CC BY
285
УДК 621.314.224
В.В. КАЗАКОВ, О.В. КАЗАКОВ, А.Г. НЕМЦЕВ, Г А. НЕМЦЕВ
НОВЫЕ КОМПАКТНЫЕ ЭКОНОМИЧНЫЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ И ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВИХРЕЙ
Ключевые слова: трансформатор, размеры, масса, потери, броски токов, петля гистерезиса, новые ферромагнитные и изоляционные материалы, технологии, теория вихрей.
Рассмотрены конструкции новейших трансформаторов, способных конкурировать с известными мировыми аналогами. Теоретически объяснена работа новых трансформаторов. Разработаны основные технологические вопросы производства новых трансформаторов.
V.V. KASAKOV, O.V. KASAKOV, A.G. NEMTSEV, G.A. NEMTSEV COMPACT ECONOMIC TRANSFORMERS AND THE THEORY OF ELECTRIC WHIRLWINDS
Key words: transformer, dimensions, weight, losses, current inrush, hysteresis loop, ferromagnetic and insulating materials, technologies, caddy theory.
Designs of the newest transformerscapable to compete to the world-known analogs are considered.
The theory explaining the operation of тут transformers is created. The basic technological gues-tions of neu transformers manufacture are developed.
1. Экспериментальное обнаружение нового эффекта. В 2005 г. нами было случайно обнаружено отсутствие дополнительного нагрева от вихревых токов в компактном сигнальном трансформаторе (рис. 1), которые наводились бы ответвлениями магнитного потока в соседние слои ферромагнитного рулона, одновременно выполняющего функции и стержня, и обмотки [2, 6-12].
Эффект был подтвержден калориметрическими испытаниями образцов.
По результатам обращений в ведущие энергетические институты в области разработки электрических машин и конкретно в институты трансформаторостроения, которые могли бы дать квалифицированный ответ, объясняющий обнаруженный эффект, были получены одинаковые ответы: согласно общеприменяемой классической теории о невозможности подобных устройств работать в качестве трансформаторов, так как расчеты (согласно общепринятой методике [16]) показывали, что они должны не просто сильно нагреваться, а накаляться докрасна.
Поэтому у нас возникла мотивация создания новой теории. Нужно было объяснить реальное распределение магнитных потоков в трансформаторе и их роль в обмотках и сердечнике с целью полного и правильного практического использования обнаруженного эффекта, не объясняемого существующей теорией [1, 3, 4, 15].
2. Теория электрических вихрей. Чтобы понять, почему магнитные потоки направлены не так, как принято в классической теории электромагнетиз-
а б
Рис. 1. а - фотография первого макетного образца 100-ваттного трансформатора типа MTS; б - эскиз первого макетного образца:
1 - вторичные железные обмотки-стержни;
2 - ярма; 3 - немагнитный зазор между стержнями и ярмом; 4 - первичные медные обмотки
ма, пришлось подробнее рассмотреть происхождение и свойства параметров электромагнитного поля, так как их полной классификации до сих пор не существовало. В 2006 г. мы обратили внимание на возможность полноценной замены параметров магнитного и электрического поля вихрями этих параметров (рис. 2). Потенциальные параметры электрического поля полноценно соответствуют кинетическим параметрам магнитного поля, а кинетические параметры электрического поля полноценно соответствуют потенциальным параметрам магнитного поля. Поэтому для достоверного описания электромагнитного поля применимы любые сочетания параметров из первого столбца диаграммы с параметрами из второго столбца диаграммы (рис. 3).
