Универсальные зависимости для выбора оптимальных параметров геометрии сглаживающих дросселей на ненормализованных сердечниках Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО

ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА

Том 149

1966

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ ВЫБОРА ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГЕОМЕТРИИ СГЛАЖИВАЮЩИХ ДРОССЕЛЕЙ НА НЕНОРМАЛИЗОВАННЫХ СЕРДЕЧНИКАХ*)

Е. И. ГОЛЬДШТЕИН (Представлена научным семинаром кафедр электрических станций и сетей)

В работе приводятся окончательные результаты исследования геометрии сглаживающих дросселей на ленточных ненормализованных сердечниках. Постановка задачи, выбор метода исследования и вывод расчетных выражений приведены в других работах автора [1, 2].

В отличие от указанных выше работ минимизация расчетных выражений для основных технико-экономических показателей сглаживающего дросселя была проведена на ЭЦВМ ТПИ методом Гаусса-Зайделя (программист — М. Ф. Панихина), что позволило провести достаточно большое число исследований при сравнительно небольшой затрате машинного времени (порядка 20—40 секунд на точку).

Поиск параметров оптимальной геометрии х, у и г проводился в следующих диапазонах их изменения:

0,5<х<2,7; 0,5 <2,7; 1<г<5Д (1)

Шаг поисков был принят одинаковым для всех параметров геометрии:

Дл; = Ду = ¿2 = 0,1, (2)

При исследовании были рассмотрены следующие случаи расчета и проектирования сглаживающих дросселей:

1. Первый расчетный случай (расчет на заданное падение напряжения) .

2. Второй расчетный случай (расчет на заданный перегрев). Дополнительное условие — учитывается поверхность охлаждения только катушки (обмотки)

^др = ^об- (3)

3. Второй расчетный случай (расчет на заданный перегрев), но учитывается вся поверхность охлаждения дросселя

+ 5С, (4)

где 5С — поверхность охлаждения сердечника.

4. Второй расчетный случай (расчет на заданный перегрев), но учитывается только часть поверхности охлаждения сердечника

5др - 50б + в5с, (5)

* Работа выполнена под руководством профессора доктора И. Д. Кутявина.

где в — коэффициент эффективности теплоотвода с сердечника

о< е < г. (6)

В работе [3] 0=0,6; для выражения (3) в=0; а для выражения (4) 0 = 1. Поэтому анализ проведен при ряде значений 0

0 = 0; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0. (7)

Для возможности использования полученных результатов при оптимизации разных технико-экономических показателей в широком диапазоне изменения расчетных условий (коэффициентов заполнения сталью сердечника /Сс и медыо окна обмотки К0 ; стоимости и удельных весов активных материалов ас, а0, ^ То) введем понятие о коэффициенте приведения р.

Таблица I

Оптимизируемый показатель

Броневой дроссель

опт

опт

Стержневой дроссель

однокатушечный двухкатушечный

11римечании

у ОПТ ^опт у ОПТ "^ОПТ Уопт •^ОПТ

2,7 0,5 3,0 2,6 0.6 3,0 I

2,7 0,5 5,0 1,6 0,5 5,0 в=0

2,7 0.5 5,0 1,5 0,5 5,0 II 0=0,4

2,7 0,5 5,0 1,5 0,5 5,0 0=0,6

2,6 0,5 4,4 1,9 0,5 5,0 0=0,8

2,7 0,5 4,0 2.0 0,5 4,3 0=1,0

Габаритный объем дросселей

2.7

1.8 2,7 2,7 2,7 2,7

0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0.5

1.5

3.8

1.9

1.6 1,5

1,4

Таблица 2

Броневой Стержневой дроссель

в дроссель однокатушечный двухкатушечный Примечания

У О ПТ •^ОПТ Л"опт Уопг ¿ОПТ Уопт •^ОПТ

0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,2 2,7 0,5 1,0 2,7 .0,5 1,0 2,6 0,5 1,0

