Содержание
1. Расчет параметров симметрирующего устройства. 3
2. Проектирование воздушного реактора. 5
3. Проектирование батарей конденсаторов. 9
3.1.............................................................................
........................ Выбор конденсаторов. 9
3.2.............................................................................
.. Расчет зарядного сопротивления. 10
Приложение 1.. 11
Приложение 2.. 11
1. Расчет параметров симметрирующего устройства.
Таблица 1.1 – Данные.
|
№ вар. |
Тип печи |
Емкость печи, т. |
Число индукционных единиц, Мощность, кВт. |
Напряжение на индукторе, В. |
Естественный коэффициент мощности |
|
5 |
ИЛК-16 |
16 |
4*575 |
475 |
0,46 |
Рисунок 1 – Схема симметрирующего устройства.
Полный ток приемника:
А.
(1.1)
Активная составляющая тока приемника (ток нагрузки симметрирующего устройства):
А. (1.2)
Реактивная составляющая тока приемника:
А. (1.3)
Линейный ток симметрирующего устройства:
А. (1.4)
Величина тока реактора и конденсаторной батареи симметрируюшего устройства:
А. (1.5)
Реактивные сопротивления реактора и конденсаторной батареи симметрирующего устройства:
мОм. (1.6)
Индуктивность реактора симметрирующего устройства:
мГн. (1.7)
Емкость конденсаторной батареи симметрирующего устройства:
мФ. (1.8)
Сопротивление компенсирующих конденсаторов:
мОм. (1.9)
Емкость конденсаторной батареи компенсирующего устройства:
мФ. (1.10)
Таблица 1.2. – Сводная таблица результатов расчета.
|
Напряжение U, В |
Ток I, А |
сопротивление Z(X),Ом |
Электрический параметр |
|
|
Реактор симметрирующего устройства |
475 |
2800 |
0,17 |
L = |
|
Батарея конденсаторов симметрирующего устройства |
475 |
2800 |
0,17 |
C = |
|
Батарея конденсаторов компенсирующего устройства |
475 |
9368 |
0,0507 |
C = |
|
Приемник |
475 |
10526 |
0,098 |
R = 0,098 Ом |
мГн
мФ
мФ2. Проектирование воздушного реактора.
Воздушный реактор представляет собой соленоид – спирально навитый проводник без магнитопровода (рис. 2.).
Рисунок 2 – Эскиз воздушного реактора.
Задача расчета воздушного
реактора ставится следующим образом – по заданным значениям напряжения 
, тока 
и величины индуктивности LР, необходимо:
- выбрать провод, из которого наматывается реактор;
- подобрать изоляционный материал и рассчитать толщину изоляции;
- определить
его основные геометрические размеры и обмоточные данные: диаметр d и длину соленоида l , число витков 
.
Выбор провода для реактора производится по заданной величине тока и допустимой плотности тока. При воздушном охлаждении допустимая плотность тока J = 4 – 6 А/мм2.
Необходимое сечение проводника:
(2.1)
Принимаем толщины изоляции равной 1 мм.
Выбираем медный провод марки ПББО:
Геометрические размеры и обмоточные данные реактора. На данном этапе выбираем диаметр витка и их количество которое необходимо намотать выбранным проводом, для того чтобы получить требуемую индуктивность.
Для этого необходимо связать величину индуктивности с геометрическими размерами реактора.
Индукция магнитного поля внутри достаточно длинного соленоида:
,
(2.2)
где: - число витков; 
- его длина; 
- ток; 
- магнитная проницаемость воздуха
(вакуума).
Потокосцепление соленоида
через площадь его поперечного сечения 
:
,
(2.3)
Диаметр реактора по
заданным величинам 
:
,
(2.4)
Данная формула (2.4) была выведена из формулы индуктивности реактора. Во-первых, было принято допущение о бесконечной длине реактора, что в итоге дало нам формулу:
,
(2.5)
Затем был введен поправочный коэффициент 
, учитывающий реальные соотношения
геометрических размеров провода:
,
(2.6)
Величина коэффициента зависит от приведенного диаметра
соленоида 
- отношения диаметра к его длине:
,
(2.7)
и выбирается из таблицы 2.1.
Таблица 2.1.
Зависимость коэффициента от приведенного диаметра соленоида
|
d* |
0.1 |
0.2 |
0.5 |
1.0 |
2.0 |
5.0 |
10.0 |
|
|
0.96 |
0.92 |
0.82 |
0.69 |
0.54 |
0.32 |
0.20 |
Далее приняв, что можно аппроксимировать определенной
функцией и заменив, величину
на новую величину шага намотки 
, получаем формулу:
,
(2.8)
Входящую в (2.8) длину
реактора выражаем через абсолютный и приведенный диаметры, используя
соотношение (2.7) - 
, что даст следующее выражение:
,
(2.9)
Отсюда несложными арифметическими операциями получаем нашу формулу (2.4).
Шаг намотки:
мм. (2.10)
Нахождение остальных величин уже не составляет труда:
,
(2.11)
,
(2.12)
Расчет основных величин реактора не является однозначным, - задаваясь различными значениями приведенного диаметра, мы будем получать различные значения диаметров, длин и витков. При этом, не все возможные соотношения размеров будут оптимальными по таким критериям как расход меди или величине потерь. Поэтому расчет реактора проводится для ряда значений приведенного диаметра, и затем, выбирается наилучший вариант. В качестве критерия оптимальности удобно использовать минимум активного сопротивления, которое рассчитывается по следующей формуле:
,
(2.13)
где 
- электрическое удельное
сопротивление проводника (для меди =0.0175 Ом.мм2/м).
При проведении расчетов, их результаты удобно сводить в таблицу.
