Продовження табл. 5.4

Діаметр стрижня d, мм	Стрижень					Ярмо		Товщина пакетів стрижня b, мм, при ширині пластин а, мм
	Без пресу-вальної плас-тини			З пре-суваль-ною плас-тиною
								368	360	350	335	325	310		295	275	250	230	215	200	170	155	135
0,37	10		0,920	9	0,902	8	200	-	37(3)	-	38	-	23		11	12	12	9	-	10	10	-	7
0,38	10		0,913	9	0,899	8	215	47(3)	-	27	-	24	12		10	-	23	-	13	-	-	15	6
								При ширині пластин а, мм
								380	355	325	310	290		265	240	210	180	140	-	-	-	-	-
0,39		10	0,925	9	0,904	8	210	41(3)	37	27	10	12		13	11	10	9	9	-	-	-	-	-
								При ширині пластин а, мм
								410	395	368	350	325		295	270	250	215	195	175	155	-	-	-
0,40		11	0,920	10	0,910	8	215	-	54(3)	24	18	20		19	12	9	12	6	6	4	-	-	-
0,42		11	0,926	10	0,906	8	250	46(3)	38	17	15	17		16	12	7	12	6	-	9	-	-	-

Примітки: 1. В магнітній системі з пресувальною пластиною виключити останній пакет стрижня з найменшою шириною пластини а.

2. Крайній зовнішній пакет ярма має ширину а_я і товщину, яка дорівнює сумі товщин трьох (діаметри 0,31-0,39 м) або чотирьох (діаметри 0,40-0,42 м) крайніх пакетів стрижня при відсутності пресувальної пластини. При її наявності число об’єднаних пакетів ярма зменшується на одиницю.

В дужках вказана ширина охолоджувального каналу, мм

Таблиця 5.5 – Розміри пакетів стрижня – ширина пластин а і товщина пакетів b, мм, для магнітних систем без пресувальної пластини і з пресувальною пластиною з пресуванням стрижнів бандажами із склострічки. ( і – число ступенів у перерізі стрижня і ярма; а_я – ширина крайнього зовнішнього пакету ярма; – коефіцієнт заповнення круга для стрижня)

Діаметр стрижня d, мм		Стрижень				Ярмо		Товщина пакетів стрижня b, мм, при ширині пластин а, мм
		Без пресу-вальної плас-тини		З пре-суваль-ною плас-тиною
								520	505	485	465		440	425	410	385	368	350	325	310	295	270	250	230	215	195	175
0,45		14	0,930	13	0,913	11	250	-	-	-	-		47(3)	27	19	23	13	12	14	8	7	10	7	6	-	6	8
0,48		14	0,933	13	0,916	11	270	-	-	-	59(3)		37	15	14	18	10	10	12	7	6	9	7	-	9	-	9
0,50		14	0,925	13	0,911	11	270	-	-	61	31(6)		27	13	11	16	10	9	12	-	12	9	6	-	9	-	8
0,53		15	0,927	14	0,913	12	295	51	29	27(6)	20		20	10	10	14	8	9	10	-	11	8	-	10	-	8	-
								При ширині пластин а, мм
								580	560	540		520	505	485	465	440	410	385	368	350	325	295	270	250	230	195	-
0,56	15		0,928	14	0,917	12	295	-	-	74		30(6)	17	19	16	17	18	12	8	7	10	10	7	-	10	7	-
0,60	16		0,934	15	0,918	13	325	77	31(6)	22		20	22	14	13	15	15	11	7	6	9	9	-	11	-	11	-

Продовження табл. 5.5

Діаметр стрижня d, мм		Стрижень				Ярмо			Товщина пакетів стрижня b, мм, при ширині пластин а, мм
		Без пресу-вальної плас-тини		З пре-суваль-ною плас-тиною
									650	630	615	600	580	560	540	520	505	485	465	440	410	385	350	310	270	230	215
0,63		16	0,928	15	0,920	12		350	-	-	68(3)	28	27	21(6)	18	-	26	13	11	13	14	10	13	12	10	7	6
0,67		16	0,929	15	0,920	12		350	81(3)	33	19	16	19(6)	16	14	13	-	20	-	21	13	9	11	12	9	-	11
									При ширині пластин а, мм
									735	715	695	670	650	630	600	580	560	540	505	465	425	385	350	310	270	250	230
0,71	16		0,932	15	0,922		11	425	- 75(3)	- 38	73(3) 28	45 27(6)	25 19	21(6) 16	26 22	15 13	13 -	12 22	19 17	19 17	16 15	14 13	11 9	10 10	9 -	- 12	8 -
0,75	16		0,932	15	0,918		11	465

Примітки: 1. У магнітній системі з пресувальною пластиною виключити останній пакет стрижня з найменшою шириною пластини b.

