Comments 76
Но нужно
PS Посмотрел что вы из Новосибирска, можно тогда еще вопрос доставки в регионы осветить? Доставку тоже СуперОкс организовали?
Xiao L. et al. Development of the world's first HTS power substation //IEEE Transactions on applied superconductivity. – 2012. – Т. 22. – №. 3. – С. 5000104-5000104.
Порядка единиц (1.5) Вт при 4 K (https://ws680.nist.gov/publication/get_pdf.cfm?pub_id=901013 — Fig.2 "MRI"; Gifford-McMahon; http://www.shicryogenics.com/products/4k-cryocoolers/ "RDK-408D2 are the standard for MRI… 2nd Stage Capacity 1.0 W @ 4.2 K… 1st Stage Capacity 40-50 W @ 43 K"; https://cryocoolerorg.wildapricot.org/resources/Documents/C16/009.pdf).
Электропитание МРТ-установки (SKYRA — http://mriquestions.com/uploads/3/4/5/7/34572113/skyra_planning_guide.pdf) — standby 7.2 kVA, highest average — 56 kVa, momentary 140 kVa. Требования к охлаждающей воде: отведение 200 тыс BTU в час (непрерывно-круглосуточно, холодопроизводительность ~60 кВт, чиллер на полтонны-тонну).
См.также https://geektimes.ru/post/291135/ Разбираем магнитно-резонансный томограф Astrei 17 июля 2017
Очень доволен, она супер прозрачная, довольно быстро застывает и очень твёрдая в итоге.
Передача постоянного тока не возможна потому что магнитопровод насытится на миллисекунды и превратится в "воздух". Обмотки не причем вообще
Не знаю ответа на этот вопрос. Но передача энергии в трансформаторе возможна лишь на изменяющемся токе->изменяющемся магнитном потоке в сердечнике (если он есть). На постояннке ток не может расти бесконечно, наступит насыщение сердечника и будет просто ещё, следовательно ток надо поворачивать в другую сторону с той или иной частотой. Если сердечника нет ток просто будет расти на несколько порядков быстрее, станет чрезмерным, появится дым и искры. В импульсных преобразователях используют инвертор тока (полуось например) или размагничивают магнитопровод в течении части периода. Или же используют накопительный трансформатор, он же многообмоточный дроссель (обратного вылета преобразователь), а нем ток имеет ее более ярковыраженную пилообразный форму
Значит всё-таки фрикам. Трансформатор связывает своим коэфициэнтом напряжения на обмотках. Если обмотки геометрически примерно одинаковы то это — строгое соотношение, следует напрямую из уравнений Максвелла и не зависит от постоянного/переменного тока. Да, там может быть и постоянное напряжение, но оно в итоге скорее всего окажется равным нулю, почему — см. ниже.
С током же всё сложнее — часть входного тока потребляется на поддержание тока нагрузки во вторичной обмотке, часть — на поддержку напряжений в обеих обмотках. Вторая составляющая — источник потерь, её стараются уменьшать. Меньше всего она получается при синусоидальном переменном токе большой частоты, с большими (по числу витков) обмотками. С постоянным током она будет не просто большая — она будет линейно и быстро расти до тех пор, пока ваш источник входного тока сможет держать этот ток, и закончится всё по сути коротким замыканием.
Если же вторичная обмотка замкнута накоротко, и в её цепи нет несверхпроводящих участков — другое дело. Так?
Тогда тоже будет короткое замыкание, но сразу. Такая вторичная обмотка не сможет принять напряжение, соответственно и трансформатор его потреблять не будет и превратится в нагрузку сопротивлением 0 ом.
Вопрос: как тогда запитать сверхпроводящий соленоид? По описаниям «на пальцах» там на входе есть перемычка, которая изначально не сверхпроводящая (температура выше критической). Затем на обмотку подается ток, а перемычка охлаждается, после чего ток уже идет по замкнутому контуру соленоида, а источник тока отключается. Вот как это провернуть, если нагрузка (соленоид) имеет сопротивление =0. Что использовать в качестве источника тока, чтобы оно могло работать в режиме КЗ (и только в нем, хоть и непродолжительное время, но на нехилых токах)?