На рис. 3 содержатся:
1) поле А - электрический заряд q = J1 • dt, [q] = A • c = K ; поток электрического поля Жэл = J (s0sE)dS, [N] = A • c = K индукция электрического поля D3J1 =s0sE = A • c/м2 = K/м2; магнитный векторный потенциал А , rot A = B, [A] = B • c • Ом/м = К • Ом/м ;
2) поле В - ЭДС, напряжение, или разность потенциалов U, [U] = B; напряженность электрического поля Е, Е = gradU, [E] = B/м (по определению для точечного заряда Е = q/(4na2s0s), где 4na2- площадь охватывающей сферы радиусом а для плоского конденсатора; Е = q(S • s0s), где S - площадь одной обкладки; плотность электрического тока j, [j] = A/м2; электрический ток i является вихрем напряженности, т.е. полной эквивалентной заменой этого потенциального параметра магнитного поля, [i] = A; (i = U/R), где R -электрическое активное сопротивление);
3) поле С - индукция (плотность потока) магнитного поля В, B = Ц0Ц-H, [B] = T = B• c/м2; магнитный поток Ф, Ф = JBdST, Ф] = B• c является вихрем потока электрического поля Not. с учетом коэффициента удельного активного сопротивления р, т.е. полной эквивалентной заменой потенциального параметра Ыэл_ электрического поля;
4) поле Д - МДС, разность магнитных потенциалов фм, или полный ток I = им = H • lc, [I] = A = A витки; напряженность магнитного поля Н, [H ] = A/м.
Практические результаты испытания уже первых, несовершенных образцов стали мотивацией дальнейшей конструкторской работы, так как совмещение двух функций (рис. 1) в одной детали трансформатора, т.е. обмотке-стержне трансформатора, сулило существенное, т.е. не менее чем до
2,5 раза, уменьшение размеров и при одинаковой плотности потерь - такое же уменьшение потерь трансформатора.
магнитного потока
Рис. 2. Взаимозаменяемость параметров электрической и магнитной цепей
Полная энергия системы токов и полей Столбец 1__________________________Столбец 2
Потенциальные параметры электрического поля
Кинетические параметры электрического поля
Переход к кинетическим параметрам дифференцированием по дї, т.е. двумя способами делением на є0 или умножением на (д/ді)
+
Прямая замена через коэффициент без составляющих ? и каких-либо преобразований по д?
-ш
Переход к кинетическим параметрам интегрированием по дї , т.е. умножением на Цо
Кинетические параметры магнитного поля
+
Потенциальные параметры магнитного поля
Рис. 3. Полная энергия системы токов и полей
Классификация исторически сложившихся параметров электрического и магнитного полей в соответствии с их пространственным расположением в плоскости электрического или магнитного поля и по признакам их размерности, связанной с временем ^ или дифференциалом по времени д1, т.е. по их связи с силами, вызывающими движение, или с движением материи показана на рис. 3. Условно классификацию параметров по их размерности, содержащей ^ или д1 ,можно назвать классификацией по их принадлежности к потенциальной энергии (энергии) или к кинетической энергии (мощности).
При этом умножение и деление на константы ц и во аналогичны, соответственно, операциям интегрирования и дифференцирования по времени д^, т.е. преобразованию кинетического параметра в потенциальный или потенциального параметра в кинетический, что следует из размерности этих констант: [ц0] = (Б-с)/(Л-м); [в0] = (Л-с)/(Б-м). Умножение и деление параметров электрического поля на активные сопротивления Я, р или соответствующие проводимости не изменяет кинетического и потенциального характера этих параметров.
Согласно рис. 3, используя один из параметров столбца 1 и один из параметров столбца 2, можно полноценно описать полную энергию любой электромагнитной системы, содержащей не только токи, но и связанное с ними электромагнитное поле, используя, например, только электрические параметры. В соответствии с такой формой описания электромагнитных систем теория названа теорией электрических вихрей. Таким образом, теория вихрей позволяет рассматривать в статике и динамике все электрические токи и связанные с ними электро-
магнитные поля как обычные пространственно взаимодействующие динамичные электрические цепи, учитывая все кинетические и потенциальные линейные и объемные параметры этих токов и полей в размерностях и координатных осях одного поля, т.е. электрического. Это упрощает реальную картину целостных систем взаимно связанных токов и полей при рассмотрении взаимодействий внутри этих систем и между этими системами.
Новая теория не противоречит уравнениям Максвелла и Мейсснера-Лондонов и является надежным продолжением классической теории. До настоящего времени такой простой принцип классификации параметров взаимно связанных магнитных и электрических цепей никем не использовался, так же как и не использовалась возможность замены электрических и магнитных параметров численно равными им и равноправными с ними с точки зрения кинетического или потенциального характера вихрями этих же параметров.
Что дала новая теория?