2. Крайній зовнішній пакет ярма має ширину а і товщину, яка дорівнює сумі товщин чотирьох (діаметри 0,45-0,60 м), п’яти (діаметри 0,63-0,70 м) і шести (діаметри 0,71-0,75 м) крайніх пакетів стрижня при відсутності пресувальної пластини. При її наявності число об’єднаних пакетів ярма зменшується на одиницю.

Таблиця 5.6 – Площі перерізу стрижня і ярма і об’єм кута V_y плоскої шихтованої магнітної системи без пресувальної пластини при розмірах пакетів за табл. 5.2

d, м	П ф,с , см2	П ф,я , см2	Vy, см3	d, м	П ф,с , см2	П ф,я , см2	Vy, см3
0,08	43,3	44,8	280,8	0,12	104,9	106,5	1050
0,085	50,8	51,6	365,4	0,125	112,3	115,3	1194
0,095	56,7	58,2	426,4	0,13	121,9	124,9	1299
0,09 0,10	62,9 72,0	63,7 73,2	488,0 596,8	0,14 0,15	141,5 161,7	144,0 165,9	1620 2040
0,105	79,3	80,1	683,0	0,16	183,5	188,3	2470
0,11	86,2	89,7	790,2	0,17	208,5	214,1	2908
0,115	93,9	95,4	812,8	0,18	232,8	237,6	3452

Висота ярма прямокутного перерізу, м, може бути знайдена попередньо:

де b – за рис. 5.4.

Висота ярма h_я приймається рівній найближчій ширині пластини нормалізованого ряду.

Пов­на площа перерізу ярма, м²:

.

Після визначення повних перерізів стрижня і ярма для плоскої шихтованої магнітної системи знаходять її основні розміри – довжину стрижня l_c і відстань між осями сусідніх стрижнів С.

(5.3)

де і – відстані від обмотки до верхнього і нижньо­го ярма (рис. 5.3).

При відсутності пресувальних кілець обмотки і вибираються тільки із умов її ізоляції за табл. 2.2 , а для 110 кВ – за рис. 4.7 [1]. Пресувальні кільця рекомендується встановлювати при номінальній потужності трансформатора від 1000 і вище, а в трансформаторах з магнітною системою з пресувальною пластиною – незалежно від потужності. При наявності кілець відстань до верхнього ярма збільшується: для тран­сформаторів потужністю 1000 – 6300 на 45 мм; для двохобмоткових трансформаторів потужністю 10000 – 63000 на 60 мм і для триобмоткових трансформаторів цих потужностей на 100 мм.

Відстань між осями сусідніх стрижнів, м:

(5.4)

де – зовнішній діаметр обмотки ВН, м; – відстань між обмотками сусідніх стрижнів (див. табл. 2.2).

Значення С округляється до 0,005 м.

Таблиця 5.7 – Площі перерізу стрижня і ярма і об’єм кута V_y плоскої шихтованої магнітної системи без пресувальної пластини і з пресувальною пластиною з розмірами пакетів за табл. 5.3

d, м	Без пресувальної пластини			З пресувальною пластиною
	П ф,с см2	П ф,я см2	Vy, см3	П ф,с см2	П ф,я см2	Vy, см3
0,19	262,8	267,3	4118	252,3	253,3	4012
0,20	288,4	296,2	4811	277,9	273,4	4685
0,21	319,2	327,2	5680	308,4	311,6	5522
0,22	353,0	360,5	6460	342,5	343,7	6334
0,23	387,7	394,0	7482	376,9	378,4	7342
0,24	419,3	425,6	8428	407,9	409,4	8274
0,25	456,2	462,6	9532	446,2	448,6	9392
0,26	490,6	507,1	10 746	478,0	488,5	10 550
0,27	532,6	543,4	12018	515,8	518,6	11 758
0,28	570,9	591,1	13 738	556,2	566,6	13 480
0,29	612,4	622,8	14 858	594,0	596,4	14 554
0,30	657,2	675,2	16 556	644,6	654,2	16336
0,31	702,0	715,8	18 672	683,0	689,4	18312
0,32	746,2	762,4	20 144	732,7	743,9	19 880
0,33	797,1	820,2	22 382	770,1	779,2	21828
0,34	844,8	860,8	23 732	828,6	837,4	23416
0,35	903,6	927,6	26 814	868,6	876,0	26 118
0,36	929,2	948,8	27 944	910,3	917,5	27 574
0,37	988,8	1003,8	30 606	969,8	975,8	30 228
0,38	1035,8	1063,4	33 074	1019,6	1037,6	32 716
0,39	1105,2	1123,6	35 966	1080,0	1085,8	35 438
0,40	1155,6	1167,6	39 550	1143,2	1150,4	39 284
0,42	1282,9	1315,0	46 220	1255,0	1270,0	45 528
0,45	1479,2	1500,2	56 560	1451,2	1460,2	55 860
0,48	1688,9	1718,7	68 274	1657,4	1670,1	67 424
0,50	1816,4	1843,9	76 604	1788,4	1800,7	75 846
0,53	2044,8	2077,8	92 752	2013,6	2030,6	91832
0,56	2286,2	2316,7	107 900	2258,9	2275,4	107 120
0,60	2639,4	2690,9	133 770	2596,5	2618,4	133 370
0,63	2892,5	2958,3	154 240	2869,1	2916.3	153 340
0,67	3273,9	3397,7	186 170	3226,6	3273,0	184 350
0,71	3688,0	3797,8	222 880	3651,2	3729,8	221 310
0,75	4115,7	4251,8	262 210	4055,7	4140,2	259 430

