10 Расчет магнитной системы трансформатора

10. 1 Определение размеров магнитной системы

Сечение стержня представляет собой ступенчатую фигуру, симмет­ричную относительно взаимоперпендикулярных осей. Форма сечения ярма повторяет форму сечения стержня, за исключением нескольких крайних па­кетов, которые объединяются в один пакет для увеличения опорной поверх­ности ярмовых балок. Прямоугольная форма сечения ярма не рекомендуется для плоских магнитных систем, собираемых из пластин холоднокатаной ани­зотропной стали, т.к. приводит к увеличению расхода стали и возрастанию добавочных магнитных потерь.

Выбор числа и размеров пакетов в сечении стержня плоской магнит­ной системы должен быть сделан так, чтобы площадь ступенчатой фигуры его поперечного сечения, вписанного в окружность, была максимально воз­можной. Ширина пакетов (пластин), образующих ступенчатую фигуру стержня и ярма магнитной системы, должна выбираться так, чтобы при ширине поло­сы рулона 650, 750, 800, 860 или 1000 мм с учетом обрезки кромки с двух сторон по 3 - 7 мм можно было получить раскрой стали с минимальными от­ходами. Ширина пластин (пакетов) в настоящее время нормализована, и пластины для силовых трансформаторов должны изготавливаться шириной от 40 до 985 мм через 5 мм.

Рисунок 12 – Сечение стержня без прессующей пластины и ярма по табл. 23 для стержня диаметром 9,5 см:

а)сечение стержня;

б) сечение ярма

Размеры пакетов

D	nc	kkp	nя	aя	Размеры пакетов в стержне a b мм
11	6	0,905	5	65	10516	9511	857	754	654	654	407

Площадь ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня, см

см²

Площадь ступенчатой фигуры поперечного сечения ярма, см

см²

После определения площади ступенчатых фигур необходимо рассчитать активные сечения стержня и ярма.

Активное сечение стержня,

см²

Активное сечение ярма,

см²

где - коэффициент заполнения стали

После определения полных и активных сечений стержня и ярма для плоской шихтованной магнитной системы находят её основные размеры - длину стержня и расстояние между осями стержней (рисунок 8).

см,

Рисунок 13 - К определению размеров плоской магнитной системы

Расстояние между осями соседних стержней, см,

см,

где- внешний диаметр обмотки ВН, см;

- расстояние между обмотками соседних стрежней, определяемое классом изоляции обмотки ВН, мм.

Значение С округляем до 0,5 см.

см.

10.2 Расчет массы магнитной системы

Масса стали в стержнях и ярмах плоской шихтованной магнитной системы определяется путем суммирования масс прямых участков и углов. Углом магнитной системы называется её часть, ограниченная объемом, образованным пересечением боковых призматических поверхностей одного из ярм и одного из стержней (рисунок 9).

Рисунок 14 - К определению объема одного угла плоской магнитной системы

Для магнитной систем с размерами пакетов стержней и ярм по таблице 1 [2] объем угла может быть, как указано выше, принят по таблице 2 [2]. Масс стали угла при многоступенчатой форме сечения, кг,

кг

Масса стали ярм может быть определена как сумма двух слагаемых:

- массы частей ярм, заключенных между осями крайних стержней

- массы стали в частях ярм, заштрихованных на рисунке 9.

кг

где с - число активных стержней для трехфазного трансформатора с = 3;

- активное сечение ярма, см²;

С - расстояние между осями обмоток соседних стержней cм.

кг

Полная масса двух ярм, кг,

кг

Масса стали стержней при многоступенчатой форме сечения ярма определяется как сумма двух слагаемых

кг

где - масса стали стержней в пределах окна магнитной системы;

- масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма (места, заштрихованные на

рисунке 9), кг.

Величины иопределяются соотношениями:

кг

кг

где - ширина пластины первого пакета ярма (рисунок 9).

Полная масса стали плоской магнитной системы, кг,

кг