Расчет непрерывных обмоток вн из прямоугольного провода

Выбор проводника обмотки

.

h_кан=0,005 м.

Полное сечение одного эффективного проводника

П_в,вн = n_прв П_пр,вн = 1 ∙ 35,14 ·10^-6 = 35,14·10^-6 м².

Плотность тока

J_вн = I_ф,вн / П_в,вн = 86,6 / 35,14 ·10^-6 = 2,464 ·10⁶ А/м².

Число катушек на одном стержне

n_кат = (H_о + h_кан) / (b' + h_кан) = (0,5628 + 0,005) / (0,00938 + 0,005) = 40.

Устанавливается n_кат = 40.

Число витков в катушке

W_кат = W_вн / n_кат = 280 / 40 = 7.

Уточненная высота обмотки

H_о,вн = b' n_кат+ K_y (h_кан (n_кат – 2) + h_канр) =

= 0,00938 · 40 + 0,93 · (0,005 · (40 – 2) + 0,009) = 0,56027 м,

где коэффициент усадки в среднем можно принять равным K_y = 0,93, а высота канала в месте разрыва обмотки может быть принята равной h_канр=0,009 м.

Радиальный размер обмотки,

- без экрана

а₂ = a' n_пр · W_кат = 0,00438 · 1 · 7 = 0,03066 м;

- с экраном

а'₂ = а₂ + 0,005 = 0,03066 + 0,005 = 0,03566 м.

Наружный диаметр обмотки ВН,

- без экрана

D"_2б = D'₂ + 2 а₂=0,2437 + 2 · 0,03066 = 0,30502 м;

- с экраном

D"₂ = D'₂ + 2 а'₂ = 0,2437 + 2 · 0,03566 = 0,31502 м.

Уточненные значения, необходимые для расчета режимов короткого замыкания и холостого хода

Ширина канала

а_Р = а₁₂ + (а₁ + а₂) / 3 = 0,009 + (0,02784 + 0,03066) / 3 = 0,0285 м.

Средний диаметр между обмотками высшего и низшего напряжений

D₁₂ = D"₁ + а₁₂ = 0,2257 + 0,009 = 0,2347 м.

Соотношение между основными размерами трансформатора

Устанавливается величина высоты наибольшей катушки

H_о = max(H_о,_нн,H_о,_вн) = max(0,55843, 0,56027) = 0,56027 м.

Изоляционные расстояния между обмотками НН и ВН от ярма

(табл. 25[1] и 26[1])

НН h₀₁ = 20·10^-3 м;

ВН h₀₂ = 30·10^-3 м.

Полная высота окна H с учетом изоляции устанавливается по высоте

катушек

H_нн = H_о,нн + 2 · h₀₁ = 0,55843 + 2 · 0,02 = 0,59843 м;

H_вн = H_о,вн + 2 · h₀₂ = 0,56027 + 2 · 0,03 = 0,62027 м;

Н = max (H_нн,H_вн) = max (0,59843, 0,62027) = 0,62027 м.

Коэффициент, устанавливающий соотношения между основными

размерами

β = πD₁₂ / H_о = 3,1416 · 0,2347 / 0,56027 = 1,316.

Полученное значение β сравнивается с ранее принятым β

Расстояние между осями соседних стержней

A = D"₂ + а₂₂ = 0,31502 + 0,01= 0,32502 м,

где а₂₂ = 0,01 м, по табл. 26[1].

Длина магнитопровода

l_m = 2 A + D₀ = 2 · 0,32502 + 0,16 = 0,81004 м.

Расстояние между крайними витками с током обмоток НН и ВН

h_x = | H_о,нн – H_о,вн | = |0,55843- 0,56027| = 0,00184 м.

Отношение размеров h_x и H_о

χ = h_x / H_о = 0,00184 / 0,56027 = 0,003284.

Коэффициент рассеяния σ

.

Коэффициент, учитывающий отклонение реального поля от идеального,

(коэффициент Роговского)

k_р = 1 – σ (1 – e ^{-1 / σ} ) = 1 – (1 – 2,71828^{-1 / 0,0383}) = 1 – 0,0383 = 0,962.

Коэффициент учёта неравномерного распределения витков

по высоте

.

Коэффициенты для расчета добавочных потерь

β_д,нн = k_р · Н_о,нн / H_о = 0,962 · 0,55843 / 0,56027= 0,959;

β_д,вн = k_р · Н_о,вн / H_о = 0,962 · 0,56027 / 0,56027= 0,962.

Коэффициенты, учитывающие добавочные потери от вихревых токов,

вызванных собственными магнитными полями рассеяния обмоток