2. Определение потерь и напряжения короткого замыкания трансформатора.
Потери основные:
К – постоянная зависящая от материала
М – масса обмотки
J – плотность тока
W – ко-во витков в обмотке
γ - плотность обмотки
Dср – средний диаметр
П – площадь сечения одного витка
J=I / П
Потери в отводах:
lотв – суммарная длина отводов
Кд – коэф добавочных потерь зависят от материала, формы провода и от его расположения.
Добавочные потери – из-за вытеснения тока в проводниках большого сечения.
Потери в конструк-ых деталях Рб – в виде % от номинальной мощности.
Реактив составляющая:
Uв =Uном / W – напряжение витка
Uкр=jx·Iном,высш ,%
3. Расчет потерь и тока холостого хода трансформатора.
Нужно знать: размеры МС, марку стали, толщину листа, индукцию (в стержне, ярме, стыках), кол-во и вид стыков стержней и ярм (схема шихтовки).
Потери холостого хода – это потери, возникающие в трансформаторе в режиме холостого хода, при номинальном синусоидальном напряжении на первичной обмотке и номинальной частоте, при разомкнутых других обмотках.
Потери холостого хода рассматриваются как основные и добавочные. Основные – потери в стали магнитопровода (стержнях и ярмах) – потери от гистерезиса и вихревых токов. К добавочным относят потери в стальных элементах конструкции остова трансформатора, обусловленные частичным ответвлением главного магнитного потока, а так же электрические потери в первичной обмотке вызванные током холостого хода, и диэлектрические потери в изоляции.
где Мi-масса участка;
pi-удельные потери, зависят от В и марки стали;
Пс-площадь стыка;
рс- удельные потери, зависят от В и марки стали
к – технологический коэффициент (учитывает влияние резки, термообработки и сборки пакетов и сборки остова).
Ток холостого хода определяется активной и реактивной составляющей.
А
ктивная
составляющая тока эквивалентна потерям
холостого хода, в %.
Реактивная составляющая тока .
QX – намагничивающая мощность необходимая для проведения номинального магнитного потока по магнитной системе.
где М – масса участка магнитной цепи; q – удельная намагничивающая мощность (определяется по таблицам); К – технологический коэффициент.
где qc – удельная намагничивающая мощность стыка.
Полный ток холостого хода
.
I0 – создает номинальный магнитный поток в магнитной системе, при этом напряжения в обмотках будут номинальными.
4. Основное уравнение проектирования
Основное уравнение проектирования электрических машин это уравнение, связывающее номинальную мощность машины с ее главными (основными) размерами, электромагнитными нагрузками и номинальной частотой вращения.
-
магнитный поток в воздушном зазоре.
;
Расчетная длина воздушного зазора, м,
D – диаметр якоря;
Kоб1 – обмоточный коэффициент. = 1.11 для sin поля.
KB – коэффициент формы поля;
nном – номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
– коэф. полюсного перекрытия 0.62-0.75; с увеличением возрастает использование машины. Однако чрезмерное ведет к полюсной дуги b, следовательно, ширина межполюсного окна(τ-bP), что приводит к проникновению основного потока в зону коммутации и ухудшению коммутации.
A-линейная нагрузка - количество проводников с током на единицу длины окружности якоря.
При А (при постоянной геометрии листа якоря) число проводников обмотки якоря N, число витков секции WC, сечение проводника J –плотность тока, сопротивление якоря потери и КПД, ухудшается тепловой режим машины, с WC увеличивается МДС якоря, ухудшаются показатели коммутации (возрастают реактивная ЭДС ер и ЭДС вращения еВР). Для улучшения коммутации необходимо увеличивать МДС дополнительных полюсов, за счет увеличения числа витков ОВ.
B- маг.инд. в воздушном зазоре – характеристика магнитной цепи.
СB (при постоянной геометрии листа якоря) BZ1 F Fz-
растёт суммарная МДС F, добавочные и основные потери в стали, Iов Ixx. Для обеспечения постоянства потока число витков ОВ,
потери в ОВ, КПД, ухудшается тепловой режим. Значение B определяется значение Вqd что приводит к ухудшению коммутации.
Кроме того при увеличении индукции в воздушном зазоре насыщаются отдельные участки магнитной цепи.