Конструкция магнитопровода. разработка поперечного сечения стержней и ярм. раскрой стали. стяжка пластин магнитопровода. магнитопроводы из холоднокатаной стали. бесшпилечная прессовка.

Основные сведения о типах и принципиальном устройстве магнитопроводов изложены в гл. XI.

В конструктивном отношении под магнитопроводом правильнее подразумевать остов трансформатора, представляющий собой собственно магнитопровод с прессущими балками и прочими деталями крепления. Остов трансформатора должен обладать механической прочностью и устойчивостью. Эти свойства важны потому, что остов трансформатора, кроме своего основного назначения — служить магнитной цепью для прохождения главного магнитного потока, одновременно является механической основой трансформатора. На остове укрепляются обмотки, отводы, а также (у большинства конструкций трансформаторов габаритов I, II, III) крышка бака с вводами, переключателями и прочей арматурой.

Разработка конструкции магнитопровода обычно начинается с разработки сечения стержня по заданному его диаметру.

В заводской практике значения диаметров нормализованы и могут быть выбраны по шкале, приведенной в табл. 14.1. Для учебных расчетов, разумеется, могут быть выбраны любые промежуточные значения диаметров (кратные 5).

Ступенчатая, близкая к круглой, форма сечения стержня вызвана круглой цилиндрической формой обмоток, насаживаемых на стержень. При круглой форме обмоток получается наименьшая средняя длина витка (на 12% короче, чем при квадратной), что дает минимальный расход обмоточного провода. Кроме того, круглые катушки более прочны механически и менее трудоемки в изготовлении.

Для наибольшего заполнения сталью площади круга число ступеней желательно брать возможно большим. Однако увеличение числа ступеней усложняет конструкцию и изготовление магнитопровода, так как увеличивается количество позиций пластин. Поэтому на практике число ступеней ограничивается некоторой оптимальной величиной в зависимости от значения диаметра согласно табл. 14.1.

Таблица 14.1

Диаметр стержня D, мм	Число ступеней	Число каналов	Диаметр стержня D, мм	Число ступеней	Число каналов
		—			_
		—
		—
ПО		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—
		—

Но при одном и том же числе ступеней наибольшая теоретическая площадь сечения ступенчатой фигуры получается лишь при определенных соотношениях между шириной пластин (пакетов) и диаметром. Эти соотношения для числа ступеней от 1 до 6 приведены на рис. 14.1.

Однако практически приходится отступать от найденных теоретических значений размеров пластин по следующим причинам:

1. Во избежание чрезмерно большого ассортимента размеров пластин по их ширине в производстве и с целью иметь наименьшие отходы электротехнической стали при ее раскрое из стандартных листов или полос размеры пластин по их ширине нормализованы, и сечение стержня может быть составлено только из пластин нормализованной ширины.

При раскрое пластин из листа шириной 750 мм ширина пластин может быть взята по следующей шкале: 43, 48, 52, 56, 61, 66, 73, 81, 91, 105, 114, 122, 135, 147, 164, 175, 184, 195, 205, 215,235,245,260, 280, 295, 310, 340, 350, 368, 420 мм.

При раскрое пластин из рулонной стали шкала для выбора ширин пластин имеет следующие размеры: 40, 55, 65, 75, 85, 95, 105, 120, 135, 155, 175, 195, 215, 230, 250, 270, 295, 310, 325, 350, 368, 385, 410, 425, 440, 465, 485, 520, 540, 580, 600, 615, 630, 650, 670, 695, 715, 735 мм.

2. Для диаметров свыше 250 мм должна осуществляться прессовка стержней. В тех случаях, когда прессовка осуществляется шпильками

Рис. 14.1. Сечения стержней многоступенчатой формы. Размеры ступеней стержня для получения максимального заполнения площади круга D =1,0

(см. далее), пропущенными через отверстия, проштампованные в пластинах, для размещения в пределах описанной окружности прессующих гаек и шайб, необходимо иметь место, определяемое высотой е сегмента (рис. 14.2). Минимальная высота сегмента выбирается в зависимости от диаметра стержня:

Диаметр стержня D, мм	250—350	350—450	450—500	500—550	550—650	650—750
Высота сегмента е, мм

3. Для диаметров свыше 400 мм необходимо учитывать волнистость и коробоватость пластин. Для этого несколько уменьшают толщину средних пакетов, чтобы их углы немного не доходили до окружности. Сечение стержня вписывают в окружность большего радиуса с соответствующим смещением ее центра.

Форма сечения ярма теоретически должна соответствовать форме сечения стержня. Но этого придерживаются только для магнитопроводов трансформаторов больших мощностей, где правильное (вдоль пластин стержней и ярм) направление главного магнитного потока имеет большое значение. Несоблюдение этого условия вызовет увеличение потерь и намагничивающей мощности в углах магнитопровода.

Рис. 4.2. Определение минимальной высоты е сегмента при прессовке стержня стяжными шпильками: