1.75Т магниттық ағыс тышқындығының пик/КВТ өзара байланысының шығарылуы және талдауы

Жалпы түрде айтқанда, жұмыс магниттық индукциялық тығыздығы масла погружной трансформатордың демір ядрасында 1,75 Т (тәуелсіз бағының жоғары деңгейі мен шуы қажеттіліктеріне байланысты) болуы мүмкін. Бірақ, бұл өте негізгі, бірақ оңай қате түсінетін сұрақ бар: бұл 1,75 Т магниттық индукциялық тығыздығы максимум бағының мәні немесе еңбек мәні?

Трансформаторды өндіруде көптеген тәжірибелі инженерлерге да сұрап, олар да тез дұрыс жауап беруі мүмкін емес. Көпшілік адамдар "еңбек мәні" деп айта алады.

Осы проблеманы түсіну үшін, трансформаторды өндіру теориясына негізделген қарапайым теориялық білімі болуы қажет. Фарадей электромагниттік индукция заңынан бастап, аналитикалық біліммен бірге дербес түрде талдау жасауға болады.

01 Формуланың шығарылуы

Сыртқы жүктеме напряжение синусоидалы болғанда, демір ядрасындағы негізгі магниттық потенциал да синусоидалы болады. Демек, демір ядрасындағы негізгі магниттық потенциал φ = Φₘsinωt деп есептейміз. Фарадей электромагниттік индукция заңына сәйкес, индуцирленген напряжение:

Сыртқы жүктеме напряжение бірінші катушканың индуцирленген напряжениеға жуық болғандықтан, U - сыртқы жүктеме напряжение еңбек мәні болсын. Онда:

Дәлірек реттеу:

Формуланың (1) мағынасы:

• U - бірінші жағының жүктеме фаза напряжение еңбек мәні, вольт (В);

• f - бірінші жағының жүктеме напряжение частотасы, герц (Гц);

• N - бірінші катушканың электр жолдары саны;

• Bₘ - демір ядрасының жұмыс магниттық индукциялық тығыздығы максимум мәні, тесла (Т);

• S - демір ядрасының еңбек көлемі, квадрат метр (м²).

Формуланың (1) мағынасынан, U - напряжение еңбек мәні (яғни, теңдеудің оң жағы √2-ге бөлінген) болғандықтан, Bₘ демір ядрасының жұмыс магниттық индукциялық тығыздығы максимум мәнін білдіреді, еңбек мәні емес.

Алдымен, трансформаторлар өнеркәсібінде, напряжение, ағым және ағым тығыздығы көбінесе еңбек мәндерімен сипатталады, ал магниттық индукциялық тығыздық (демір ядрасында және магниттік корданда) көбінесе максимум мәндерімен сипатталады. Бірақ, кейбір моделдеу программаларында магниттық индукциялық тығыздықты есептеу нәтижелері еңбек мәніне (RMS) жалған, мисалы, Magnet; басқа программаларда максимум мәніне (Peak), мисалы, COMSOL. Программаның нәтижелеріндегі бұл айырмашылықтарға ыңғайлау қажет, өйткені олар маңызды қателерге әкелуі мүмкін.

02 Формуланың маңызы

Формула (1) - трансформаторлар өнеркәсібінде, оның ішінде барлық электр техникасы өнеркәсібінде белгілі "4,44 формуласы". (2π-ні √2-ге бөлген нәтижесі 4,44-ке тең - бұл білім саласындағы қатынасы па?)

Бұл формула өзіне қарағанда қарапайым, бірақ оның маңызы зор. Ол электр мен магнитты математикалық формуламен байланыстырып, оны орта мектеп оқушысы түсіне алады. Формуланың сол жағында электрлік шама U, оң жағында магниттік шама Bₘ.

Трансформатордың құрылымы қандай болса да, біз бұл формулаға негізделе аламыз. Мысалы, тұрақты магниттық потенциалды регулирования, өзгерту магниттық потенциалды регулирования және комбинді регулирования. Егер біз бұл формулаға (олардың маңызын терең түсіну маңызды) терең түсінеміз, онда әр түрлі трансформаторлардың электромагниттік құрылымын өндіру қиын емес болады.

Бұл қолондыру мен басқа трансформаторлар, сондай-ақ өзгеше трансформаторлар, мисалы, тартылым трансформаторлары, фазабойғау трансформаторлары, ректификатор трансформаторлары, конвертор трансформаторлары, печь трансформаторлары, тест трансформаторлары және регулируемі реакторлар. Бұл өте қарапайым формула трансформаторлардың мистикалық құбырғын ашып қойған деп айтуға болады. Сөзсіз, бұл формула - трансформаторлардың ғылыми заманына енуге қол алып отыр.

Кейде, соңғы шығарылған математикалық теңдеу физикалық маңызды жою арқылы қате түсінетін болуы мүмкін. Мисалы, формула (1) туралы түсіну үшін, трансформатордың бірінші катушкасының айналымы, демір ядрасының ауданы және трансформатордың тезігі анықталғанда, демір ядрасының жұмыс магниттық индукциялық тығыздығы Bₘ сыртқы стимулдық напряжение U-ға байланысты анықталады, демір ядрасының жұмыс магниттық индукциялық тығыздығы Bₘ әрқашан ағыммен жасалып, қосу теоремасына ыңғайлау керек. Ағым магниттық поле қалыптасқаны дәл болғанын айту қатынасы.