0,5 2,7 0,5 1,0 2,6 0,5 1,2 2,0 0,5 1,2

0,85 2,3 0,5 1,0 2,3 0,5 1,5 2,1 0,7 1,4 >> о

1,0 2,2 0,5 1,0 2,5 0,6 1,6 2,0 0,7 1,5 ОХ X н

1,5 2,2 0,6 1,2 2,5 0,7 1,7 2,2 0,9 1,8

2,0 2,0 0,6 1,3 2,6 0,8 2,0 2,2 1,0 2,0 <и о

2,3 2,2 0,7 1,4 2,5 0,8 2,1 2,3 1,0 2,2 О,

2,6 2,2 1,0 1,5 2,6 0,9 2,2 2,2 1,1 2,2 ЭХ 3 СО

3,0 4,0 2,3 2,1 0,8 0,8 1,6 1,7 2.5 2.6 0,9 1,0 2,3 2,6 2,1 2,2 1,1 1,3 2,4 2,7 О« ф С

5,0 2,2 0,9 1,8 2,6 1,1 2,8 2,2 1,4 2,9

Таблица 3

р Для броневого дросселя при втором расчетнОхМ случае

9=0 6 = 0,4 0=0,6 6=0,8 6—1,0

Л"0ПТ У опт 2опт Хопт Уопт £опт Хопт Уопт 2опт Хопт У опт 2опт Хопт У опт ¿'опт

0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0.5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,2 1,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,5 1,2 0,5 1,0 2,2 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,86 1,2 0,7 1,0 1,5 0,5 1,0 1,8 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,3 0,5 1,0

1,0 1,1 0,7 1,0 1,6 0,6 1,0 1,6 0,5 1,0 1,8 0,5 1,0 2,0 0,5 1,0

1,5 1,2 0,9 1,0 1,6 0,7 1,0 1,6 0,7 1,0 1,9 0,7 1,0 1,8 0,6 1,0

2,0 1,2 1,0 1,3 1,3 0,8 1,1 1,5 0,8 1,1 1,8 0,8 1,1 2,0 0,8 1Д

2,3 1,1 1,0 1,4 1,7 0,9 1,2 1,6 0,9 1,2 1,6 0,8 1,2 1,8 0,8 1,2

2,6 1,2 1,1 1,5 1,3 0,9 1,4 1,5 0,9 1,3 1,7 0,9 1,3 1,9 0,9 1,2

3,0 1,1 1,2 1,8 1,3 1,0 1,4 1,5 0,9 1,5 1,8 1,0 1,4 2,0 1,0 1,4

4,0 1,1 1,2 2,0 1,3 1,1 1,8 1,4 1,1 1,6 1,6 1,1 1,6 1,8 1,1 1,6

5,0 1,1 1,3 2,3 1,2 1,2 1,9 1,4 1,2 1,9 1,5 1,2 1,8 1,7 1,2 1,8

H c o o o cs CO in 00 <Ji o cs in 00

o l-H ^ *""" ^ ^ T-H cs cs cs cs

o H c in in in in m t«-. CD o o CO in

II <x> o o o o o o o © T—1 <—<

H c t-- h- <J> o CO CO cs CO CO

o * cs cs CS —H »—1 cs cs cs cs cs cs cs

c o o o CO CO CD 00 o 1-H CO CD o

** '—' ^ 1 !—< cs cs cs cs CO

00 o H c in m in in CD C-- o o cs in

CD o >•> o o o o o o o ^

t* c t- CD 00 o a> 1—1 cs CO cs

o H cs CS CS CS cs cs cs cs cs cs

H c o o o CD o cs in CO cs

o N " *—l T—< »—1 cs cs cs cs CO

CD O H c m m in in CD 00 o l cs in

¡1 <X> o o o o o o o ^ ' 1 1—1 »—<

H c ^ oo CD l-H CO CO cs cs T~H

o H CM cs CM cs cs cs cs cs cs cs

f-c o o o ^ CD CD cs CO CD o

o M ^ «—4 ' 1 ^ cs cs cs cs CO CO

Ti- O f-c in in in CD CD 00 o l cs CO in in

II <x> o ^ o o o o o o 1—1 1—1 1 *~H'