Таблица 2.2.
|
d* |
d3 , м3 |
d, м |
l, м |
w |
R, Ом |
|
0.5 |
0.8 |
0.93 |
1.86 |
38 |
0.033 |
|
1.0 |
1.3 |
1.1 |
1.1 |
22.5 |
0.023 |
|
2.0 |
4.88 |
1.7 |
0.85 |
17.4 |
0.027 |
|
5.0 |
20.7 |
2.75 |
0.55 |
11.3 |
0.028 |
В результате итерации получили значение d* = 1.
3. Проектирование батарей конденсаторов.
3.1. Выбор конденсаторов.
Батарея конденсаторов симметрирующего устройства или компенсирующего устройства представляет собой определенное количество параллельно включенных конденсаторов. Выбор конденсаторов производится по величине номинального напряжения и его емкости:
,
(3.1)
Требуемое число конденсаторов находится:
,
(3.2)
Выбираем конденсатор КСП-0,5-75-2УЗ.
Требуемое число конденсаторов для батареи симметрирующего устройства:
шт.
Требуемое число конденсаторов для батареи компенсирующего устройства:
шт.
Номинальные данные конденсаторов приведены в приложении 2.
3.2. Расчет зарядного сопротивления.
Время разряда косинусного
силового конденсатора 
от 
до максимально допустимого
напряжения разряда 
составляет:
,
(3.3)
Следовательно, можем получить выражение для расчета разрядного сопротивления конденсатора:
(3.4)
Разрядное сопротивление конденсаторов:
кОм.
Разряд конденсаторной батареи должен производиться автоматически после каждого отключения от сети. Поэтому к косинусному конденсатору постоянно и непосредственно (без промежуточных разъединителей и предохранителей) присоединяются специальные разрядные устройства.
Приложение 1
Размеры и сечения прямоугольного медного провода (Марка ПББО)
|
b, мм |
Сечения, мм2, при а, мм |
||||||||||||||||
|
1,35 |
1,56 |
1,68 |
1,81 |
2,1 |
2,26 |
2,44 |
2,63 |
2,83 |
3,05 |
3,28 |
3,53 |
3,8 |
4,4 |
4,7 |
5,1 |
5,5 |
|
|
3,8 |
5,72 |
||||||||||||||||
|
4,4 |
5,73 |
6,65 |
7,75 |
8,76 |
10,2 |
12,0 |
13,9 |
15,1 |
|||||||||
|
5,1 |
6,68 |
7,75 |
8,36 |
9,02 |
10,2 |
11,9 |
13,9 |
16,2 |
18,9 |
21,5 |
|||||||
|
5,5 |
15,1 |
20,4 |
|||||||||||||||
|
5,9 |
5,76 |
8,99 |
9,7 |
10,5 |
11,9 |
13,9 |
16,2 |
18,9 |
21,9 |
29,2 |
|||||||
|
6,4 |
9,77 |
11,4 |
12,9 |
15,1 |
17,6 |
19,0 |
20,5 |
23,8 |
27,3 |
31,7 |
|||||||
|
6,9 |
10,6 |
11,4 |
12,3 |
14,0 |
16,3 |
19,0 |
22,1 |
25,7 |
29,5 |
34,3 |
|||||||
|
7,4 |
20,4 |
22,1 |
|||||||||||||||
|
8,0 |
12,3 |
13,2 |
14,4 |
16,3 |
17,6 |
19,0 |
20,5 |
22,1 |
23,9 |
25,7 |
29,9 |
34,3 |
39,9 |
43,1 |
|||
|
8,6 |
39,5 |
||||||||||||||||
|
9,3 |
14,3 |
16,6 |
19,0 |
22,2 |
24,0 |
25,8 |
27,9 |
30,0 |
34,8 |
40,0 |
46,5 |
||||||
|
10,0 |
23,9 |
25,8 |
32,3 |
37,5 |
43,1 |
50,1 |
54,1 |
||||||||||
|
10,8 |
19,3 |
22,2 |
25,9 |
30,1 |
34,9 |
37,6 |
40,5 |
46,6 |
54,2 |
58,5 |
|||||||
|
11,6 |
43,6 |
58,3 |
|||||||||||||||
|
12,5 |
25,8 |
30,0 |
34,9 |
37,6 |
40,5 |
43,6 |
47,0 |
62,9 |
|||||||||
Приложение 2
Конденсаторы косинусные однофазные
для повышения коэффициента мощности электроустановок
частотой 50 – 60 Гц
|
Тип конденсатора |
Напряже ние, В |
Мощность, квар |
Емкость, мкФ |
|
КПС-0,5-8,33-2У3 |
500 |
8,3 |
106,1 |
|
КПС-0,5-9-2У3 |
500 |
9,0 |
114,6 |
|
КПС-0,5-10-2У3 |
500 |
10,0 |
127,3 |
|
КПС-0,5-12-2У3 |
500 |
12,0 |
152,8 |
|
КПС-0,5-13-2У3 |
500 |
13,0 |
165,5 |
|
КПС-0,5-16,7-2У3 |
500 |
16,7 |
212,6 |
|
КПС-0,5-24-2У3 |
500 |
24,0 |
306,0 |
|
КПС-0,5-26-2У3 |
500 |
26,0 |
331,0 |
|
КПС-0,5-40-2У3 |
500 |
40,0 |
509,0 |
|
КПС-0,5-60-2У3 |
500 |
60,0 |
764,0 |
|
КПС-0,5-67-2У3 |
500 |
67,0 |
853,0 |
|
КПС-0,5-75-2У3 |
500 |
75,0 |
955,0 |
(zip - application/zip)
Статистика файлового архива
