Вектор Пойнтинга и новая теория трансформатора. Ч. 7. Дисковые обмотки

  • Мансур Акмелович Шакиров
Ключевые слова: трансформатор, дисковая обмотка, магнитный поток, векторная диаграмма, схема замещения, короткое замыкание, напряженность магнитного поля, напряженность электрического поля, вектор Пойнтинга, векторный потенциал

Аннотация

Предлагается новая теория двухобмоточного трансформатора с дисковыми обмотками. Изла­гается принцип его действия на основе анализа особенности распределения вектора Пойнтинга между дисковыми обмотками. Введено понятие об эквивалентности трансформаторов, позволив­шее избежать громоздких математических сложностей при выводе схемы замещения с отображе­нием на ней всех основных магнитных потоков в стали и окне дискового трансформатора. Полу­ченные на основе этого понятия семейства кривых распределения векторного потенциала и функ­ции потока привели к доказательству существования инвариантной поверхности в пределах пер­вичной дисковой обмотки, т.е. такой поверхности, на которой значения указанных величин не за­висят от нагрузки. С учетом этих кривых показано, что в отличие от цилиндрического в диско­вом трансформаторе сверхпоток (относительно потока холостого хода) при коротком замыка­нии возникает не в стержне, а в ближайшем к первичной обмотке стыковом ярме. При этом ан­типоток (противоположно направленный потоку холостого хода) в этом режиме протекает в стыковом ярме, ближайшем к короткозамкнутой вторичной обмотке. Полученные результаты следует рассматривать в качестве важного этапа на пути построения корректной теории трансформаторов с чередующимися дисковыми обмотками.

Биография автора

Мансур Акмелович Шакиров

Шакиров Мансур Акмелович окончил Ленинградский политехнический институт (ныне Санкт-Петербургский государственный политехни­ческий университет — СПбГПУ) в 1967 г. В 1980 г. защитил докторскую диссертацию. Профессор ка­федры «Теоретическая электротехника и электро­механика» СПбГПУ Петра Великого.

Литература

Васютинский С.В. Вопросы теории и расчета трансфор­маторов. М.: Энергия, Ленинградское отделение, 1970, 432 с.

Сергеенков Б.Н., Киселев В.М., Акимова Н.А. Электриче­ские машины. Трансформаторы/Под ред. И.П. Копылова. М.: Высшая школа, 1989, 352 с.

Рыськова З.А., Федоров П.Д., Жимерова В.И. Трансфор­маторы для электрической контактной сварки. Л.: Энергоаом- издат, 1990, 424 с.

Boyajian A. Resolution of transformer reactances into primary and secondary reactances. — AIEE Trans., pp. 805—810, Jun 1925.

Марквардт Е.Г. Электромагнитные расчеты трансформа­торов. М.: ОНТИ, Редакция энергетической литературы, 1938.

Cherry E.C. The duality between interlinkend electric and magnetic circuits and the formulation of transformer equivalent circuits. — Proc. of the Physical Society, vol. (B) 62, pp. 101—111, Feb. 1949.

Blume L.F., Boyajian A., Gamilly G., Lenox T.C. Minnec S. Montsinger M.V. Transformer Engineering: A treatise on the Theory, Operation and Application of Transformer. New York: Wiley, 1951.

Вольдек А.И. Схемы замещения индуктивно связанных цепей и их параметры. Таллин: Эстонское государственное из­дательство, 1952, 36 с.

Slemon G.R. Equivalent Circuits for Transformers and machines including nonlinear effects. — Proc. Inst. Elect. Eng., IV, 1953, vol. 100, pp. 129-143.

Пенчев П.Р. Въерху разсейването в трансформаторите. София: Техника, 1969.

Лейтес Л.В. Эквивалентная схема двухобмоточного трансформатора, опыты х.х. и к.з. М.: Труды ВЭИ, 1969, с. 277-297.

Leon F., Gomez P., Martinez-Velasco, Rioual M. Transformers in Power System ransients: Parameter Determination. Ed. Boca Raton, FL: CRC, 2009, ch. 4, pp.177-250.

Leon F., Farazmand A., Joseph. Comparing the T and Equivalent Circuits for the Calculation of Transformer Inrush Currents. - IEEE Trans. Power Delivery, vol.27, No. 4, pp. 2390-2397, October 2012.

Электродинамическая стойкость трансформаторов и ре­акторов при коротких замыканиях/Под ред. А.И. Лурье. М.: Знак, 2005, 520 с.

Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматоров. Ч. 1. — Электричество, 2014, № 9, с. 52-59.

Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматоров. Ч. 2. — Электричество, 2014, № 10, с. 53—65.

Шакиров М.А. Вектор Пойнтинга и новая теория транс­форматоров. Ч. 4. «Анатомия» трансформатора. — Электричест­во, 2017, № 3, с. 37—49.

Малыгин В.М. Локализация потока энергии в транс­форматоре (по поводу статьи М.А. Шакирова, Электричество, 2014, № 9 и 10). — Электричество, 2015, № 4, с. 60—65.

Брон О.Б. Электромагнитное поле как вид материи. М.: ГЭИ, 1962, 260 с.

Edwards J. and Saha T.K. Power flow in transformers via the Poynting vector. Proceedings of the Australasian Universities Power Engineering Conference: AUPEC 2000, pp. 86—91, 24—27 September 2000, Brisbane, Australia: Queensland University of Technology.

Todeschini G., Emanuel A.E. Poynting vector approuch to the study of power flow through a transformer. — Power Quality and Utilization, Journal, 2007, vol. XIII, No.1, pp. 129—137.

Туровский Я. Техническая электродинамика. М.: Энер­гия, 1974, 488 с.

Практикум по ТОЭ. Часть 3/Под ред. М.А. Шакирова. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2017, 300 с.

Шакиров М.А., Варламов Ю.В. Картины магнитных свер- и антипотоков в короткозамкнутом двухобмоточном трансформаторе. Ч. 1. Броневой трансформатор. — Электриче­ство, 2015, № 8, с. 9—19.
Опубликован
2019-03-20
Раздел
Статьи