Маса сталі в стрижнях і ярмах плоскої шихтованої магнітної системи визначається шляхом підсумовування мас прямих ділянок і кутів. Кутом магнітної системи нази­вається її частина, яка обмежена об’ємом, створеним пересіканням бокових призматичних або циліндричних поверхонь одного із ярем і одного із стрижнів.

Рисунок 5.3 – До визначення розмірів плоскої магнітної системи

Для найбільш розповсюдженої багатоступеневої фор­ми поперечного перерізу ярма у плоскій магнітній системі (рис. 5.4) маса сталі одного кута, кг, при п ступенях в перерізі стрижня:

(5.5)

де і т. і. – ширина стикованих пакетів стрижня і ярма, мм;

і т.і. – товщина пакетів стрижня, мм, згідно рис. 5.4 в половині перерізу стрижня;

– вагомість трансформаторної сталі, кг/м³ (марки сталі, які застосовуються в си­лових трансформаторах, мають вагомість: гарячекатана 7550, холоднокатана 7650 кг/м³).

Для магнітних систем з розмірами пакетів стрижнів і ярем за табл. 5.2 – 5.5 об’єм кута може бути прийнятий за табл. 5.6 або 5.7. Маса сталі кута при багатоступеневій формі перерізу, кг:

(5.6)

при прямокутній формі перерізу ярма:

(5.7)

де – активний переріз стрижня, м²;

h_я – висота ярма, м.

5

6

1

1

2

2

3

3

4

4

5

6

а_1с

а_6с

Рисунок 5.4 – До визначення об’єму одного кута плоскої магніт­ної системи за (5.5). Заштрихована частина стрижня відноситься до маси, яка визначається за (5.13)

Маса сталі ярем в цих двох випадках може бути визначена як сума двох складових: маси частин ярем, які розташовані між осями крайніх стрижнів, кг,

, (5.8)

де с – число активних (які несуть обмотки) стрижнів: для трифазного трансформатора с = 3; для однофазного с = 2;

– активний переріз ярма, м².

Маса сталі в частинах ярем, які заштриховані на рис. 5.3, кг:

(5.9)

тут визначається за (5.5), (5.6) або (5.7).

Повна маса двох ярем, кг:

(5.10)

Маса сталі стрижнів при багатоступеневій формі перерізу ярма визначається як сума двох складових

_, (5.11)

де маса сталі стрижнів в межах вікна магнітної сис­теми:

; (5.12)

тут – активний переріз стрижня, м²; – в метрах. Маса сталі в місцях стику пакетів стрижня і ярма (місця, які заштриховані на рис. 5.4), кг:

. (5.13)

Для магнітної системи з прямокутною формою перерізу ярма або з ярмом, який обмежений плоскістю з боку стрижня за рис. 5.5, б, маса сталі стрижнів визначається за (5.11) при .

а)

б)

в)

Рисунок 5.5 – Форми поперечного перерізу ярма

Повна маса сталі плоскої магнітної системи, кг:

. (5.14)

2. Визначення втрат холостого ходу трансформатора

Режим роботи трансформатора при живленні одної із його обмоток від джерела із змінною напругою при розімкнених інших обмотках називається режимом холостого ходу. Втрати, які виникають у трансформаторі в ре­жимі холостого ходу при номінальній синусоїдальній напрузі на первинній обмотці і номінальній частоті, називаються втратами холостого ходу.

Втрати холостого ходу трансформатора складаються із магнітних втрат, тобто втрат в активному матеріалі (сталі магнітної системи, втрат у стальних елементах конструкції остова трансформатора, які викликані частковим відгалуженням головного магнітного потоку), основних втрат у первинній обмотці, які викликані струмом холостого ходу, і діелектричних втрат в ізоляції.

