Модель для тепловых исследований ее варианты

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИ АВТОРСКОМУ СВИ ЛЬСТВУ=Ь Оо+Р,У ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(71) Московское производственное объелинение Электрозавод им. В. В. Куйбышева (72) А. Н. Воробьев-Гольберт(54) МОДЕЛЬ ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (ЕЕ ВАРИАНТЪ).(57) Изобретение относится к трансформаторостроению и может быть использовано при исследованиях нагревов электрических обмоток индукционных аппаратов. Цель изобретения состоит в повьпцениц 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 по толщине, увел ичи вающейся от одной образующей 3 к другой 4. Толщина проводов изменяется при сохранении средней толщины провола ц определяется лля конкретного провола или одцоразмерцых проводов в группе, исходя из соотношения полных элсктрццеских потерь в проводах цли группах проводов моделируемой обмотки по формуле гле и -- порядкогыи номер провода или группы одцоразмерцых проволов модели в ралиальном направлении;Ь, -- расцстцая толпица и-го провода или Ь, - толщина гп-го провода в и-йгруппе олноразмсрных проволов в предлагаемой модели;Ь,р - толщина провода в молслируемойобмотке;Э й Ф- средние потери от вихревых токов впроводах моделируемой обмотки или фут и-й группе одноразмерных прово- %ф Ф лов; С: Р.", - потери от вихревых токов в и-м проволе или олноразмерной группе про- а волов моделируемой обмотки.Создавая в каждом проводе присущий ю й ему одному тепловой ноток, достигается имигацця лсйствительцого теплового потока по периметру секции витка или слоя за счет изменения собственных сопротивлений прово тов. 2 с.п. ф-лы, 00РАЙ(с)добре(е ис с)гносится к электротехнике, В Чс 1 С.ОСТИ К ТРапсфОР:ЗТОРОСТРОЕН ИН),мо)кет бьть использовано при исследованиях зг )с 3051 электрических обмоток индукцион 1 ЬЕХ З Пп;РЗОБ. 5Чо,Х,Е.ро 133 Нс обмоток дает наиболсс дос(о(рньс данные о происходящих в них тсп,ни)ых проне(сзх и используется, нзпримсг, л.я (ирс.еления величины перегрева и зибслес н згпс той точки ( Н НТ как при и аО грс(:ск"гоя;ым током, так и псрсмснньх 1 УтаиЕсеРс Е,срсгрсвз ННТ в обмотке по)воляст рзЕионзльно спе)осктировзть ие(- ЕУКЕИОЕНЕ ,СРОЙСТБО, НЗПРИМЕР ТРсЕСОР- мзтог), с гчсгом нз рсвостойкости испол ьзлсМЫХ МсТС)ИЗ,Б, ЛОПСТИМЫХ рабОЧИХ ТечН(- 3) ЗТ у1 С.ХЕ )Т р СГТ Ь Н С об ХО, Е И 1 Ы С Л СОБ Н 51 ОХ)1;1:СЛ.,(я И ОС 1 Р 1 Р"ГЕ .ч", ИНИЗ 3Н ЕХ:3 ТР сГГ с КЕ 1 Б Ь 1 Х Н КО 3(ТРУС 3 ВН 1 Л М 3 1 С Р 1(с(210 при нз 516 л(ьп(с 13,3(л 110 счноси и лс",1 и 53.С ) С Н О 1) 13 0 Р 3 1 Р 11 Ч И Н О И, В Ь 1 3 11 Б с К) Н С И Н ( Р 3 В Н С )- Гч 1 Ср 1С 1 Ь 1 СПГ 0)ГО П ОТОКЗ рес 1.113 Ь 1 Х 06(10- 2 О тйк, 5215 к)тс 1 лйбзВОчныс потср От Вихр(- ВЬЕХ Г(К 013 ) БЫЗЫБЗМЫС ПОЛЯМИ Рс)(.- сс 513 Н (см. фи(л 1 ) . )ти потери ЛОс 1 и(3- К)Сред(Сч30 06 МОТКЕ 20% ОТ 1 (фи;. 1), но Б прооде, 62 ИжЕем к Ксп с, 1 РЗСС(.5 П 1 ) ОНИ ( РОО ) ПОЧТИ ВТЕ)ОЕг 25 Бь 11(л з Б .(з,(ьнсм от него практически р;1 н 1, Ию. )л;Изль рсс ея 1(ия 5 рзсполз с 10 ,51 061 1 Б(5 с Г)3 нои из ци,1 инлричсск(х 0 рс(:уго(цих обмоток 3 и 4. Индук 1 и 51 110(ЕН р;1( Ссс(ЕЕИ 51 15 ( фИ 1 ) П( С СЧСНИ 0ЗО с)гм)п кн мсжс, быть псременной Б радис,13 ОЛ 1 3 ЕН 1 рсБ, 1 НИ И 1 1 Е)ЫСОТЕ, ИЛИ ЛОЖ.Н О И, 1 ( 11 И 1; 1 1( И С я 0,3 Н О 13 р С 1 С Н Н 0 3О б О И Х Н с- ;3) ЗБ,(С 15 Х.Таким амбр;1 ом, каждой части обмотки в лсс г 3:О(льности присуши собственньн полны к)гери К+Ре,и собственный удельый (1,Ощ)й поток. 1 ри максимальных по(р; (минимальной ш)верхности теп)оот, (С Т с 1 Н 0 В И Т С я М 3 К С И М 3. 1 Ь и 11 М И П 1) 3 К - 1СС К 11 0 0 (ч С.:1 с Б.Е И 13 3 Ст Р 3 С Н ОЛ 0 ж С. Н И С ТОК И )бм(п кн с нзибольиим нагревом, те. Н 11 Т. 401,Ель и:(Обресе)и я НОВып 1(.ни(. точ НОс 1 и Оп 21(111351 1)(з,1 ьн ьх мсстных нзГрсВОВ (з с Ес 31(1 х 1(зцип неравномерности теплового пто(,з,ний (с(с 1 и моделируемой обмотки Нри СО ПН(сч 1 ЗЗЛЗ 3 ЕЫЛ ГСОМСтрИЧЕСКИХ рЗЗМС Р 013, СИЕ)С,ЕСЛ 3 И.( СС тСНЛОВСЕ ПОЛС.1 з фи. 1 33:06 р;)ж(нз катуБкз молслн . 3;3 51 С,С 1(151, К 0 ГЛ с) К 3 ж Л Ы И П РОВ ОД К с 1 1 Ъ П 3.К 11 ( БЕ 11 ч(1) ИМССт СБОК) С6 С 1 ВЕННчю ТО.ЕППЕЕ( 1)О 11) 1)Х); нз фиг. 2то )кс, кОГлз 11 РС)0,с( К ЗТУНЕК 3 (Н)1 ЕЛИН СНЫ В ГРУ ПП Ы 0,3, - норззмсрнь(х прос)лс)Б с толщиной Ъ, причем 1)3= - 1) .; 1)ч==-1),с, и т.д.; нз фи(. 3ТО КС, С Р;1:1,ИЧЕ С,1 1 НИРИНОИ ПРООда ЗО (з, з); з фи). 4 .р) )пь) катунСк мо;Олн из одс)рззмсрных по ширине а, про- Б),1, О Б ; с), = с 1, 3= - с 1; П с) ф И Л) - Гч О- лсл ь дл я тс и л ов ы х и с сл . лов з и и й эл ектр и ч с- (ой обм)гки с нсрзнномср Ои (дельной гсп- ,0 ой нзгр).кой Б катушках нлн Виткех,содержащая соелиенные между собой катушки, намотанные из обмоточного провода. Б моделируемой Обмотке хотя бы в одной из катушек модели провода или группы проводов имеют В радиальном направлении разную толцину, которая изменяется с сохранением средней толщины провода в катуНке, а часть катушек модели выполнена из проводов разной ширины, которая изменяется вдоль оси модели с сохранением средней иирины провода, при этом толщина или ширина отдсльныл проводов или групп проводов в катушках определяется исходя из соотношения фактических и средних полных потерь В кажлом проводе моделируемой обмотки.с,олас(о фиг.тепловая модель содержит соединсныс между собой катушки 1, намотанные из изолированного провода 2. 1 ро 0;з Выполнены различными по толцинс, увеличивающейся от одной образующей 3 к другой 4. 11 ровола одного размера могут быть обгьелинсны в группы разной толщины (фи. 2), причем группы с наименьшей и наибольшей толщиной проводов в ней располз аются соответственно ближе и;(алыче к канаЕл 5 между обмотками или образуюшси модели 3, где предполагается его расположение. Толщина каждоо провода опрелс.яется расчетным путем исходя из соотношения полных электрических потерь в проводах или группах проводов.То; шина проводов изменяется при сохранении средней толщины провода и определяется лля конкретного провода или олноразмерных проводов В группе, исходя из соотнопения полных элек.