3. Расчёт плотностей токов в обмотках нн и вн

Средняя расчетная плотность тока в обмотках () в () определяется по формуле:

. (5.5)

3. Раскладка обмотки нн

Предварительное значение площади сечения витка в мм² :

. (5.6)

Число витков в слое обмотки:

. (5.7)

В (5.7) - число витков обмотки.

Обычно выполняется однослойная или двухслойная обмотка НН. При нечётном числе количество витков в слое двухслойной обмотки получается дробным, кратным половине витка. В этом случае переход из одного слоя в другой располагается со сдвигом в 180⁰ по окружности обмотки по отношению к расположению начала и конца обмотки.

Вследствие намотки витков по винтовой линии по высоте слоя требуется уложить витков. Следует учитывать также, что возможна неплотная намотка и стремление катушки спружинить после снятия её с оправки после намотки, что требует введения поправочного коэффициента, принимаемого равным 1,03.

Обмотки трансформатора выполняются из провода с круглой или прямоугольной формой поперечного сечения. Если площадь сечения витка s₁ 16 мм², то применяется провод круглого сечения. Порядок укладки обмоток из провода с круглым поперечным сечением рассмотрен на примере обмотки ВН (п.5.2.5). Если же площадь сечения витка s₁16 мм², то применяется провод с прямоугольным поперечным сечением.

В том случае, если площадь сечения витка >40 – 50мм², то целесообразно для уменьшения потерь от вихревых токов и удобства намотки обмотки выполнить сечение витка из нескольких параллельных проводов, суммарная площадь поперечного сечения которых примерно равна площади поперечного сечения витка. При этом площадь сечения каждого из параллельных проводов целесообразно выбирать в пределах 25 - 40 мм² .

Осевой размер витка из провода прямоугольного сечения с изоляцией определяется следующим образом:

. (5.8)

В (5.8) - действительная высота катушки НН в мм, которая после выбора провода должна быть близка к расчётной высоте обмотки, но не более её;- осевой размер прямоугольного провода без изоляции, мм;- расчётный размер изоляции проводника на одну сторону, мм.

Расчётный размер изоляции принимается на 0,1 мм больше истинного размера для обеспечения запаса для нормального размещения обмоток в окне

(5.9)

где - стандартный размер изоляции (находится по таблице Б3 сортамента обмоточного провода).

Осевой размер провода без изоляции:

. (5.10)

Радиальный размер прямоугольного провода без изоляции в мм:

, (5.11)

где 1,02 – учитывает округление кромок проводов прямоугольного сечения, в мм².

По таблице Б3 выбирается наиболее близкий к расчётному сечению и размерам "" и "" провод. Если в сортаменте нет провода с требуемым размером "", сечение витка можно составить из нескольких ( не более 8 ) параллельных проводов. При выборе нескольких параллельных проводов, необходимо, чтобы радиальные размеры "" этих проводов были бы одинаковыми.

Суммарное сечение всех проводников, составляющих виток, должно быть по возможности близким к заданному сечению , определяемому по (5.6).

Проводники могут наматываться “плашмя” или “на ребро”. При намотке “плашмя” больший размер провода располагается в осевом направлении. При намотке “на ребро” больший размер провода располагается в радиальном направлении. Намотка “на ребро” трудоёмка и приводит к увеличению добавочных потерь в обмотке. Поэтому, по возможности, следует её избегать либо применять только в тех случаях, когда 1,3 < < 3,0.

Рассчитанная высота обмотки должна быть на 5 – 15 мм меньше заданной высоты (Н_о).

Высота обмотки проверяется по формуле:

, (5.12)

где - число параллельных проводников по высоте витка.

По высоте витка может быть расположено либо проводников, либопроводников (как выполнено в примерном расчёте настоящих указаний).

Размеры выбранного провода (в мм) записываются в виде условной дроби.

Марка провода . (5.13)

По полученному в результате выбора из сортамента сечению витка уточняется действительная плотность тока в обмотке в А/мм² :

. (5.14)

В (5.14) ,- сечение одного проводника, мм² .

Полный радиальный размер обмотки равен толщине всех слоёв с радиальным размером каждого слояплюс ширина вертикального охлаждающего канала (если он имеется). В случае отсутствия вертикального канала между слоями устанавливают прокладку из электрокартона толщиной 0,5 мм. Толщина прокладки учитывается при расчёте введением размера.

Таким образом, если намотка состоит из двух слоёв с каналом между ними

шириной , мм, то полная ширина обмотки в окне (мм):

. (5.15)

Радиальный размер обмотки без канала, мм :

(5.16)

Для схемы 1 .