Магнитная цепь и параметры холостого хода

Магнитная индукция в стали стержня сердечника

В_с = U_в / (· π · f ⋅ П_с) = 6,22 / (1,414 · 3,1416 · 50 · 0,017616) = 1,59 T.

Магнитная индукция в стали ярма

В_я = U_в / (· π · f ⋅ П_я) = 6,22 / (1,414 · 3,1416 · 50 · 0,01808) = 1,55 T.

Магнитная индукция в углах

В_у ≈ В_с = 1,59 T.

Средняя индукция в косом стыке

T.

Удельные магнитные потери электротехнической стали марки 3405 с

толщиной листа 0,3 мм могут быть установлены по табл. 38[1]:

по индукции в стержнях Р_с = 1,13 Вт/кг;

по индукции в ярме Р_я = 1,055 Вт/кг.

Коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми К_пр и

косыми К_к стыками устанавливаются по значению индукции в углах В_y

из табл. 39[1]:

К_пр = 2,95;

К_к = 1,81.

Потери холостого хода (в стали магнитопровода)

= 1,1 ∙ (260,12 ∙ 1,13 + 108,70 ∙ 1,055 + 17,77 ∙ 2,95 ∙ 2 ∙ (1,13 + 1,055) / 2 +

+ 17,77 ∙ 1,81 ∙ 4 ∙ (1,13 + 1,055) / 2) = 730,08 Вт,

где - число углов с прямыми стыками листов n_прс = 2;

- число углов с косыми стыками листов n_к = 4;

- коэффициенты, учитывающие добавочные потери в

магнитопроводе:

K₁ = 1,1 - при отжиге листов; K₁ = 1,17 - при отсутствии отжига.

Принимается K₁ = 1,1.

Полученное значение потерь сравнивается с P_x, указанным в ТЗ:

ΔP_o = (1 – P_x / P_o) · 100 = (1 – 1200 / 730,08) ·100 = – 64,37 %.

Удельные намагничивающие потери (табл. 38[1]):

- по индукции в стержнях q_с = 1,487 ВА/кг;

- по индукции в ярме q_я = 1,352 ВА/кг.

Удельные намагничивающие мощности (табл. 38[1]):

- по средней индукции в косом стыке

q_з,к = 2330 ВА/м²;

- по индукции в стержне для прямого стыка стержня

q_з,с = 18600 ВА/м²;

- по индукции в ярме для прямого стыка ярма

q_з,я = 16260 ВА/м².

Коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей

мощности в углах с прямыми и косыми стыками, принимаются из

табл. 38[1] по значению индукции в углах В_y.

Устанавливаются коэффициенты: K'_np = 15;

K'_к = 3.

Суммарная намагничивающая мощность для всех стыков

= 0,017616 · 18600 · 1 + 16260 · 2 · 0,01808 + 4 · 1,414 · (0,017616 +

+ 0,01808) / 2 · 2330 = 1150,87 Вар,

где для трехстержневого трансформатора n_з,с = 1; n_з,я = 2; n_з,к = 4.

Намагничивающая мощность всей магнитной системы

=1,65 · (260,12 · 1,487 + 108,70 · 1,352 + 17,77 · (1,487 + 1,352) / 2 ⋅

· (2 · 15 + 4 · 3) + 1150,87) = 4527,7 Вар,

где К'₂ =1,65 - при отжиге листов;

К'₂=2,3 - при отсутствии отжига.

Устанавливается коэффициент К'₂ = 1,65.

Относительное значение тока холостого тока

i_o = Q_x / (10 ⋅ S) = 4527,7 / (10 · 450) = 1,006 %.

Полученное значение тока холостого хода сравнивается с установленным в ТЗ:

ΔP_o = (1 – i_x / i₀) ⋅100 = (1 – 2,0 / 1,006) = – 98,8 %.

Согласно ГОСТ 11920-85 отклонение расчётной величины от

нормированной не должно превышать ±15 %.

Относительное значение активной составляющей тока

i_o,а= P_o / (10⋅S) = 730,08 / (10 · 450) = 0,16 %.

Относительное значение реактивной составляющей тока

.

Принимаем в качестве первичной обмотки обмотку ВН,

в качестве вторичной обмотки обмотку НН.

Коэффициент нагрузки при номинальном режиме

.

Суммарные потери трансформатора принимаются, равными сумме

потерь холостого хода, и потерь короткого замыкания:

ΣP ≈ P_o+ k_β · P_кз = 730,08 + 1 · 6226,53 = 6956,61 Вт.

Изменение напряжения в процентах от номинального вторичного

напряжения

Δu ≈ k_β · (u_a · сosφ₂+u_p · sinφ₂) = 1 · (1,384· 0,8 + 5,5 · 0,6) = 4,41 %,

где sinφ₂ =.

В соответствии с ГОСТ 1516.1-87 отклонение расчетной величины

от нормативной должно составлять не более ±10 %.

Напряжение на выводах вторичной обмотки

U₂ = U_2ном · (1 – Δu / 100) = 690 · (1 – 4,41 / 100) = 659,57 В.

Коэффициент полезного действия

Максимальное значение коэффициента полезного действия

.

Коэффициент нагрузки, при котором η = η_мах: