Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Ижикова Алена Дмитриевна

Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения
<
Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Ижикова Алена Дмитриевна. Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения : диссертация... кандидата технических наук : 05.09.03 Челябинск, 2007 172 с. РГБ ОД, 61:07-5/3245

Содержание к диссертации

Введение

1 Анализ путей повышения эффективности индукционных нагревательных устройств 15

1.1 Систематизация путей повышения эффективности индукторов для индукционного нагрева 15

1.2 Определение эффективности использования криоохлаждаемых индукторов в индукционных нагревательных установках 18

1.3 Повышение эффективности работы электроустановок, содержащих индукционные нагревательные устройства 27

1.4 Анализ факторов, влияющих на коэффициент мощности индукционных нагревательных устройств 30

1.5 Использование нового способа повышения коэффициента мощности в индукционных нагревательных установках 40

1.5.1 Применение принципа самокомпенсации в электротехнических устройствах 40

1.5.2 Анализ возможности использования принципа самокомпенсации в многослойном индукторе 44

1.6 Цель и задачи исследований 48

2 Исследование резонансного режима многослойного индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности 49

2.1 Исходные положения 49

2.2 Разработка методики расчета резонансного режима индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности 50

2.3 Исследование резонансного режима индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности 57

2.4 Определение характера изменения емкостной и индуктивной составляющих в резонансном режиме 64

2.5 Определение степени влияния вносимой загрузки на резонансный режим индуктора 70

2.6 Выводы 75

3 Совершенствование конструкции индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности 78

3.1 Исходные положения 78

3.2 Разработка метода снижения потерь активной мощности в обмотке индуктора с самокомпенсацией 82

3.3 Оптимизация расхода цветного металла в индукторе с самокомпенсацией 94

3.3.1 Определение эффекта от оптимизации в сравнении с базовым индуктором 96

3.3.2 Определение эффекта от оптимизации в сравнении с ИС с проводниками неизменного сечения 98

3.4 Выводы 100

4 Исследование распределения напряжения в индукторе с самокомпенсацией реактивной мощности 102

4.1 Исходные положения 102

4.2 Определение параметров схемы замещения индуктора с самокомпенсацией 106

4.3 Разработка методики расчета распределения потенциала и напряжения в обмотке индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности 112

4.4 Исследование распределения потенциалов и напряжений в обмотке индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности 121

4.5 Разработка способа рационального использования высокой добротности ИС 126

4.6 Выводы 128

Заключение 130

Библиографический список 133

Приложение А 144

Приложение Б 171

Введение к работе

Развитие ведущих отраслей промышленности, таких, как металлургическая, машиностроительная, нефтехимическая и другие, неразрывно связано с возрастающим применением электротермических установок, в частности, установок для индукционного нагрева. При этом их мощность достигает десятков мегаватт, что предопределяет достаточно большие потери активной мощности. Вместе с тем, коэффициент мощности индукционных нагревательных установок невысок и лежит в диапазоне 0,1-5-0,3.

Задачи снижения потерь активной мощности в электроустановках, содержащих индукционные нагревательные установки (ИНУ) (источник питания ИНУ, короткая сеть и собственно сама ИНУ) и задачи повышения их cos ф взаимосвязаны. Повышение cos ф приводит не только к разгрузке электроустановок от обменной энергии и улучшает использование их установленной мощности, но и снижает потери активной мощности, т.е. повышает их коэффициент полезного действия.

Анализ работ, направленных на повышение энергосберегающих мероприятий при разработке индукторов для индукционного нагрева показал, что они решают в основном задачу снижения потерь активной мощности в индукторе, то есть повышения его коэффициента полезного действия. Высокое значение реактивной мощности (порядка 70 %, а в криорезистивных - до 90 %) индукторов ставит разработчиков перед необходимостью увеличения пропускной способности токоподводов, выбора силового оборудования большей мощности, применения для повышения коэффициента мощности батарей конденсаторов.

Снижение реактивной мощности в промышленности является важной задачей, так как увеличение cos <р всего на 1 % снижает потери электрической энергии в сетях на 1 млрд. кВт-ч / год.

Таким образом, задача повышения эффективности электротехнических

комплексов электротехнологии за счет использования нового оборудования с малым потреблением реактивной энергии от сети является актуальной.

Работа выполнялась в рамках научной программы по фундаментальным исследованиям Фонда науки Министерства образования и науки Республики Казахстан "Разработка физико-химических основ наукоемких технологий комплексного, рационального и экологически безопасного освоения забалансовых и потерянных руд и техногенных месторождений".

Цель работы - повышение эффективности систем электроснабжения электротехнологического назначения за счет применения многослойных индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности (ИС).

Идея работы заключается в проведении оптимизации устройства для индукционного нагрева с самокомпенсацией реактивной мощности, позволяющей повысить эффективность электротехнических комплексов электротехнологии.

Методы исследования. Для решения поставленных задач применялись методы теории электрических цепей с распределенными параметрами, численные методы решения систем линейных алгебраических уравнений с комплексными составляющими, в частности, метод Гаусса с выбором главного элемента, метод математической индукции, методы компьютерного программирования с использованием языка Delphi.

Основные научные положения и результаты исследований, выносимые на защиту:

методика расчета распределения потенциала и напряжения по длине обмотки индуктора;

методика расчета резонансного режима индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности в широком диапазоне изменения влияющих факторов;

метод оптимизации конструкции ИС по минимуму потерь активной мощности и минимуму расхода цветного металла, основанный на учёте зависимости значения тока в разноименных проводниках от координаты по длине обмотки индуктора;

- способ рационального использования высокой добротности ИС, основанный
на учёте реального распределения напряжения по длине обмотки индуктора.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается корректным использованием математического аппарата; обоснованностью исходных посылок, вытекающих из фундаментальных законов естественных наук и основ теории электрических цепей; удовлетворительным совпадением результатов теоретических исследований с результатами экспериментов, выполненных на макетных образцах.

Научная новизна работы заключается в следующем:

разработана математическая модель распределения напряжения в индукторе с самокомпенсацией реактивной мощности;

разработана методика расчета резонансных режимов индуктора с самокомпенсацией реактивной мощности в широком диапазоне влияющих факторов, в том числе с учетом влияния на резонансный режим нагреваемой загрузки;

установлена закономерность распределения индуктивного и емкостного сопротивлений обмотки индуктора с самокомпенсацией по ее длине в резонансном режиме;

разработан метод оптимизации конструкции ИС по минимуму потерь активной мощности и минимуму расхода цветного металла, основанный на учёте зависимости значения тока в разноименных проводниках от координаты по длине обмотки индуктора;

разработан способ рационального использования высокой добротности ИС, основанный на учёте реального распределения напряжения по длине обмотки индуктора.

Практическое значение работы состоит в создании методики расчета индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности, позволяющей производить расчеты:

Систематизация путей повышения эффективности индукторов для индукционного нагрева

Электрический КПД цилиндрической системы «индуктор - загрузка» зависит не только от электрофизических свойств материалов индуктора и загрузки, но и от их геометрических размеров и частоты тока в индукторе [16 -г 25]. Зависимость КПД от геометрии системы носит сложный характер, так как помимо отношения диаметров индуктора и загрузки учитываются еще поправочные функции, определяющие, во сколько раз значения активной и реактивной мощности для проводящих тел конечных размеров отличаются от значений этих же величин для полубесконечных тел [26]. Во многих случаях кривизной индуктора можно пренебречь и рассматривать его как плиту (функция Fm), а цилиндрическая форма загрузки учтена функцией Fr Так как Fm и FM зависят от глубины проникновения электромагнитной волны Л и, следовательно, от частоты, то и электрический КПД также зависит от частоты, причем г]эл возрастает с увеличением частоты до некоторого предельного значения [27 -f- 35].

Одним из способов снижения потерь активной мощности в нагревательном индукторе является использование многослойных обмоток [36]. В однослойных индукторах распределение плотности тока по сечению проводника резко неравномерно. Это негативно сказывается на уровне потерь. Использование многослойности позволяет за счет выравнивания плотности тока по сечению проводника снизить потери активной мощности [37]. По сравнению с однослойной обмоткой из проводника толщиной 0,5 потери в многослойной обмотке с той же намагничивающей силой будут в 4N раз меньше, что позволяет создавать многослойные индукторы с высоким КПД [38]. Для металлов нагрев сопровождается возрастанием удельного электрического сопротивления, поэтому на практике часто применяется принудительное охлаждение индуктора (воздушное или водяное) [39 ч- 46], а для специальных задач может быть использовано криогенное охлаждение с применением конденсированных газов, например, жидких азота (температура 77 К) и водорода (температура 20 К).

Использование криорезистивного эффекта открывает большие возможности снижения электрических потерь в индукторах. Он заключается в значительном снижении удельного электрического сопротивления чистых металлов при криогенных температурах. Криогенное охлаждение индуктора, изготовленного из сверхчистого металла (медь, алюминий, бериллий), позволяет достичь значений pi = 2-Ю 9 Ом-м (при 77 К) и даже pi = 2-Ю 11 Ом-м (при 20 К). Криорезистивные проводники могут работать в сильных переменных электромагнитных полях, а затраты энергии на поддержание указанных значений криогенных температур в ряде случаев могут оказаться приемлемыми.

Применение криоохлаждения в сочетании с многослойностью обмотки индуктора обеспечивает еще более эффективное снижение электрических потерь. При этом по сравнению с водоохлаждаемыми индукторами появляется возможность существенного уменьшения толщин слоев обмотки и зазоров для охлаждающей среды, что позволяет увеличить число слоев индуктора при малых радиальных толщинах многослойной обмотки.

Теоретические и экспериментальные исследования показывают, что потери в многослойном криорезистивном индукторе по сравнению с обычным однослойным водоохлаждаемым могут быть снижены в 10-М5 раз при охлаждении конденсированным азотом (77 К) и в 120 -г 160 раз при охлаждении неоном (27 К) или водородом (20 К). С учетом потребления энергии криогенным оборудованием и его стоимости криоохлаждаемые индукторы целесообразно применять в мощных индукционных установках (мощностью свыше 1 МВт), а также при групповой установке индукционных устройств с большой суммарной мощностью.

Оценивая возможность использования криогенного охлаждения индукторов в устройствах индукционного нагрева (УИН), следует отметить, что отдельные устройства достигают мощностей порядка нескольких мегаватт (ГОСТ 4.153-85, ГОСТ 16370-80Е, ГОСТ 16382-87, ГОСТ 26654-85), например, в установках для выгрузки смерзшегося угля из полувагонов. При этом необходимо учитывать сопутствующие факторы, как, например, наличие на предприятии криогенных воздухоразделительных установок, которые могут существенно улучшать экономические показатели внедрения криорезисторных индукционных устройств.

Таким образом, использование перечисленных способов снижения потерь активной мощности (многослойности, охлаждение обмотки индуктора до криогенных температур) позволяет добиться повышения КПД системы «индуктор - загрузка» до значений 0,92 ч- 0,95.

Определение эффективности использования криоохлаждаемых индукторов в индукционных нагревательных установках

В современной технике, наряду с явлением сверхпроводимости, широко используется криорезистивный эффект, т.е. эффект снижения омического сопротивления чистых металлов, охлажденных до криогенных температур. Проводники, обладающие наиболее благоприятными свойствами для применения при криогенных температурах, называются криорезистивными проводниками. В большинстве случаев их выполняют из алюминия и меди.

По сравнению со сверхпроводниками криорезистивные проводники имеют весьма малую, но конечную величину удельного сопротивления, а следовательно, и ограниченную величину допустимой плотности тока. Кроме того, криорезистивные проводники не могут использоваться в целом ряде устройств, действие которых основано на триггерном эффекте наступления и разрушения сверхпроводимости. Однако, применение криорезистивных проводников в электротехнических устройствах имеет и свои существенные преимущества. Так, рабочая температура криорезистивных проводников достигается с применением более высококипящих хладоагентов, чем у сверхпроводников.

Анализ факторов, влияющих на коэффициент мощности индукционных нагревательных устройств

Магнитопроводы изменяют конфигурацию электромагнитного поля системы «индуктор - загрузка», что приводит к изменению напряженности магнитного поля на границах участков. В магнитопроводах имеются активные потери, однако снижение реактивных мощностей и напряженности магнитного поля приводит к уменьшению потерь в индукторе и коэффициент мощности возрастает. Применение магнитопроводов позволяет снизить реактивные мощности участков вне индуктора и внутри полой загрузки и посредством именно этого повысить коэффициент мощности. Анализ энергетической эффективности использования магнитопроводов для цилиндрических индукторов [65] показал, что при сравнительно больших длинах индукторов магнитопроводы оказывают малое влияние на их энергетические характеристики. При нагреве сплошных цилиндрических заготовок из стали, использование магнитопроводов изменяет общий уровень активной мощности, потребляемой из сети, на 1 -г 3 %.

Особенно значительным является положительный эффект от использования магнитопроводов в коротких индукторах для нагрева ферромагнитной загрузки. Так, например, для индукторов, диаметр которых в 2 и более раз превышает их длину, применение магнитопроводов позволяет повысить КПД на 13 % и cos p на 17%. При нагреве немагнитной загрузки увеличение КПД не превышает 5 %, реактивная мощность снижается на 15% [66].

Рассмотренные естественные способы воздействия на коэффициент мощности индукционной установки, имеют довольно незначительный эффект. Зачастую использование одного из способов делает невозможным применение другого в связи с тем, что как геометрические, так и электрофизические свойства индуктора и загрузки тесно связаны друг с другом в своем влиянии на coscp. Применение некоторых способов повышения coscp индукционного устройства приводит к снижению электрического КПД за счет больших потерь в индукторе. Кроме того, в большинстве случае технологические особенности не позволяют отступить от заданных параметров системы «индуктор-загрузка» и источника питания.

Как было указано выше, традиционный способ повышения коэффициента мощности индукционных нагревательных устройств - использование конденсаторных батарей - имеет ряд недостатков: достаточно высокая стоимость конденсаторной батареи, которая составляет до трети стоимости индукционной установки в целом; большие производственные площади, занимаемые конденсаторной батареей, которые возрастают с увеличением мощности и фазности индукционной нагревательной установки; значительные потери активной мощности в конденсаторной батарее и элементах контура «индуктор - конденсаторная батарея»; высокая чувствительность конденсаторов к качеству питающего напряжения, особенно к наличию в питающей сети высших гармонических составляющих, что требует использования специальных защитных средств.

Учеными кафедры электротехнологических установок Московского энергетического института и кафедры электроэнергетики Павлодарского государственного университета имени С. Торайгырова был разработан новый вид индукторов, применяемых для электронагрева цилиндрических заготовок -индуктор с самокомпенсацией реактивной мощности [67 4-70]. Это позволило решить существующую проблему и найти наиболее эффективный из всех ранее известных способов повышения коэффициента мощности индукционных нагревательных устройств. Принцип самокомпенсации широко используется в различных электротехнических устройствах и установках [71 4- 78].

Большую работу в этой области проделали такие крупные ученые, как Г.И. Бабат, К.С. Демирчян, Н.Ф. Ракушев, Г.Е. Поспелов и др.

В работах [75, 76] говорится о возможности использования принципа самокомпенсации при создании дальних воздушных линий электропередач (ВЛЭП) с емкостной связью, для которых отпадает необходимость в использовании компенсирующих конденсаторов. Каждая фаза такой линии представляет пару подвешенных рядом проводов (рис. 10), один из которых присоединен к выводу повышающего трансформатора, другой-к шинам приемной подстанции.

Разработка методики расчета резонансного режима индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности

При использовании сегнетоэлектриков при частоте 2,5 кГц и особенно выше 5 кГц влияние загрузки становится существенным (10 ч-14%) и в частотном диапазоне от 5 до 10 кГц практически не зависит от частоты.

Уровень охлаждения обмотки индуктора влияет на через глубину проникновения электромагнитной волны в материал проводника обмотки индуктора и загрузку Л. При этом с понижением уровня охлаждения с 77 К до 20 К снижается приблизительно в 1,5 раза в области 5 ч-10 кГц, от 2 до 3 раз в области 50 Гц ч- 2,5 кГц.

Характерным признаком является весьма слабая зависимость от наличия или отсутствия магнитных свойств у загрузки. Отношение для загрузки из алюминия, меди, цинка и т.д. к стали (//= 10-г 100) лежит в диапазоне 0,08 % ч- 0,9 % и крайне мало зависит от частоты источника питания.

