Автореферат - ЮУрГУ

где Р С , Р ОБМ и Р С-ОБМ – мощность потерь в стали сердечника, мощность потерь вобмотке и мощность, затрачиваемая на нагрев обмотки со стороны сердечника,С С и С ОБМ – теплоемкости сердечника и обмотки, А С , А ОБМ и А С-ОБМ – теплоотдачисердечника и обмотки в окружающую среду и от сердечника к обмотке,τ С =Т С – Т ОС , τ ОБМ = Т ОБМ – Т ОС и τ С-ОБМ = τ С – τ ОБМ – перегрев сердечника относительноокружающей среды, обмотки относительно окружающей среды и сердечникаотносительно обмотки, составлено уравнение теплового баланса:dτСdτОБМPИР= СС⋅ + АС⋅ τС+ СОБМ⋅ + АОБМ⋅ τОБМ. (6)dtdtа) б)Рис. 7. Физическая двухмассовая тепловая модель дросселя:а) с трубчатым сердечником; б) с пластинчатым сердечникомНа основе системы уравнений (5) составлена энергетическая диаграммадросселя и структурная схема математической модели тепловых процессов,протекающих в дросселе (рис. 8).Расчет теплоотдачи А обмотки и сердечника ведется по следующим формулам:A = α ⋅ S , α=ε⋅λК f12 П ,Рис. 8. Структурная схема модели тепловых процессовв дросселеδ92⋅εК⋅λfα12Ц=. (7)d ⋅ln(d / d )121Здесь α – коэффициент теплоотдачи,S – площадь поверхности нагретоготела, с которой осуществляетсятеплопередача, ε К = λ ЭК /λ f = f(Gr·Pr) f– коэффициент конвекции, δ – толщинапрослойки, λ ЭК – эквивалентнаятеплопроводность, λ f – теплопроводностьохлаждающей среды в прослойкепри среднеарифметическойтемпературе стенок.На основе математического описанияи структурной схемы в программномпакете MatLab 6.5 + Simulink4.5 была разработана модель,описывающая тепловые процессы, протекающие в дросселе.Разработанная модель позволяет рассчитывать теплоемкости, коэффициентытеплоотдачи, значения температуры обмотки и сердечника.В ходе экспериментальных исследований проведена проверка адекватностиразработанной математической модели реальному объекту. Проведены тепловыеиспытания экспериментального макета дросселя, а также шести типономиналовдросселей, выпускаемых ООО «Горнозаводское объединение». Погрешностьрасчетов составляет не более 5–10 % (рис. 9).