в описании изобретения "трансформатор постоянного тока" есть фраза, что это трансформаторы постоянного тока, но работают от изменения тока в проводнике, вот как это понять?
Кстати, в трансформаторе признаком того что он трансформатор является постоянство магнитного потока сердечника. Обратноходовый трансформатор, работающий на накоплении энергии не является настоящим трансформатором, это дроссель, ведь в нем каждый период меняется поток
Этот принцип также используется в сверхпроводящих индуктивных накопителях энергии (СПИН/SMES).
Замыкают ли? Когда я спрашивал о том, как туда накачивают энергию, мне говорили о второй обмотке, которая накачивает всегда замкнутую сверхпроводящую.
Поэтому, боюсь коммерческий успех ВТСП трансформаторов может состояться, разве что в особо требовательных видах военной и космической техники или на особых по уровню пожаробезопасности объектах.
Еще может быть вполне применимо в центре крупного города, где места мало, а потребителей хватает.
Оффтоп. Что за ссылка на сайте у Fluke, что это за смешение стилей, как до такого вообще дойти можно было: fluke.com/fluke/ruru/analizatorы-ka4estva-эnergosnabjeniq/trehfaznыi/fluke-435-series-ii.htm
Очень интересно было почитать. Но есть и замечания
То что первичная и вторичная обмотка разделены каркасом, соответственно с большим зазором между ними очевидно ухудшает связь обмоток и противоречит правилам конструирования трансформаторов я могу понять. Веди обмотки надо омывать азотом, их проще мотать и вставлять в конструкцию по одной.
Но вообще не понимаю как это может работать в сети 220 В да ещё 50 Гц. Первичка 50 витков, какая у нее индуктивность страшно представить, навскидку килогерц на 50-100 будет работать, но не на 50 Гц. Иначе ток ХХ будет дикий, потери в железе тоже соответственно.
Магнитопровод вообще непонятно какой планируется. Вероятно ещё не дошло дело до него? Заявлены цифры в киловатты, переварить их может не каждый кусок железа, не говоря о том что он должен быть беззорный (замкнутый), иметь хорошую связь с обмотками и быть неизвестной конструкции.
Почему бы не взять кольцо из разряда аморфных, нанокристаллические и подобных материалов с высокой магнитной проницаемостью, уменьшив холостой ход и потери в магнитопроводе и спокойно полоскать его в азоте? Мне представляется что при таком подходе он хотя бы будет работать, а не "гудеть на все входящие 220"
Она зависит от количества витков, длинна тут не сильно важна. Ещё индуктивность определяется мегнитной проницаемостью сердечника. Максимальную проницаемость кстати имеет замкнутый сердечник.
Индуктивность первички влияет не на первичные токи, а на потери хх, перемагничивание и тп. Если трансформатор имеет ток ХХ много ампер серлечник будет кипеть и никакая сверхпроводимость не поможет
Wojtasiewicz G. Fault Current Limitation by 2G HTS Superconducting Transformer-Experimental Investigation //Acta Physica Polonica A. – 2016. – Т. 130. – №. 2. – С. 516-520.
Соответственно старались и сечение МП подобрать близкое к тому о чём говорилось в статье. Заявленные 10 кВА действительно носят идеалистический характер (если бы магнитопровод был идеальный), пока дело не дошло до сердечника. Благо конструкция разборная и с МП действительно можно будет поиграться. Аморфная сталь? Почему бы нет!
У них большой ассортимент редких клеев и не только.
Нужно только учитывать, что клей при схватывании этот клей немножко расширяется.
Попытался, исходя из описания и фотографий, прикинуть индуктивность первичной катушки — получилось около 130 мкГн (47 витков, диаметр 130 мм, длина намотки 240 мм). Что уже дает десятки килоампер при сетевом напряжении 230 В с частотой 50 Гц.
