Расчёт магнитной системы трансформатора

 

Определение размеров магнитной системы и массы стали по параграфу 8-1.

Принята конструкция трёхфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки Э330А,0,35 мм по рис 4.

Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по таблице (8-1б) для стержня диаметром 28 см без прессующих пластин. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в одной половине сечения стержня при 8 ступенях

Номер пакета	Ширина пакета, см	Толщина пакета, см	Площадь сечения, см2
1	27.0	3.7	99.9
2	25.0	2.6	65.0
3	23.0	1.7	39.1
4	21.5	0.9	19.35
5	19.5	1.1	21.45
6	17.5	0.9	15.75
7	13.5	1.3	17.55
8	10.5	0.7	7.35

 

Полное сечение стержня по пакетам: П_ф.с = 570.9 см²;

Активное сечение: П_с = k_з´П_ф.с = 0.97´570.9 = 553.3 см²

 

Размеры пакетов ярма по таблице (8-1б):

Номер пакета	Ширина пакета, см	Толщина пакета, см	Площадь сечения, см2
1	27.0	3.7	99.9
2	25.0	2.6	65.0
3	23.0	1.7	39.1
4	21.5	0.9	19.35
5	19.5	1.1	21.45
6	17.5	0.9	15.75

 

Полное сечение ярма по пакетам по таблице (8-2): П_ф.я = 591.1 см²;

Активное сечение ярма:

П_я = k_з´П_ф.я = 0,97´591.1 = 57.3 см²

 

Длина стержня по таблице (4-5):

 

l_с = l+2l₀₂=98+2´7.5 = 113 см

 

Расстояние между осями соседних стержней:

 

С = D₂`` + a₂₂ =54.4+3.0 = 58 см

 

Масса стали в ярмах магнитной системы рассчитываем по (8-11)–(8-13)-(8-15):

 

G_я = G_я` + G_я`` = 2П_я´2Cγ_ст+2G_y = 2´0,0573´2´7650´0,58+2´101,7 = 1220 кг

 

где с=3 – число активных стержней.

=7650 кг/м³ – плотность холоднокатанной стали.

Масса стали угла магнитной системы

кг

Масса стали в стержнях магнитной системы рассчитываем по (8-16)–(8-18):

 

G_с = G_с` + G_с`` = 1434 + 37,5 = 1471,5 кг

 

Где:

 

G_с` = с´l_с´П_с´g_ст´10^-6 = 3´113´553´7650´10^-6 = 1434 кг

 

G_с``= с´(П_с´а_1я´g_ст´10^-6 – G_у) = 3 (553´27´7650´10^-6 – 101,7) = 37,5 кг

Общая масса стали:

 

G_ст = G_я + G_с = 1471,5 + 1220 = 2691 кг

 

Расчёт потерь холостого хода

 

Расчёт потерь холостого хода производим по параграфу 8.2

Индукция в стержне:

 

В_с =  = =1.584 Тл.

 

Индукция в ярме:

 

В_я =  = =1.529 Тл

 

Индукция на косом стыке

 

В_кос. =  =  = 1.12 Тл

 

Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по таблице (8-4):

При В_с = 1.584 Тл, р_с = 1,252 Вт/кг; р_зс = 0.0964 Вт/см²

При В_я = 1.529 Тл, р_я = 1,137 Вт/кг; р_зя = 0.0879 Вт/см²

При В_кос. = 1.12 Тл, р_кос = 4,37 Вт/кг

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь применим выражение (8-31):

k_п.р. = 1,05; k _п.з. = 1,02;_. k _п.я. = 1,00; k _п.п. = 1.03; k _п.ш. = 1.06

k _пу = 10,18

k _ф = 2(с-1)=4

Тогда потери холостого хода:

 

вт

 

что на % выше заданного значения.

 

Расчёт тока холостого хода

Расчёт тока холостого хода производим по параграфу 8.3.

По таблице (8-11) находим удельные намагничивающие мощности:

При В_с = 1.584 Тл, q_с = 1.61 ВA/кг; q_зс = 21150ВA/м²

При В_я = 1.529Тл, q_я = 1.4 ВA/кг; q_зя = 18000 Вт/м²

При В_кос. = 1.12 Тл, q_кос = 2800 ВА/кг

9.1. Для принятой конструкции магнитной системы и технологии её изготовления используем (8-43), в котором по параграфу 8.3 принимаем коэффициенты:

 

k_т.р. = 1.18; k _т.з. = 1.0; k _т.я. = 1; k _т.п. = 1.33;

k _т.ш. = 1.06. k _т.у = 42.41 k _т.п = 1.05

 

вт

Ток холостого хода

Активная составляющая тока холостого хода:

 

i_0а = = 0.18 %

 

Реактивная составляющая тока холостого хода:

 

i_0р = =0.78 %

 

Ток холостого хода: i₀ = 0.8%

 

что на % ниже заданного значения.

КПД трансформатора: %