Анотація
В роботі наведено причини і виконане обґрунтування доцільності впровадження на етапі проектування розподільчого трансформатора з економічно обґрунтованою і оптимальною конструкцією - методу моделювання поля температур на підставі вирішення рівняння Пуассона, якому відповідає будь-яке стаціонарне температурне поле з внутрішніми джерелами тепла. За приведеною формалізацією математичної моделі до виду рівняння Пуассона, підґрунтям якої є результати вирішення задачі флюїдної динаміки по рівнянням Нав’є - Стокса, виконано розрахунки поля швидкості масла у системі охолодження фази трансформатора у двомірній аксіальній системі координат та на підставі їх значень розраховано поле температур. Для підкреслення важливості вирішення задачі Нав’є - Стокса, наведено результати розрахунку поля температур без урахування швидкості руху охолоджуючої речовини - масла. Виконане моделювання теплової підсистеми доцільне для впровадження в наукових розробках відповідних електромагнітних пристроїв і в навчальному процесі, оскільки дозволяє здійснювати обґрунтований вибір магнітної індукції в стрижні магнітопроводу і густини струму в обмотках за показником припустимих в них температур нагріву.
Ключові слова
Моделювання; Розподільчий трансформатор; Моделювання теплообміну конвекцією; Поле швидкості; Поле температур; Теплова підсистема
In this paper the reasons are given and justification has been carried out for the implementation feasibility on the design phase of distribution transformer with economically reasonable and optimal construction - of temperature field simulation method based on Poisson equation solving, to which any stationary temperature field with internal
heat sources corresponds. According to the given formalization of mathematical model to the Poisson equation form, the basis of which are results of solving the problem in fluid dynamics according to Navier - Stokes equations, calculations of the oil velocity field in the cooling system of transformer phase in a two-dimensional axial coordinates
system were performed and on the basis of their values temperature field was calculated. To underline the importance of solving the Navier - Stokes problem, the results of temperature fields calculation without the movement velocity of the cooling material – oil - are given. Simulation of the thermal subsystem appropriate for implementation
in the relevant scientific developments of electromagnetic devices and in the learning process was performed because it enables informed choice of magnetic induction in the magnetic core and the current density in the windings according to parameters of allowable in them heating temperatures.
Key words: Modeling; Distribution transformer; Heat transfer simulation by convection; Speed field; Temperature field; Heat subsystem.