А. Анализ структуры полной системы электрических вихрей, в состав которой входят: во-первых, первичный ток, во-вторых, вторичный ток и/или поперечные токи смещения в излученной первичным током волне, которые также относятся к разновидности вторичных токов, и, в-третьих, кажущиеся обнуленными связывающие токи, показывает, что магнитное поле, вихрем которого является названная система из трех типов токов, связывает только первичные токи с вторичными, но не связывает между собой первичные токи и не связывает между собой вторичные токи (рис. 4). Токи не наводят магнитные потоки, не сцепляющие их с другими токами. Поэтому классическое утверждение о том, что ток первичной обмотки индуцирует магнитный поток, а ток вторичной обмотки индуцирует встречный магнитный поток, - неверно. Это подтверждено калориметрическими испытаниями образцов трансформаторов типов МТ8/МТС/МТМ по отсутствию дополнительного нагрева, который возникал бы при ответвлениях магнитного потока между соседними слоями нагруженных сердечников-обмоток, выполненных в виде рулонов из эмалированной железной ленты. Следовательно, все обмотки трансформаторов типов МТ8/МТС/МТМ и аналогичных им дросселей могут быть изготовлены намоткой эмалированной железной лентой и могут одновременно выполнять две функции: функцию обмотки и функцию сердечника, что существенно уменьшает размеры трансформатора или дросселя.
Б. Создана концепция потенциальной параллельной связи витков обмоток и квазивитков сердечников.
Невозможно назвать ни одну электромагнитную систему, у которой отсутствовал бы один из этих параметров. Витки первичной обмотки электромагнитного трансформатора потенциально «соперничают» в качестве параллельных источников ЭДС между собой и с эквивалентными контурами токов намагничивания сердечника из-за «подключения» к общей нагрузке, т.е. к общей замкнутой линии в пространстве. Это снижает рост первичного тока, т.е. увеличивает индуктивность.
Магнитный поток обмоток не принадлежит отдельной обмотке. Он индуцирован вихрем, в состав которого входят токи первичной и вторичной обмоток, и никогда не ответвляется для связывания витков одной и той же обмотки. Это объяснило причину отсутствия магнитного потока, который
должен был бы, разветвляясь, накалять обмотку-стержень трансформаторов типа МТ8/МТС/МТМ.
Рис. 4. Поле, первичный ток и вторичный ток - возникающие одновременно три компоненты любого электромагнитного поля или электрического тока
Ферромагнитный сердечник обычно является частью самостоятельного вихря, т.е. электромагнитной системы, которая наложена на вихрь, т.е. электромагнитную систему, образованную первичным током /ь вторичными токами /2 и /ф и связывающими токами /0, и потенциально взаимодействует с ней.
Поэтому новое статическое уравнение полного тока можно также представить в виде
II + = ^2 + !ф,
где 1Ф - полный ток смещения в волне, излученной первичной обмоткой без сердечника; х - конструкционный коэффициент намагничивания сердечника; X = (ц-1)/ц; ц - относительная магнитная проницаемость сердечника.
В. Теорией электрических вихрей установлено, что в классических индуктивных компонентах при резких переключениях из-за задержки установления индуктивности возникают броски сверхтоков /имп (рис. 5, а), не устраняемые даже при полной компенсации распределенной емкости обмоток этих компонентов и сосредоточенных емкостей электрической схемы, вызывающие адиабатический нагрев этих обмоток и ударные механические силы между их витками, пропорционально квадрату (/имп2) достигаемых значений токов, и аналогичные токовые перегрузки полупроводниковых ключей, коммутирующих эти обмотки.
Такие броски токов имели бы пренебрежимо малые значения, если бы их причиной
Рис. 5. Возникновение бросков сверхтоков (а) и расширение петли гистерезиса (б):
1 - петля гистерезиса образца исходного материала; 2 - петля гистерезиса классического сердечника;
3 - начальный участок кривой намагничивания сердечника расширен из-за его конструкционного влияния
являлась только остаточная намагниченность ферромагнитных сердечников этих компонентов. В трансформаторах типов МТ8/МТС/МТМ такие ударные броски токов не наблюдаются, так как их обмотки и сердечник совмещены и задержка намагничивания сердечника отсутствует. Установлено, что в классических индуктивных компонентах эти задержки также увеличивают потери на гистерезис (рис. 5, б) и снижают линейность сердечников этих компонентов на начальном участке кривой намагничивания. В трансформаторах МТ8/МТС/МТМ такое не наблюдается.