рических потерь в проводах или группах проводов моделируемой обмотки по формулеОО с9лс и - порядковый номер провода или группы однорззмерных проводов модели(или витка) в радиальном направлении;1), расчетная толецина и-го проводаилитолщина гп-го провола вп-й группе одноразмерных проводов Б предлагаемой модели;голсина провода в моделируемойоомоткс;рО Я, среднее (отери от вихревых токовБ проводах моделируемой обмоткиили и-й группе одноразмерных проводов;рь % . потери от вихревых токов Вт)-м проводе или одноразмерной группе проВодов моделируемой обмотки.Расчетный номинальный ток олинаков для всех последовательно соелиненных проводов. образуо 3(их элементы х)о,ес-,)и, поэтому в проволах (группах).с менысн т(ХОИЕИН 013, з С,СЛО 3 ЗСг)ЕЬНО, СЕЧЕНИЕМ, и 60,(ЬНИЛЕ СОПрО1224840 от) = асР 10+р дl оделируемои х токов в и-м проерной группе проюй обмотки, Я. 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, а 2, аз, а 4. Провода одного размера а 1 и а 1 р или ар 1 и а 2 о 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. 20Обмоточные 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 одно- размерной группы катушек);а, - ширина проводов витков в п-ой катушке предлагаемой модели (илиа - ширинап-го провода в п-й группе); а р -- средняя ширина провода в и-й ка 35тушке моделируемой обмотки;рй р - средние потери от вихревых токовв проводах катушки моделируемой обмотки;рй- потери от вихревых токов в проводах и-й катушки моделируемой об мотки или и-й группе катушек.Расчетный номинальный ток одинаков длявсех соединенных последовательно элементов модели. При изменении ширины проводов умснынается 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 другомч. Катушки 1 и 2 имеют разную ширину провода (а и ат) и содержат каждая три группы из четырех одноразмерных проводов.Катушки 3 и 4 являются группой из одноразмерных проводов по ширине аз и аз 2, каждая из которых состоит из трех одно- размерных групп по четыре провода. Катушки 5 - 7 имеют одинаковую ширину проводов ад, 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 изобретения1. 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 оо следующей формуле де и - порядковыи номер провода или группы одноразмерных проводов в катушке модели (соответственно в обмотке) в радиальном направлении; Ь - расчетная толщина и-го провода или Ьуууу - толщина в-го провода в и-й группе одноразмерных проводов в п редл а гаем ой м одел и; Ьср - толщина провода в м обмотке;рйер - средние потери от вихревых токов в проводах моделируемой обмотки или и-й группе одноразмерных проводов, Я;рьт - потери от вихревы воде или одноразм волов м одел и рчех1224840 г г ггг8 и=бг г За= У ф 2 Р = 2. 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 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+ р% где и - порядковый номер катушки или винта обмотки вдоль оси или одноразмерной группы катушек; а- ширина провода витков в и-й катушке предлагаемой модели илиа - ширина гп-го провода в и-йгруппе;ац, - средняя ширина провода в и-й катушке моделируемой обмотки; рьр -- средние потери от вихревых токовв проводах катушки моделируемойобмотки, %.рылпотери от вихревых токов в проводах п-й катушки моделируемой обмотки или и-й группе катушек,1224840 Крф Яфуд Й ЬЯ ЬЙ 34. Р А/ фгг ф фгФ А А Л 4 4 у 4 г Аз Аг ОИ я Угг 4 г фЗ РгР (5 Г Зг РЛЗ УЗССР уУ 3 3 3 3уЗ 3 1