1.75T магнит флюкс сифатида йул-йулган трансформатор ядросида кучининг чоқчилаб/КВЧ ҳисоблари ва таҳлили
Umumiy holda, yog'li transformatorning demir asosidagi ishlov berilgan magnit induksiya fluxlarining mazmun chiqarish qismi 1,75 T (aniq qiymat bo'sh yo'qotma va shor talabiga bog'liq) bo'lishi mumkin. Biroq, bu ko'rincha oddiy, lekin o'z ichiga xafa tortadigan savol mavjud: bu 1,75 T mazmun chiqarish qismi ekstremal qiymatmi yoki effektiv qiymatmi?
Aynan transformator dizayni sohasida bir nechcha yillik tajribaga ega inzhenerlarga ham shunday savol berilsa, ular to'g'ri javobni ko'proq tez berish qiyin. Ko'plab odamlar "effektiv qiymat" deb aytilishi uchun gap qilishadi.
Oxir-oqibat, ushbu masalani tushuntirish uchun transformator dizayni bo'yicha asosiy nazariy bilimlar kerak. Faradayning elektromagnit induksiya qonuni bilan boshlab, matematik hisob-kitoblar bilan birgalikda tahlil qilishimiz mumkin.
01 Formula hosil qilish
Agar tashqi elektr energiyasi sinusoidal bo'lsa, demir asosidagi asosiy magnit fluxlarini sinusoidal deb hisoblash mumkin. Demir asosidagi asosiy magnit fluxlarni φ = Φₘsinωt kabi ifodalashimiz mumkin. Faradayning elektromagnit induksiya qonuni asosida, induksiya qiluvchi elektr energiyasi quyidagicha hisoblanadi:
Tashqi elektr energiyasi birinchi spirali orqali yaratilgan induksiya elektr energiyasiga yaqin bo'lganligi sababli, U ni tashqi elektr energiyasi effektiv qiymati deb belgilaymiz. Shunda:
Keyinchalik quyidagicha soddalashtiramiz:
Formula (1) da:
U - birinchi tomonga berilgan elektr energiyasi effektiv qiymati, volt (V);
f - birinchi tomonga berilgan elektr energiyasi chastotasining hertzi (Hz);
N - birinchi spiralin elektr spiral soni;
Bₘ - demir asosidagi ishlov berilgan magnit fluxlarining ekstremal qiymati, tesla (T);
S - demir asosining effektiv kesim maydoni, kvadrat metr (m²).
Formula (1) dan, U ning effektiv qiymat ekanligi (ya'ni, ifodaning o'ng tomoni 2 ning kvadrat ildizi bilan bo'lingan) esa, Bₘ demir asosidagi ishlov berilgan magnit fluxlarining ekstremal qiymatini, emas, effektiv qiymatini bildiradi.
O'zroq, transformator sohasida, elektr energiya, oqim va oqim mazmundagi chiqarish qismi umuman effektiv qiymatlar bilan tasvirlanadi, lekin magnit fluxlar (demir asos va magnit himoyalarida) ekstremal qiymatlar bilan ifodalangan. Biroq, ba'zi modelash dasturlaridagi magnit fluxlar hisob-kitoblari standart ravishda effektiv qiymat (RMS) bilan, masalan, Magnet; boshqa dasturlarda esa ekstremal qiymat (Peak), masalan, COMSOL. Dasturlar natijalaridagi ushbu farqlarni e'tiborga olish lozim, chunki ular katta xato tushunchalarga olib kela oladi.
02 Formula ma'nosini
Formula (1) transformatorlar sohasida, hatta butun elektr energetika sohasida mashhur bo'lgan "4.44 formula"dir. (2π ni 2 ning kvadrat ildizi bilan bo'lganda, natija 4.44 ga teng bo'ladi - bu akademik sohada sodiqlikmi?)
Bu formula ko'rincha oddiy, ammo u juda muhim. U elektr va magnitni o'rta maktab talabalari tushunishi mumkin bo'lgan matematik ifoda bilan aqlli tarzda bog'laydi. Formulaning chap tomoni elektr energiya U, o'ng tomoni esa magnit mazmundagi chiqarish qismi Bₘ.
Aslida, transformator dizayni qanday murakkab bo'lishi bilan, biz bu formuladan boshlab ishlay olishimiz mumkin. Masalan, doimiy fluxlar bilan regulatsiya qilinadigan, o'zgaruvchan fluxlar bilan regulatsiya qilinadigan va g'arb fluxlar bilan regulatsiya qilinadigan transformatorlar. Bu formulani (uning daraxtli ma'nosini tushunish zarur) aniq tushunganingizda, har qanday transformatorning elektromagnit dizayni bajarilishi mumkin.
Bu o'z ichiga yan tomonga regulatsiya qilinadigan va bir nechta jismli regulatsiya qilinadigan kuchli transformatorlarni, shuningdek, traksiya transformatorlari, fazaviy siljish transformatorlari, rektifikator transformatorlari, konverter transformatorlari, pech transformatorlari, sinov transformatorlari va moslashuvsiz reaktorlarni ham kirita oladi. Bu juda oddiy formulaning transformatorlar orzusi bilan tanishtirishini to'liq ta'minlagan degan gap. Albatta, bu formula transformatorlar ilmiy saroyiga kirish imkoniyatidir.
Ko'pakda, oxirgi matematik ifoda fizik esensini yashirishi mumkin. Masalan, bu formulani (1) tushunishda, elektr energiyasi chastotasi, transformatorning birinchi spira-spiralining spiral soni va demir asosining kesim maydoni aniq berilgan bo'lganda, demir asosidagi ishlov berilgan magnit fluxlarining Bₘ qiymati tashqi stimalyator elektr energiyasi U orqali aniq aniqlanadi, lekin demir asosidagi ishlov berilgan magnit fluxlarining Bₘ qiymati doim oqim orqali yaratiladi va superpozitsiya teoremasiga rioya qiladi. Oqim magnit maydonini stimalash haqida faraz, hozirgi kungacha, to'g'ri ekanligi ahamiyatga ega.