Таким образом, в области частот от 50 до 1000 Гц имеет значение менее 1 %, и при расчете резонансного режима ИС ее влиянием можно пренебречь.

В области частот 2,5 кГц и выше влияние загрузки становится существенным с повышением / и е. При этом необходимо выдерживать емкостной характер реактивного сопротивления, увеличивая емкость обмотки индуктора на значение

В настоящей главе получены следующие результаты: - разработана методика расчета индукционных нагревательных устройств с самокомпенсацией реактивной мощности, позволяющая производить оптимальный выбор основных параметров индукционных устройств подобного типа при выполнении условия работы их в режиме резонанса; - создан пакет прикладных программ «REZONANS» в среде Borland DELPHI 6 для работы в операционных системах Windows любой модификации, позволяющих производить теоретические исследования подобных устройств в широком диапазоне влияющих факторов; - показано, что наиболее существенное влияние на число витков W обмотки индуктора оказывают следующие параметры: частота источника питания/ толщина диэлектрика 8; относительная диэлектрическая проницаемость е; - получены зависимости W, G = f if, Dcp, є, 3) при различных pi, р2, Т, h, предназначенные для использования в инженерных расчетах, а также при проектировании индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности; - показано, что абсолютное увеличение є диэлектрика от 5 до 10 приводит к снижению числа витков обмотки индуктора от 10 раз при низких частотах (50 Гц) до 34 раз (f= 1000 Гц); - определено, что наиболее рациональным рабочим диапазоном частоты для индукторов из наиболее распространенных современных полимерных материалов с є= 3 -4- 5 является 1000 Гц и выше. При использовании низкочастотных индукторов наиболее приемлемыми диэлектрическими материалами являются сегнетоэлектрические материалы, имеющие є 10 и более; - определено, что характер изменения емкостного сопротивления Хс по длине обмотки индуктора имеет гиперболический вид. При уровне охлаждения до температур 20 К он зависит практически только от числа витков W обмотки индуктора, при уровне охлаждения до температур 77 К - от W и среднего диаметра обмотки индуктора Dcp; - определено, что характер изменения индуктивного сопротивления XL по длине обмотки индуктора зависит в основном от и максимально близок к линейному; - исследования степени влияния вносимой загрузки на резонансный режим индуктора показали, что при использовании в качестве изолирующего диэлектрика материалов с относительной диэлектрической проницаемостью є до 100 с частотой до 1000 Гц степень влияния загрузки имеет значение менее 1 %, и при расчете резонансного режима ИС ее влиянием можно пренебречь; - определено, что при использовании сегнетоэлектриков при частоте 2,5 кГц и выше влияние загрузки Е, становится существенным (10-І- 14%), при этом необходимо выдерживать емкостной характер реактивного сопротивления, увеличивая емкость обмотки индуктора на значение ; - выявлено, что с понижением уровня охлаждения с 77 К до 20 К степень влияния загрузки Е, снижается приблизительно в 1,5 раза в области 5 ч-10 кГц, от 2 до 3 раз в области 50 Гц -г 2,5 кГц; - определено, что степень влияния загрузки практически не зависит от наличия или отсутствия магнитных свойств у загрузки.

Разработка метода снижения потерь активной мощности в обмотке индуктора с самокомпенсацией

Расчеты и эксперименты показывают, что в области промышленной частоты (50 Гц) резонансный режим достигается при достаточно большой длине самокомпенсации (большом количестве витков). Это ведет к повышенному расходу проводникового металла, увеличению габаритов и массы индуктора.

Уменьшить длину самокомпенсации позволит комбинированный режим ИС. При этом за счет эффективности собственных электрофизических и геометрических параметров индуктор достигает околорезонансного режима с преобладающим емкостным характером сопротивления. Доводка его до резонансного режима происходит за счет подстроечной емкости, как это предложено в [132].

Подключение сосредоточенной дополнительной емкости С (даже соизмеримой с собственной емкостью индуктора) в указанных на рис. 56а -f- 56в координатных точках позволяет значительно повысить собственную емкость индуктора, уменьшить его емкостное сопротивление, а, значит, достичь режима резонанса на более низких частотах источника питания или при той же резонансной частоте значительно сократить число витков индуктора, а, значит, уменьшить расход проводникового (цветного) металла, габариты и массу индуктора.

