Определение параметров холостого хода

Размеры и масса элементов магнитопровода

По таблице 6.1 /3, с. 100/ по диаметру стержня определим размеры пакетов, составляющих сечения стержня и ярма (см. рисунок 9).

Рисунок 9 – Сечения стержня и ярма

Полные площади ступенчатой фигуры поперечного сечения стержня - П_фс, ярма - П_фя и объем одного угла магнитной системы - V_у определим по

таблице 6.4 /3, с. 103/

П_фс = 0,02328 м²; П_фя = 0,02376 м²; V_у = 0,003452 м³.

Активное сечение стержня - П_с и ярма - П_я определим по формуле

П_с = k_зап·П_фс = 0,96·0,02328= 0,02235 м²;

П_я = k_зап·П_фя = 0,96·0,02376 = 0,0228 м².

Длина стержня

l_с = L + (l₀₁ + l₀₂) = 0,499 + (30·10^-3 + 15·10^-3) = 0,544 м.

Расстояние между осями соседних стержней определим, как

С = D"₁ + а₁₁ = 0,313 + 10·10^-3 = 0,323 м.

Масса стали угла при многоступенчатой форме сечения

G_у = k_зап·V_у·γ_ст = 0,96·0,003452 ·7650 = 25,4 кг,

где γ_ст – плотность трансформаторной стали, кг/м³.

Масса частей ярма, заключенных между осями крайних стержней

G'_я = 2·(с-1)·С·П_я·γ_ст = 2·(3-1)· 0,323·0,0228·7650 = 225,4 кг.

Масса стали ярм в углах

G"_я = 2·G_у = 2·25,4 = 50,8 кг.

Полная масса двух ярм

G_я = G'_я + G"_я = 225,4+ 50,8 = 276,2 кг.

Масса стали стержней в пределах окна магнитной системы

G'_с = с·П_с·l_с·γ_ст = 3·0,02235·0,544·7650 = 279,04 кг.

Масса стали в местах стыка пакетов стержня и ярма

G"_с = с·(П_с·a_1я·γ_ст – G_у) = 3·(0,02235·175·10^-3·7650 – 25,4) = 13,6 кг,

где a_1я – ширина крайнего внутреннего пакета ярма, м.

Масса стали стержней при многоступенчатой форме сечения ярма

G_c = G'_с + G"_с = 279,04 + 13,6 = 292,64 кг.

Полная масса стали плоской магнитной системы

G_ст = G_c + G_я = 292,64 + 276,2 = 568,84 кг.

Потери холостого хода

Определим индукцию в ярмах плоской шихтованной магнитной системы

Индукция в косых стыках

Площадь косого стыка

Потери холостого хода

Р_х = [k_пр·k_пз·(р_с·G_с + р_я·G_я – 4·р_я·G_у + k_пу·G_у·(р_с + р_я)/2) + Σр_з·n_з·П_з]·k_пя·k_пп·k_пш = 790 Вт.

где k_пр – коэффициент, учитывающий увеличение удельных потерь в стали за счет возникновения внутренних механических напряжений в пластинах при резке стали повдоль на ленты и лент поперек на пластины /3, с. 109/;

k_пз – коэффициент, учитывающий увеличение удельных потерь в стали от удаления заусенцев на линии отреза пластин /3, с. 109/;

р_с – удельные потери в стали стержня, Вт/кг, определяемые по таблице 6.6 /3, с. 106/;

р_я – удельные потери в стали ярма, Вт/кг, определяемые по таблице 6.6 /3, с. 106/;

k_пу – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в углах магнитопровода, определяемый по таблице 6.7 /3, с. 108/;

k_пя – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в стали от формы сечения ярма /3, с. 108/;

k_пп – коэффициент, учитывающий зависимость уровня потерь в стали от выбранного способа прессовки стержня и ярма, определяемый по таблице 6.8 /3, с. 108/;

k_пш – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в стали от перешихтовки верхнего ярма при установке обмоток на магнитопровод /3, с. 109/.

Выражение Σр_з·n_з·П_з представляет собой сумму потерь в зане стыков пластин магнитной системы.

Рассчитываемая система имеет четыре угла на крайних стержнях и два на среднем. Следовательно, в ней имеется:

- четыре косых стыка (n_з = 4) с параметрами П_з = П_кос, В_з = В_кос и р_з = f(В_кос);

- два прямых стыка (n_з = 2) с параметрами П_з = П_я, В_з = В_я и р_з = f(В_я);

- один прямой стык (n_з = 1) с параметрами П_з = П_с, В_з = В_с и р_з = f(В_с).

Величину удельных потерь в стыках определяем по таблице 6.6 /3, с. 106/.

Расчетные потери холостого хода равны 790 Вт, а техническое условие на проект 0,740 кВт. В нашем случае данное условие выполняется.

Ток холостого хода

Определим составляющую тока холостого хода, вызываемую наличием потерь

холостого хода, в процентах от номинального тока

Полная намагничивающая мощность

S_х = [k_тр·k_тз·(s_с·G_с + s_я·G_я – 4·s_я·G_у + k_ту· k_тпл·G_у·(s_с + s_я)/2) + Σs_з·n_з·П_з]·k_тя·k_тп·k_тш = 5712 ВА.

где k_тр – коэффициент, учитывающий влияние резки полосы рулона на пластины /3, с. 114/;

k_тз – коэффициент, учитывающий влияние срезания заусенцев /3, с. 114/;

s_с – полная удельная мощность для стали стержня, Вт/кг, определяемая по таблице 6.9 /3, с. 112/;

s_я – полная удельная мощность для стали ярма, Вт/кг, определяемая по таблице 6.9 /3, с. 112/;

k_ту – коэффициент, учитывающий увеличение потерь в углах магнитопровода, определяемый по таблице 6.11 /3, с. 115/;

k_тпл – коэффициент, учитывающий ширину пластин в углах магнитной системы, определяемый по таблице 6.10 /3, с. 114/;

k_тя – коэффициент, учитывающий форму сечения ярма /3, с. 114/;

k_тп – коэффициент, учитывающий прессовку магнитной системы, определяемый по таблице 6.8 /3, с. 108/;

k_тш – коэффициент, учитывающий перешихтовку верхнего ярма при установке обмоток /3, с. 114/.

Выражение Σs_з·n_з·П_з представляет собой сумму потерь в зане стыков пластин магнитной системы.

Рассчитываемая система имеет четыре угла на крайних стержнях и два на среднем. Следовательно, в ней имеется:

- четыре косых стыка (n_з = 4) с параметрами П_з = П_кос, В_з = В_кос и s_з = f(В_кос);

- два прямых стыка (n_з = 2) с параметрами П_з = П_я, В_з = В_я и s_з = f(В_я);

- один прямой стык (n_з = 1) с параметрами П_з = П_с, В_з = В_с и s_з = f(В_с).

Величину удельных потерь в стыках определяем по таблице 6.9 /3, с. 112/.

Полный ток холостого хода в процентах от номинального тока

Реактивная составляющая тока холостого хода в процентах от номинального тока

Отклонение полученного полного тока холостого хода не должно превышать техническое условие на проект более чем на 15 %. В нашем случае данное условие выполняется.