Расширение петли гистерезиса и динамическое снижение начальной относительной магнитной проницаемости происходят из-за низкой скорости волны намагничивания сердечника, накладываемой на такие же ухудшения, возникающие из-за свойств ферромагнитного материала сердечника.
Г. Значение коэффициента трансформации новых трансформаторов типов МТ8/МТС/МТМ, измеренное на опытных образцах при разных токах нагрузки, не зависит от этих токов и совпадает с его теоретическим значением £тр = (ЛУЛ^)-[(а?1+2а?о)/(За?1+За?о)], что возможно только при независящем от тока нагрузки равномерном магнитном поле в поперечных сечениях сердечников-обмоток этих трансформаторов, выполненных в виде рулонов из эмалированной железной ленты.
Д. При исследовании образцов обнаружено аномально высокое снижение удельного сопротивления работающих стержней-обмоток. Обнаруженный эффект аномально высокой отрицательной магниторезистивности в тонких нанослоях ферромагнитных обмоток позволяет существенно увеличить плотность тока в этих обмотках, что позволяет дополнительно уменьшить размеры трансформаторов типа МТ8/МТС/МТМ. Обнаруженный продольный эффект принципиально отличался от поперечного эффекта в тонких пленках [14].
Общие выводы по применению теории электрических вихрей в трансформаторах. Несмотря на то, что при изготовлении трансформаторов типов МТ8/МТС/МТМ сечение ленты в железной обмотке-стержне приходится выбирать большее, т.е. рассчитанное на плотность тока в нем, меньшую в 5,6 раза, чем в аналогичной медной обмотке, а также на то, что количество витков стержня-обмотки приходится увеличивать в З(а?1+а?о)/(а?1+2а?о) раз по сравнению с количеством витков аналогичной медной обмотки и что в обмотке-стержне приходится одновременно учитывать потери, характерные для обмоток, и потери, характерные для сердечников, размеры полноценной обмотки-стержня нового трансформатора получаются меньшими, чем стержень классического трансформатора в
2,5 раза меньшей мощности, чем у изготавливаемого трансформатора типа МТ8/МТС/МТМ. Это примерно в 2,5 раза уменьшает размеры трансформаторов типов МТ8/МТС/МТМ по сравнению с классическими трансформаторами такой же мощности и при одинаковой с классическими трансформаторами плотности потерь, в такой же пропорции уменьшает потери в сердечнике и обмотках.
Примеры практического применения показывают полезность теории электрических вихрей при проектировании электромагнитных устройств.
3. Различные конструкции и первые макетные образцы трансформаторов МТ8/МТС/МТМ. Разработаны, изготовлены и испытаны модели новых конструкций (рис. 6) силовых трансформаторов до 1 кВА, обеспечивающие различные требования: одно- и трехфазные, преобразующие 3 фазы
в 24 фазы, обеспечивающие полную фазную симметричность даже при плоскостной конструкции сердечника. Согласно теории подобия стало очевидно, что новая конструкция приемлема как для силовых трансформаторов, так и для измерительных трансформаторов всех применяемых в энергетике диапазонов мощностей и напряжений.
Сравнительный анализ [10] с известными трансформаторами такой же мощности производства передовых фирм Hahn Elektrobau GmbH и ООО «Транслед» показал, что новые трансформаторы имеют почти трехкратное уменьшение размеров, массы и суммарной мощности потерь.
д е
Рис. 6. Варианты схематических конструкций трансформаторов с ферромагнитными обмотками-сердечниками: а, б - с плоским сердечником стержневого типа; в - с объемным сердечником стержневого типа: 1 - ярмо; 2 - железная стержень-обмотка с торцевыми поверхностями; 3 - повышенной плоскостности и низкой шероховатости; 4 - обычная (медная) обмотка; 5 - изоляция; г - с сердечником броневого типа и дисковыми ярмами; д - изготовленного по комбинированной технологии, например, планарные (здесь показана только вторичная обмотка-магнитопровод 2); е - обмотка-магнитопровод в разрезе: 3 - выводы; 4 - перпендикулярный к.з. виток, защищающий сердечник-обмотку от перпендикулярного намагничивания;
5 - инвертор слоев фольги для выравнивания ЭДС между слоями витка - используется в обмотке, выполненной многослойной ферромагнитной фольгой
Например, новые трансформаторы имели вдвое лучшую линейность, а их ток холостого хода был ниже, чем у трансформаторов производства Hahn Elektrobau GmbH - в 6 раз, и ниже, чем у трансформаторов производства ООО «Транслед» - в 2 раза.
