Расчет индукционной единицы
Расчет индукционной единицы включает в себя расчет печного трансформатора, индуктора и канала печи.
3.5.1. Предварительная оценка сечения
магнитопровода печного трансформатора
Исходя из предположения, что напряжение индуктора печи равно электродвижущей силе индуктора печи , и используя известные выражения (3.21, 3.22, 3.23, 3.24, 3.25), определяется поперечное сечение магнитопровода печного трансформатора (3.26).
, (3.21)
, (3.22)
, (3.23)
, (3.24)
, (3.25)
где – полная мощность индукционной канальной печи, В×А;
– ЭДС индуктора канальной печи, B;
– межвитковое напряжение в индукторе, В;
– частота питающей сети, Гц. Все индукционные канальные печи работают при частоте 50 Гц, поскольку достаточно высокий электрический КПД системы индуктор – канал может быть обеспечен на этой частоте при любом удельном сопротивлении расплавляемого металла и выполнении условия ( - радиальный размер канала печи, - глубина проникновения тока в расплавленный металл);
– число витков индуктора;
– магнитный поток в магнитопроводе печного трансформатора, Bб;
– магнитная индукция в магнитопроводе печного трансформатора, Тл (Тл = Bб/м2). Допустимую величину магнитной индукции В в магнитопроводе печного трансформатора ввиду тяжелых условий работы принимают меньшей, чем в обычных силовых трансформаторах. Например, для электротехнической стали 1511 величина Тл;
– ток в индукторе, А;
– плотность тока в индукторе, А/м2. При воздушном охлаждении индуктора плотность тока не должна превышать 4 МА/м2, а при водяном охлаждении должна быть не более 20 МА/м2;
– поперечное сечение проводника индуктора, м2;
– поперечное сечение магнитопровода печного трансформатора, м2.
На основании опыта проектирования и эксплуатации индукционных канальных печей и с учетом качества материала межвитковой изоляции индуктора межвитковое напряжение в индукторе печного трансформатора принимается 6 – 7 В на один виток на малых печах и 12 – 20 В на один виток – на больших печах [6]. По [1] межвитковое напряжение принимается 7 – 10 В на один виток.
Таким образом, ориентировочное значение величины сечения магнитопровода печного трансформатора может изменяться в довольно широком диапазоне
. (3.26)
, м2.
, м2.
, м2.
3.5.2. Расчет поперечного сечения
магнитопровода печного трансформатора
При введении дополнительных коэффициентов и обозначений поперечное сечение магнитопровода определяется по выражению
, м2, [14] (3.27)
где - коэффициент, зависящий от конструкции трансформатора печи;
- коэффициент, зависящий от отношения массы стали печного трансформатора к массе меди обмотки индуктора.
Входящие в выражения для определения коэффициентов С и величины и обозначают соответственно длину одного витка индуктора и общую длину магнитопровода (всех стержней и ярем) в метрах.
При расчете приняты значения плотности электротехнической стали , кг/м3, плотности меди обмотки , кг/м3, что соответствует коэффициенту 0,51 в определении коэффициента С. Исходя из практических результатов, принято для однофазного броневого трансформатора , для стержневого трансформатора , для трехфазного трансформатора ; для трехфазного броневого пятикернового .
При принудительном воздушном охлаждении индуктора ; при водяном охлаждении для печей, плавящих медь, алюминий и цинк ; для печей-накопителей чугунолитейных цехов .
Площадь сечения стержня печного трансформатора с учетом межлистовой изоляции
, м2, (3.28)
где - коэффициент заполнения сталью [3].
Значения в зависимости от толщины стального листа и от вида изоляции приведены в табл. 3.9.
Таблица 3.9
Дата добавления: 2016-07-11; просмотров: 2112;