Расчет и оптимизация тороидальных трансформаторов и дросселей

Евсеев А.Н.

2-е изд., перераб. и доп.

Тиражирование книги начато в 2013 году

368 стр.

Производственное издание

Формат 60х90/16 (145x215 мм)

Исполнение: в твердом переплете

ISBN 978-5-9912-0618-1

ББК 31.261.8

УДК 621.314.21

Аннотация

В книге изложен принципиально новый подход к расчету тороидальных трансформаторов и дросселей, основанный на разработанных авторами математических моделях. Рассмотрены вопросы оптимизации тороидальных трансформаторов по критериям минимальной массы, стоимости, максимального коэффициента полезного действия, дросселей – по критериям минимальной массы и стоимости. Приведены формулы для расчета тока холостого хода и пускового тока включения трансформаторов, а также формулы для расчета дросселей. На основании расчетов составлены таблицы основных параметров оптимальных трансформаторов и дросселей. Приведены программы расчета. Примененные в книге подходы и выводы могут быть распространены также на трансформаторы и дроссели с магнитопроводами нетороидальной конструкции. Во второе издание (первое вышло в свет в 2013 г.) добавлены материалы по расчету трансформаторов, рассчитанных на частоты более 50 Гц, в том числе программы для расчета и оптимизации таких трансформаторов; расчетные соотношения для вычисления корректирующего коэффициента воздушного зазора дросселя; ответы на характерные вопросы; предметный указатель и другая полезная информация.

Для специалистов в области расчета и производства трансформаторов и дросселей, преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Оглавление

Предисловие

Введение

Глава 1. Трансформатор. Постановка задачи расчета. Условные обозначения

Глава 2. Расчёт тока холостого хода трансформатора
2.1. Электротехнические стали и их основные параметры
2.2. Коэффициент заполнения магнитопровода сталью
2.3. Расчет тока холостого хода
2.4. Угол потерь при холостом ходе трансформатора
2.5. Проверка качества тороидальных магнитопроводов и готовых трансформаторов по току холостого хода
2.6. Оценка потерь в обмотках при холостом ходе трансформатора
2.7. Факторы, влияющие на удельные потери

Глава 3. Расчет теплового режима трансформатора
3.1. Тепловая модель тороидального трансформатора
3.2. Сравнение расчетных и экспериментальных данных

Глава 4. Теория и расчет тороидального трансформатора
4.1. Математическая модель тороидального трансформатора
4.1.1. Коэффициент полезного действия трансформатора
4.1.2. Аварийный режим работы трансформатора
4.1.3. Фазовые параметры трансформатора
4.1.4. Внешняя вольтамперная характеристика трансформатора
4.1.5. Температура перегрева и другие параметры режима холостого хода
4.1.6. Аварийный режим работы трансформатора с учетом нагрева
4.1.7. Режим номинальной работы трансформатора (рабочий режим)
4.1.8. Параметры трансформатора в опыте короткого замыкания
4.1.9. КПД трансформатора при установившейся температуре перегрева
4.2. Программа математического моделирования трансформатора
4.3. Постановка задачи расчета. Критерий оптимизации. Ограничения
4.4. Трансформатор минимальной массы или минимальной стоимости при заданной температуре перегрева и активной нагрузке
4.5. Программа расчета оптимального трансформатора
4.6. Трансформатор с максимальным КПД
4.7. Графическое представление модели трансформатора в пространстве его параметров
4.8. Расчет трансформатора на заданном магнитопроводе
4.9. Влияние коэффициента формы керна на параметры трансформатора
4.10. Расчет трансформатора заданной массы, обладающего наибольшим КПД из всех возможных трансформаторов заданной массы
4.11. Особенности расчета трансформаторов на частотах более 50 Гц

Глава 5. Переходные процессы при включении трансформатора на синусоидальное напряжение
5.1. Математический анализ и расчет параметров переходного процесса
5.2. Сравнение расчетных и экспериментальных данных
5.3. Анализ факторов, влияющих на пусковой ток, и рекомендации по его снижению
5.4. Расчет трансформатора с заданным пусковым током

Глава 6. Основные параметры трансформаторов малой мощности

Глава 7. Расчет и оптимизация тороидальных дросселей
7.1. Общие сведения о дросселях. Постановка задачи расчета. Условные обозначения
7.2. Математическая модель тороидального дросселя
7.3. Формулы для расчета дросселя
7.4. Алгоритм и программа расчета дросселя на заданном магнитопроводе
7.5. Программы расчета оптимальных дросселей
7.6. Рекомендации по использованиюпро грамм расчета дросселей и выбору некоторых параметров
7.7. Расчет корректирующего коэффициента зазора

Глава 8. Ответы на характерные вопросы, связанные с работой трансформаторов и дросселей

Заключение

Предметный указатель

Литература

Приложения
Приложение П1. Программы расчета трансформаторов и дросселей
Приложение П2. Таблицы основных параметров трансформаторов и дросселей
Приложение П3. Основные параметры медных обмоточных проводов и шин
Приложение П4. Рекомендуемые значения индуктивности и тока дросселей