Дополнительное преимущество: повышенная компактность, так как весь магнитопровод выполняет функции вторичной обмотки.
Первичная обмотка (медная или железная) наматывается поверх этой обмотки, например, подобно обмотке тороидального трансформатора.
Преимущества новых трансформаторов. Трансформаторы МТ8/МТС/ МТМ (первые из них описаны в [5-12]) имеют следующие преимущества по сравнению с лучшими трансформаторами на мировом рынке:
- в 2-4 раза меньшие размеры и массу, чем у лучших аналогов;
- соответственно, в 2 раза меньшие потери энергии в сердечнике и обмотках; трансформатор типа МТ8/МТС сухого исполнения с успехом заменяет масляные трансформаторы традиционного исполнения;
- повышенная надежность в номинальном режиме и при перегрузках за счет достигаемого в трансформаторе улучшения теплового режима;
- отсутствие сверх-бросков тока при питании прямоугольным напряжением и при аварийных токовых перегрузках; отсутствие бросков тока при включении в сеть;
- конструкционное сужение петли гистерезиса и линеаризация намагничивания, что важно в трансформаторах источников питания современных компьютеров, релейных защит и т.д., в измерительных трансформаторах; имеют на порядок меньшие размеры при замене ими силовых трансформаторов на ферритовых сердечниках в импульсных источниках питания;
- повышенное в 2 раза время термической устойчивости трансформатора при к. з.;
- сниженные в 4 раза электродинамические усилия, в том числе при к.з.; бесшумность;
- сниженные в 4 раза потоки рассеяния и вызывающие их электромагнитные излучения;
- полная фазная симметрия трансформаторов, линейность во всем рабочем диапазоне входных напряжений и токов нагрузки;
- возможность компенсации реактивной мощности и фильтрации помех за счет емкости и индуктивности фольговых обмоток трансформатора; возможность создания фильтров на частотах биений;
- снижение себестоимости за счет: использования новых материалов, в том числе снижения расхода цветных металлов на 80% - в 2-3 раза, за счет снижения трудоемкости и увеличения производительности процесса изготовления - в 2 раза;
- разработанные специально очень простые патентованные технологические линии по производству ферромагнитной ленты, линии намотки деталей трансформатора и линии сборки обеспечивают высокое качество, недостижимое при производстве обычных трансформаторов, в том числе полную повторяемость всех свойств трансформаторов одной группы номиналов;
- специально созданная технология позволяет производить новый ферромагнитный материал, превосходящий по характеристикам все ферромагнетики, известные в силовом трансформаторостроении, по цене не выше 70 руб./кг.
Благодаря легкой и доступной внедряемости разработанных нами технологий трансформаторы новой конструкции, вероятнее всего, вытеснят с мирового рынка все известные силовые, фазопреобразовательные и измерительные трансформаторы: от миниатюрных 0,5 Вт однофазных до трехфазных мощностью свыше 500 МВА; работающих при напряжениях от долей
вольт до сотен киловольт; работающих при синусоидальном, прямоугольном и других формах напряжения, при различной частоте питающего напряжения, в том числе при промышленной частоте.
4. Новые технологии. Для практической реализации новых трансформаторов в серийное производство были созданы новая экономичная технология производства сверхчистого электролитического железа и новая технология формовки и эмалирования металлической ленты. Была разработана технология серийного производства новых трансформаторов. Все применяемые нами устройства и способы производства нами запатентованы.
