потерь обеспечиваются установкой конфузора и диффузора соответственно на входе в канал и выходе из него. Насос рассчитан для работы при температуре перекачиваемого металла 850° С. Тепловой режим магнитопровода и обмотки обеспечивается системой принудительного охлаждения водой. [c.68]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...