H c o CS o 00 CD „ o cs CO CO o

H <N CS CS <M 1—1 cs cs cs cs cs cs

H c o o o l l _ —H ir- 00 o 00 o

o ^ T-H cs CS cs cs cs es cs CO CO

© II H e in in in 00 l , CO CO in in

<x> o o o o o T-H *

H c co 05 CT> o cs CO cs cs cs o o

o H CS cs r—H CS cs cs cs cs <N cs cs

or?- o CS cT in cT 0,86 o in o CnT CO cs CD cs" o CO o o in

Таблица 5

р Для стержневого двухкатушечного дросселя при втором расчетном случае

0 = 0 0=0,4 е=о,б 0=0,8 0 = 1

^"опт }'опт 1 £ ОПТ Хопт Уопт 2опт Хопг >'опт 2"опт ЛГопт Уопт ¿"опт ЛГОПт Уопт •¿"опт

0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,2 2,2 0,5 1,2 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 '1,0 2,7 0,5 1,0 2,7 0,5 1,0

0,5 !.,7 0,5 3,0 1,6 0,5 1,2 1,6 0,5 1,0 1,7 0-,5 1,0 1,8 0,5 1,0

0,86 1,3 0,5 4,2 1,4 0,6 1,9 1,6 0,7 1,3 1,5 0,6 1,3 1,4 0,6 1,1

1,0 1,4 0,6 4,2 1,5 0,7 1,9 1,5 0,7 1,5 1,5 0,7 1,3 1,6 0,7 1,2

1,5 1,2 0,7 4,1 2,6 1,1 2,4 1,5 0,9 2,0 1,5 0,9 1,7 1,5 0,9 1,5

2,0 1,3 0,9 5,0 1,4 1,0 2,9 1,6 1,1 2,3 1,6 1,1 2,0 1,4 1,0 1,8

2,3 1,3 1,0 5,0 1,3 1,0 3,3 1,4 1,1 2,7 1,5 1,1 2,2 1,5 1,1 2,0

2,6 1,3 1,1 5,0 1,5 1,2 3,4 1,5 1,2 2,8 2,0 1,3 2.5 1,5 1,2 2,1

3,0 1,3 1,2 5,0 1,5 1,3 3,7 1,5 1,3 3,1 1,5 1,3 2,6 1,5 1,3 2,3

4,0 1,4 1,5 5,0 1,3 1,4 4,3 1,3 1,4 3,6 1,4 1,4 3,2 1,5 1,5 2,8

5,0 1,3 1,6 5,0 1,3 1,6 4,8 1,4 1,6 4,3 1,3 1,5 3,7 1,3 1,5 з,з

При анализе на минимум расхода проводникового материала

Р = о. (8)

При анализе на минимум суммарного объема активных материалов

Р=1. (9)

При анализе на минимум веса

г К

Р = 1£7Г. (Ю)

ТоЯо

При анализе на минимум стоимости

о ТсЯА

То^Л

(11)

В таблицах 1—5 приведены полученные при исследовании результаты. Методика выбора оптимальной геометрии по данным таблиц 1—5 элементарно проста и может быть широко использована в инженерной практике проектирования сглаживающих дросселей открытого исполнения -на ненормализованных сердечниках.

ЛИТЕРАТУРА

1.E. И. Гольдштейн. Некоторые вопросы проектирования оптимальных сглаживающих дросселей, ИВУЗ, Электромеханика, № 4, 1964.

2. Е. И. Гольдштейн. К выбору геометрии дросселей сглаживающих фильтров. Известия ТПИ, т. 130, 1964.

3. РТМ радиоэлектроники. Дроссели фильтров стержневого типа с ленточными разъемными сердечниками, Типовой расчет Н0.475.500 ПКБ, 1962.