4.1. Способы изготовления тонкой (1 мкм г 50 мкм) фольги чистого ферромагнитного металла путем двойного, например, гальвано-магнитного рафинирования и высокопроизводительные устройства для его осуществления (рис. 7, а, б). Отличаются тем, что требуют малых капитальных вложений (около 2 млн руб. на один станок), быстро внедряемы и окупаемы, сверх-рентабельны. При этом новый материал с успехом заменяет все известные электротехнические стали, превосходя их по магнитным характеристикам (ц > 142 000; £тах = 1,8 Т; ЯК0ЭрЦ. < 0,02 А/м) и имея в 4 раза меньшую стоимость (не более 70 руб./кг). Сырье: железная руда, чугун, нелегированное черное железо и его лом.
и
многослойного сверхчистого железа с нанослоями: а - пента-карбонильная:
1 - блок загрузки галогена, угарного газа или смеси восстанавливающего и угарного газа;
2 - блок загрузки металла сырца; 3 - блок синтеза летучего соединения металла;
4 - камера осаждения чистого металла на титановый барабан З с внутренней системой подмагничивания; б - блок накопления полотна фольги сверхчистого металла; б - электролитическая: 2 - блок загрузки металла сырца; 3 - ванна растворения металла и фильтрации электролита с азотной продувкой; 4 - камера осаждения чистого металла на титановый катод-барабан З с внутренней системой подмагничивания, содержащая также азотную продувку; б - блок накопления полотна фольги сверхчистого металла
4.2. Имеющий аналогичные преимущества способ изготовления электрически изолированной металлической ленты и линия для ее изготовления (рис. 8).
В процессе внедренческих работ нами также были созданы:
1) автоматическая линия намотки ферромагнитных стержней-обмоток;
2) линия изготовления трансформаторов;
3) линия измерения характеристик и контроля качества трансформаторов.
В новых трансформаторах используются современные изоляционные и пропиточные материалы и охлаждающие жидкости производства Dupont Inc., так как их стоимость (полиимидных изоляционных материалов и лаков, пер-
фторуглеродов и т.д.) при уменьшившихся размерах трансформаторов не превышает стоимости обычных изоляционных материалов и обычных трансформаторных масел в традиционных трансформаторах. В настоящее время нами запатентованы новые конструкции изоляторов и методов электрической изоляции с использованием сегнетоэлектрических прослоек в керамике, особо актуальных в высоковольтной технике, новые концепции и конструкции охлаждающей и охлаждаемой изоляции.
Рис. 8. Линия для изготовления электрически изолированной металлической ленты: 1 - блок подачи исходного полотна металлической фольги; 2 - блок продольной резки металлической фольги; 3 - блок точного подволачивания ленты металлической фольги; 4 - блок промывки ленты металлической фольги; 5 - блок оксидирования ленты металлической фольги; 6 - блок эмалирования ленты металлической фольги;
7 - блок сушки и полимеризации лаковой эмали; 8 - блок накопления готовой металлической эмаль-ленты
В настоящее время идет подготовка к внедрению в серийное производство названных выше новых ферромагнитных материалов, применяемых как для новых трансформаторов, так и для всех известных традиционных моделей трансформаторов и электрических машин и аппаратов.
Литература
1. Брон О.Б. Электромагнитное поле как вид материи. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1962. 260 с.
2. Вафин Ш.И., Казаков О.В., Казаков В.В., Немцев Г.А. Новые классические трансформаторы с оптимизированной блочной конструкцией. Описание и теоретическое обоснование // Научный семинар «Новые технологии в трансформаторостроении». Энергетика Татарстана. 2008. № 4(12). С. 77-83.
3. Говорков В.А. Электрические и магнитные поля. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1960. 463 с.
4. ЗильберманГ.Е. Электричество и магнетизм. М.: Наука, 1970. 384 с.
5. Казаков В.В. Новые модульные трансформаторы // Компоненты и технологии. 2006. № 8. С. 132-135.
6. Казаков В.В. Еще раз о преимуществах MTS-трансформаторов // Компоненты и технологии. 2006. № 11. С. 110-111.
7. Казаков В.В. Источники питания. Многофазные трансформаторы-преобразователи. Многофазные выпрямители // Силовая электроника. Приложение к журналу «Компоненты и технологии». 2006. № 4. С. 50-52.
8. Казаков В.В. Силовые MTS-трансформаторы и генераторы // Энергетика Татарстана. 2007. № 2(6). С. 25-36; № 3(7). С. 44-55.
