Исследование и проектирование трансформаторов малой мощности повышенной частоты оптимальных по массе

• Автор: Патлахов, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.09.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 169 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных источников из 116 наименований и 3-х приложений. Основная часть содержит 143 листа машинописного текста, 54 рисунка на 29 листах, 4 таблицы.
Трансформатор малой мощности (ТММ), математическая модель (ММ), программа, оптимальная геометрия, тепловые нагрузки, тепловые поля, электромагнитные нагрузки, экспериментальные исследования.
Тема диссертации - разработка математической модели, алгоритма и программного обеспечения для расчета тепловых полей ТММ; определение коэффициентов теплоотдачи (КТО) с поверхностей охлаждения ТММ; выбор базисных размеров при определении КТО; расчет численным методом полей температуры ТММ; экспериментальные исследования перегревов отдельных частей трансформатора; анализ расчетных и экспериментальных данных; разработка математических моделей, алгоритмов и программного обеспечения для расчета оптимальных по массе активных материалов трансформаторов.

1 Состояние вопросов, связанных с определением поля температуры и проектированием трансформаторов малой мощности оптимальных по массе
1.1 Подходы к исследованию тепловых режимов ТММ
1.2 Методы и алгоритмы расчетов тепловых полей
1.3 Методы экспериментальных исследований тепловых полей
1.4 Подходы к решению задачи проектирования оптимальных ТММ
1.5 Выводы
2 Уточнение математической модели и алгоритма численного расчета поля температуры трансформаторов малой мощности
2.1 Выбор и обоснование допущений, принятых при разработке математической модели
2.2 Расчет поля температуры во внутренних узлах сетки
2.3 Расчет поля температуры на поверхностях охлаждения ТММ
2.4 Определение коэффициентов теплопроводности
2.5 Расчет коэффициентов теплоотдачи
2.6 Способы ускорения сходимости итерационного процесса
2.7 Выводы
3 Экспериментальные исследования установившихся тепловых процессов и расчет на ЭВМ поля температуры трансформаторов малой мощности
3.1 Определение средних температур обмоток из эксперимента
3.2 Определение температур на поверхностях охлаждения ТММ с помощью тепловизионной аппаратуры
3.3 Рйт^в^поля температуры трансформатора методом конечных разностей

3.4 Анализ полученных результатов
3.5 Выводы
4 Проектирование трансформаторов малой мощности оптимальных по массе
4.1 Уравнения математической модели и алгоритм проектирования оптимальных ТММ
4.2 Определение оптимальных масс активных материалов и размеров магнитопровода трансформатора с помощью методов поисковой оптимизации
4.3 Выводы
Заключение
Список использованных источников
Приложения
А - Обработка экспериментальных исследований электромагнитных
величин
Б - Размеры магнитопроводов оптимальных трансформаторов
В - Акты внедрения, дипломы

ш _ л с 1Х'-1 ‘ z'4 І + Хі ' U І і
"1 /, j 'V* ■
W3iJ
(ЗУ-1 ' /-1, у + х/ ' /, у )' 2у +
+ (хМ ■ Я2 + X; ■ ^ у_2 ) • _уу_]
- коэффициенты, характеризующие свойства катушки в направлении, соответственно, осей X и 2, 5т/С. Сечения, через которые проходят тепловые потоки в направлении этих осей, взяты при единичной длине в направлении оси 2;
Коэффициент Ж/в (2.6) рассчитывается следующим образом:
1) при і - 2... 14,у = 1...30 - по (2.6);
2) на границе катушка - воздушный зазор (г = 15):
п/ л с х14'^х14,у .
Ж] 15 у =0,5 ,гдеу= 1...30.

Коэффициент IV2:
1) при /'= 1... 15,у = 3...29 - по (2.6);
2) на границе катушка - воздушный зазор (у = 2 и 30):
У 2 -Лхі,
W2U 2=0,5.
229'Лх г, 29 . л
W2i зо =0,5 , где i — 1... 15.

Коэффициент W3:
1) при i = 2... 14,у = 3...29 - по (2.6);
2) на границе катушка - воздушный зазор (у = 2 и 30):
Щ i, 2 = ^>25 ■ (xz'-l ‘ Лz г-1,2 2 xj ' г, 2 )' 22»
^3 г, 30 = 0,25 • (х/_! -2zMj29 + хг ■ &zi,2э)ш 229 > ГДе * = 2...14.
3) на границе катушка - воздушный зазор ( i = 15):
^315,2 = 0,25 • х14 -2z14j2 -У2,
Щ15, у ~ ^>25 - [у j ■ Л214у + у у_] • 2,z ущ)' 214> гДе У — 3.. .29.