Примеры расчета. Расчет магнитной системы трансформатора

Трансформатор типа TM-1600/35 Вариант 1м – медные обмотки

Определение размеров магнитной системы и массы стали по § 8.1.

Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404, 0,35 мм по рис. 8.13.

Рис. 8.13. Трансформатор типа ТМ-1600/35, вариант 1М –

медные обмотки: а - сечение стержня и ярма; б -основные

размеры магнитной системы

Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.3 для стержня диаметром 0,260 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.3

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо (в половине поперечного сечения), мм
	250×35	250×35
	230×25	230×25
	215×13	215×13
	195×13	195×13
	175×10	175×10
	155×8	155×23
	120×9	-
	105×6-

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) 0,238 м. Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл. 8.7 П_ф,с=490,6 см² =0,04906 м²; ярма - П_ф,я=507,1 см² =0,05071 м². Объем угла магнитной системы

Активное сечение стержня

активное сечение ярма

Объем стали угла магнитной системы

Длина стержня

Расстояние между осями стержней

Массы стали в стержнях и ярмах магнитной системы рассчитываем по (8.6), (8.8) - (8.13).Масса стали угла магнитной системы

Масса стали ярм

Масса стали стержней

где

g"_c по (8.13).

Общая масса стали

Расчет потерь холостого хода по § 8.2.

Индукция в стержне

Индукция в ярме

Индукция на косом стыке

Площади сечения немагнитных зазоров на прямом стыке среднего стержня равны соответственно активным сечениям стержня и ярма.

Площадь сечения стержня на косом стыке

Удельные потери для стали стержней, ярм и стыков по табл. 8.10 для стали марки 3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:

при В_с= 1,588 Тл р_с = 1,269 Вт/кг; рз=974 Вт/м²;

при В_я= 1,537 Тл р_я=1,163 Вт/кг; рз = 900 Вт/м²;

при В_кос = 1,123 Тл р_кос = 445 Вт/м².

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали, и удаления заусенцев для определения потерь применим выражение (8.32).

На основании § 8.2 и табл. 8.12 принимаем k_п,p=1,05; k_п,з=1,00; k_п,я=1,00; k_п,п=1,03; k_п,ш=1,05.

По табл. 8.13 находим коэффициент k_п,у=10,18. Тогда потери холостого хода

или 3402/3100·100=109,7% заданного значения

Расчет тока холостого хода по § 8.3.

По табл. 8.17 находим удельные намагничивающие мощности:

при В_с =1,588 Тл q_c=1,715 В·А/кг; q_с,з=18480 В·А/м²;

при В_я=1,537 Тл q_я=1,474 В·А/кг; q_я,з=15580 В·А/м²;

при В_кос =1,123 Тл q_кос=2620 В·А/м².

Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем (8.43), в котором по § 8.3 и табл. 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты: k_т,р = 1,18; k_т,з=1,00; k_т,я=1,00; k_т,пл=1,32; k_т,ш=1,05.

По табл. 8.20 находим коэффициент k_т,у=42,40, тогда намагничивающая мощность холостого хода

Ток холостого хода

,

или 0,971·100/1,3=74,7 % заданного значения.

Активная составляющая тока холостого хода

Реактивная составляющая тока холостого хода

Трансформатор типа ТМ-1600/35. Вариант ІІА - алюминиевые обмотки

Определение размеров магнитной системы и массы стали по § 8.1.

Принята конструкция трехфазной плоской шихтованной магнитной системы, собираемой из пластин холоднокатаной текстурованной стали марки 3404, 0,35 мм по рис. 8.14. Стержни магнитной системы скрепляются бандажами из стеклоленты, ярма прессуются ярмовыми балками. Размеры пакетов выбраны по табл. 8.3 для стержня диаметром 0,250 м без прессующей пластины. Число ступеней в сечении стержня 8, в сечении ярма 6.

Размеры пакетов в сечении стержня и ярма по табл. 8.3

№ пакета	Стержень, мм	Ярмо (в половине поперечного сечения), мм
	240×35	240×35
	220×24	220×24
	200×16	200×16
	180×12	180×12
	155×11	155×11
	140×6	140×17
	120×6	-
	100×5	-

Общая толщина пакетов стержня (ширина ярма) - 0,230 м.

Площадь ступенчатой фигуры сечения стержня по табл. 8.7.

Рис. 8.15. Трансформатор типа ТМ-1600/35, вариант IIА

алюминиевые обмотки:а - сечения стержня и ярма;

б - основные размеры магнитной системы.

ярма

Объем угла магнитной системы

Активное сечение стержня

активное сечение ярма

Объем стали угла магнитной системы

Длина стержня магнитной системы

Расстояние между осями стержней

Массы стали в стержнях и ярм ах магнитной системы рассчитываем по (8.6), (8.8) - (8.13).

Масса стали угла магнитной системы

Масса стали ярм

Масса стержней

где

;

С"c по (8.13)

.

Общая масса стали трансформатора

Расчет потерь холостого хода по § 8.2.

Индукция в стержне

Индукция в ярме

индукция а косом стыке

Площади немагнитных зазоров на прямом стыке на среднем стержне равны соответственно активным сечениям стержня и ярма. Площадь зазора на косом стыке на крайних стержнях

Удельные потери для стали стержней, ярм и для стыков находим по табл. 8.10 для стали марки 3404 толщиной 0,35 мм при шихтовке в две пластины:

при В_с =1,563 Тл qc=1,213 В·А/кг; q_з=940 В·А/м²;

при В_я=1,541 Тл qя=1,169 В·А/кг; q_я,з=908 В·А/м²;

при В_кос =1,105 Тл qкос=435 В·А/м².

Для плоской магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми стыками на среднем стержне, с многоступенчатым ярмом, без отверстий для шпилек, с отжигом пластин после резки стали и удаления заусенцев для определения потерь холостого хода применим выражение (8.32).

На основании § 8.2 и табл. 8.12 принимаем коэффициенты: k_п,p=1,05; k_п,з=1,00; k_п,я=1,00; k_п,п=1,03; k_п,ш=1,05

По табл. 8.13 находим коэффициент k_п,у=10,18. Потери холостого хода

что составляет 3273·100/3100=105,6 % заданного значения.

Расчет тока холостого хода по § 8.3

По табл. 8.17 находим намагничивающие мощности:

при В_с =1,563 Тл q_c=1,590 В·А/кг; q_с,з=20900 В·А/м²;

при В_я=1,541 Тл q_я=1,500 В·А/кг; q_я,з=19390 В·А/м²;

при В_кос =1,105 Тл q_кос=2500 В·А/м².

Для принятой конструкции магнитной системы и технологии ее изготовления используем (8.43), в котором по § 8.3 и табл. 8.12 и 8.21 принимаем коэффициенты:

k_т,р = 1,18; k_т,з=1,00; k_т,я=1,00; k_т,пл=1,32; k_т,ш=1,05.

По табл. 8.20 находим коэффициент k_т,у=42,40, тогда намагничивающая мощность холостого хода

Ток холостого хода

или 0,920·100/1,3 = 70,8% заданного значения.

Активная составляющая тока холостого хода

Реактивная составляющая тока холостого хода