9. Казаков О.В., Казаков В.В. Нагрузочная способность трансформаторов MTS. Анализ явлений в электромагнитных системах и гипотезы // Энергетика Татарстана. 2008. № 3(11). С. 29-38.
10. Казаков О.В., Казаков В.В. Нагрузочная способность трансформаторов MTS. Анализ явлений в электромагнитных системах и гипотезы // Силовая электроника. Приложение к журналу «Компоненты и технологии». 2008. № 2. С. 19-24.
11. Казаков В.В., Немцев Г.А. Трансформатор. Патент № 2320045, МКИ H01F 30/06; Бюл. № 8 от 20.03.2008.
12. Немцев Г.А., Казаков В.В. Новые модульные трансформаторы // Комплекс программ с графическим интерфейсом для расчёта электрических величин в электроэнергетических системах // Труды Академии электротехнических наук Чувашской Республики. 2006. № 1. С. 10-14.
13. Положительный отзыв фирмы Schneider Electric (France Transfo). 2006. 2 с.
14. ТаммИ.Е. Основы теории электричества. М.: Наука, 1976. 616 с.
15. ТихомировП.М. Расчет трансформаторов: учеб. пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1986. 528 с.
16. Binasch G., Grunberg P., Sauerenbach F., Zinn W. Enhanced magnetoresistance in layered magnetic structures with antiferromagnetic interlayer exchance // Physical review B. 1989. Vol. 39, № 7. Р. 4828-4830.
КАЗАКОВ ВЛАДИМИР ВИКТОРОВИЧ - соискатель ученой степени кандидата технических наук, кафедра электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (espp21@mail.ru).
KAZAKOV VLADIMIR VIKTOROVICH - competitor of scientific degree of Technical Sciences Candidate, Electric Power Industry Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
КАЗАКОВ ОЛЕГ ВЛАДИМИРОВИЧ - инженер-программист, Чебоксарский кооперативный институт, Россия, Чебоксары (chimku21@mail.ru).
KAZAKOV OLEG VLADIMIROVICH - software engineer, Cheboksary Cooperative Institute, Russia, Cheboksary.
НЕМЦЕВ АЛЕКСАНДР ГЕННАДЬЕВИЧ - аспирант кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (espp21@mail.ru).
NEMTSEV ALEKSANDR GENNADJEVICH - post-graduate student of Electric Power Industry Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
НЕМЦЕВ ГЕННАДИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ - доктор технических наук, профессор кафедры электроснабжения промышленных предприятий, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (espp21@mail.ru).
NEMTSEV GENNADIJ ALEKSANDROVICH - doctor of technical sciences, professor of Electric Power Industry Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
УДК 621.365.22
Ю.М. МИРОНОВ, Д.Г. МИХАДАРОВ
ВЗАИМОСВЯЗЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СО СТАТИЧЕСКОЙ ВОЛЬТ-АМПЕРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Ключевые слова: электрическая дуга, ионизация, шлак, вольт-амперная характеристика (ВАХ), межэлектродный промежуток, примеси, рафинирование.
Приведены результаты экспериментального исследования статической вольт-амперной характеристики дуги постоянного тока в дуговой печи. Показано влияние составляющих шлака на напряжение горения дуги.
Yu.M. MIRONOV, D.G. MIKHADAROV INTERRELATION OF TECHNOLOGICAL PROCESSES WITH THE VOLT-AMPERE STATIC CHARACTERISTIC OF AN ARC OF A DIRECT CURRENT
Key words: electrical arc, ionization, slag, volt-ampere characteristic, electrode interval, impurity, refinement.
Results of an experimental research static volt-ampere characteristic of an arc of a direct current in the arc furnace are resulted. Influence of components of slag on voltage of an arc is shown.
Целью данной работы является определение влияния составляющих шлака на напряжение горения дуги.
Дуговые печи постоянного тока в последнее время применяются не только для выплавки стали, но и для переплава лома цветных металлов, в частности для переплава вторичного алюминия низших марок. Вторичный алюминий содержит металлические, неметаллические и газообразные примеси, которые обычно попадают из футеровки печей или ковшей, а также при разливке. Все эти примеси значительно влияют на механические и литейные свойства металла, а также снижают его электропроводность и коррозионную стойкость.