Выше не совсем верный скрин. Вернее, он верный если стартовать именно с перехода через ноль, но через некоторое время (около 10 минут по симуляции) синусоида тока опускается к нулю. Вот так выглядит устаканившийся процесс:
Не десятки, а единицы килоампер :)
Можно просто разделить 230 на (314*0.00013) ;-)))
Так не интересно :))
Затухание в вашей модели обусловлено либо некоторым сопротивлением источника, либо тем, что симулятор принудительно добавил к индуктивности некоторое активное сопротивление (LTspice, например, норовит 1 мОм добавить). По мне, так ввести:
.ac 50
v1 1 0 230 0
pa 1 2
l1 2 0 130u
.endи сразу получить
PA1: 5631.636448 А
интереснее :-)
Подключите первичную обмотку на сетевое напряжение, вторичную разомкните, замерьте ток и разделите 700 на силу тока в амперах, получите индуктивность первичной обмотки в миллигенри. Затем повторите со вторичной то же самое (он хоть и понижающий, но насыщаться там нечему, поэтому можно). Интересно узнать эти значения.
И какой кпд получился в итоге?
Хорошая статья!
Однако насчет ограничения токов короткого замыкания (КЗ) — к сожалению, сверхпроводящий трансформатор — не самое лучшее решение.
Дело в том, что трансформатор обладает довольно большим ИНДУКТИВНЫМ X=jwL сопротивлением (при наличии сердечника). При расчетах токов короткого замыкания, во всяком случае для силовых трансформаторов, именно оно является определяющим.
Чтобы не быть голословным, возьмем вот такой трансформатор
http://bemz.by/electro/transformers/90-tdn16000.html
Его сквозное сопротивление
Z=uk%/100Uном^2/Sном=10.5/10011^2/16=0.794 Ом
При этом активное сопротивление (на основе данных http://www.etk-oniks.ru/Maslyanye-transformatory/TDN-10000-16000.html)
R=dPkUном^2/Sном^2=(8510^-3)*11^2/16^2=0.04 Ом
Индуктивное сопротивление
X=корень(Z^2-R^2)=корень(0.794^2-0.04^2)=0.793 Ом
Рассчитаем ток короткого замыкания за трансформатором, на стороне 10 кВ:
чисто индуктивный: Ik=Uном/sqrt(3)/X=11/1.73/0.794=8008 А
с учетом активного сопротивления: Ik=Uном/sqrt(3)/X=115/1.73/86,79=7998 А
Собственно, непонятно, почему для ограничения величины токов КЗ нужно использовать такой неудобный способ, как сверхпроводник и жидкий азот вместо изменения геометрических размеров магнитопровода и обмотки (как это обычно делается)?
Для сколь-нибудь значимого ограничения ТКЗ надо, чтобы активное сопротивление проводов в несверхпроводящем состоянии было бы сопоставимо с индуктивным, т.е. раз в 20 больше, чем сейчас есть...
Если уж токи КЗ очень большие, последовательно с трансформатором обычно подключают токоограничивающий реактор (http://slavenergo.ru/reaktory), чтобы сэкономить на оборудовании.
Добавим сюда, что переменное сопротивление трансформатора создаст проблемы при расчете уставок защит самого трансформатора и сети за ним, т.к. ток КЗ при этом посчитать толком будет невозможно. Да и несинусоидальный ток при КЗ также может вступить в конфликт с некоторыми алгоритмами защит.
Добавим также сюда, что всякие кабели 10 кВ имеют активное сопротивление порядка 0.3...0.2 Ом/км, реактивное порядка 0.1 Ом/км. Т.е. активные потери в обмотках трансформатора на самом деле много меньше потерь в кабелях.
Также следует отметить, что потери от вихревых токов в сердечнике (13 кВт в нашем случае) никуда не денутся, т.к. сердечник не сверхпроводящий.
Сверхпроводящий трансформатор почти своими руками