Анализ схемы замещения индуктора подобной конструкции позволяет отнести его к планарной многозвенной цепи с режимом работы в резонансе напряжения или близким к нему. Таким образом, напряжение между проводниками А и Б в любой условной координатной точке х по длине / обмотки существенно отличается в большую сторону от напряжения на вводных клеммах 1 и 2, т.е. индуктор подобной конструкции является контуром с высокой добротностью Q. Добротность индуктора тем выше, чем меньше его активное сопротивление. То есть с понижением уровня охлаждения обмотки до азотного - неонового (77 -г- 20 К) Q индуктора возрастает в десятки, даже сотни раз по сравнению с Q при Г =293 К вследствие резкого снижения активного сопротивления ленточных проводников А и Б.

Количество реактивной мощности, генерируемой сосредоточенной дополнительной емкостью, прямо пропорционально квадрату напряжения U2, приложенному к ней. При этом выводы с присоединенной к ним сосредоточенной дополнительной емкостью расположены в одной координатной точке по длине проводников противоположной полярности или смещены от одной координатной точки по длине проводников в противоположные стороны друг относительно друга и в стороны, по направлению или противоположные местам присоединения источника питания.

Таким образом, варианты подключения к обмотке индуктора сосредоточенной дополнительной емкости С, представленные на рис. 56а 56в, расположены по мере возрастания в местах подключения уровня перенапряжения, а, значит, по мере возрастания выгоды (количества генерируемой реактивной мощности при одной и той же емкости) от этого подключения.

Кроме того, указанный способ позволяет уменьшить длину самокомпенсации обмотки ИС, что особенно важно для индукторов, работающих в области промышленной частоты, а также с диэлектриками с относительно небольшой диэлектрической проницаемостью 2,5 -г 3 (обычные полимерные материалы, например, полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат). Способ рационального использования высокой добротности ИС реализован в устройстве, на которое был получен патент на изобретение.

В настоящей главе получены следующие результаты: - получен математический аппарат, позволяющий производить определение потенциалов и напряжений на любых элементарных участках обмотки ИС. Особенность названного математического аппарата состоит в учете в нем изменения тока по длине проводников обмотки индуктора; - разработан программный продукт «VDistrib», написанный на объектно-ориентированном языке Delphi высокого уровня, позволяющий производить расчет потенциалов и напряжений на любых элементарных участках обмотки ИС с учетом большого количества влияющих факторов; - проведенные исследования показали, что 128 1) распределение потенциалов ср j и ср 2 по длине разноименных проводников обмотки ИС максимально близко линейному. Причем в первом проводнике (р і возрастает от значения ЭДС на вводе до максимального значения к периферии. Во втором проводнике р 2 снижается от максимального значения до нуля; 2) напряжение U v между разноименными проводниками практически неизменно на протяжении всей длины обмотки индуктора и приблизительно равно половине напряжения на разомкнутых концах проводников, т.е. U v« 0,5-U „; 3) ИС является контуром с высокой добротностью Q, причем напряжение на разомкнутых концах его обмотки превышает напряжение на входе в десятки и сотни раз при Т = 293 К и в тысячи раз при Т = 20 -г 11 К; 4) повышение частоты источника питания приводит к возрастанию Uк, что связано с уменьшением длины самокомпенсации обмотки ИС и снижением ее активного сопротивления; 5) использование в качестве изолирующего диэлектрика в конструкции ИС материалов с большой диэлектрической проницаемостью є (порядка 100) приводит к снижению приблизительно на 40 % напряжения на разомкнутых концах его обмотки; 6) изменение числа витков W от резонансного значения в большую или меньшую сторону даже на один снижает U кп от 8 до 18 раз; - предложенный способ рационального использования высокой добротности ИС позволяет значительно снизить длину самокомпенсации его обмотки и повысить эффективность работы индуктора в области промышленной частоты источника питания. В диссертационной работе содержатся новые научно обоснованные результаты, которые решают важную научную задачу повышения эффективности систем электроснабжения электротехнологического назначения за счет применения многослойных индукторов с самокомпенсацией реактивной мощности.

Похожие диссертации на Индукторы с самокомпенсацией реактивной мощности систем электроснабжения электротехнологического назначения