Діелектричні втрати в ізоляції можуть грати помітну роль тільки в трансформаторах, які працюють при підвищеній частоті, а в силових трансформаторах, які розраховані на частоту 50 Гц, навіть при класах напруги 500 і 750 кВ, звичайно малі і можуть не враховуватися. Також не враховуються в силових трансформаторах основні втрати у первинній обмотці, які складають звичайно менш 1 % втрат холостого ходу. Втрати в елементах конструкції трансформатора при холостому ході відносно невеликі і враховуються разом з іншими додатковими втратами.

Магнітні втрати – втрати в активній сталі магніт­ної системи – складають основну частину втрат холосто­го ходу і можуть бути розділені на втрати на гістерезис і на втрати від вихрових струмів. Для сучасної холоднокатаної електро­технічної сталі з товщиною 0,35 і 0,30 мм перші з них складають до 25 – 35 і другі до 75 – 65 % повних втрат.

В практиці при частоті 50 Гц звичайно визначають маг­нітні втрати, не розділяючи їх, і користуються експеримен­тально встановленою залежністю між індукцією і питомими втратами в сталі. Оскільки при заданій час­тоті і рівномірному розподіленні індукції втрати в одиниці маси сталі однозначно визначаються індукцією, цю залежність виражають у формі втрат в одиниці маси сталі р, Вт/кг, при заданій індукції. Дані експеримен­тального дослідження сталі зводяться у таблиці або зо­бражаються кривою питомих втрат p=f(B). Питомі, а також загальні втрати в сталі змінюються із зміненням індукції В і частоти f. При необхідності проведення при­близних перерахунків втрат із зміненням частоти або індукції можна користуватися приблизною формулою

(5.15)

де для холоднокатаної сталі при і при Тл; для гарячекатаної сталі при Тл.

Питомі втрати у холоднокатаній сталі марок 3404, 3405, М6Х і М4Х приведені в табл. 5.8. При використанні сталі марки 3406 товщиною 0,27 мм можна користуватись даними для сталі марки М4Х товщиною 0,23 мм в цій таблиці, а також табл. 5.9, 5.11 – 5.12.

Таблиця 5.8 – Питомі втрати в сталі р і в зоні шихтованого стику для гарячекатаної сталі марок 1512 і 1513 і холоднокатаної сталі марок 3411, 3412 і 3413 товщиною 0,35 мм при різних індукціях і f=50 Гц

В, Тл	Гарячекатана сталь		Холоднокатана сталь
	р, Вт/кг		р, Вт/кг			р3, Вт/м2
	1512	1513	3411	3412	3413	3411, 3412, 3413
0,60	0,515	0,450	—	—	—	—
0,70	0,605	0,524	—	—	—	—
0,80	0,76	0,656	—	—	—	—
0,90	0,962	0,836	0,662	0,582	0,503	—
I,00	1,20	1,05	0,80	0,70	0,60	80
1,10	1,46	1,29	0,95	0,825	0,71	120
1,20	1,76	1,56	1,12	0,97	0,83	175
1,30	2,09	1,85	1,31	1,13	0,97	250
1,40	2,45	2,17	1,52	1,29	1,13	350
1,45	2,63	2,34	1,64	1,40	1,22	425
1,50	2,80	2,50	1,75	1,50	1,30	500
1,60	—	—	2,07	1,79	1,55	650
1,65	—	—	2,29	2,00	1,73	725
1,70	—	—	2,50	2,20	1,90	800
1,80	—	—	3,00	2,72	2,00	850
1,90	—	—	3,95	3,58	3,15	860

Примітка. Додаткові втрати в зоні шихтованого стику для гарячекатаної сталі не враховуються.

Магнітна індукція в стрижнях і ярмах плоскої ших­тованої магнітної системи визначається для розрахованої напруги витка обмотки і остаточно встановлених значень активних перерізів стрижня і ярма :

; (5.16)

. (5.17)

Втрати холостого ходу трансформатора, плоска ших­тована магнітна система якого зібрана із пластин, визначаються її конструкцією, масою сталі окремих ділянок системи, індукцією на кожній із цих ділянок, якостю сталі, товщиною пластин і технологією виготовлення і обробки пластин. Втрати холостого ходу у магнітній системі, яка зібрана із пластин гарячекатаної сталі:

, (5.18)

де і – питомі втрати в 1 кг сталі стрижня і ярма, які залежать від індукцій і , марки і товщини листів сталі, приведені для сталі марок 1512 і 1513 в табл. 5.8;

– коефіцієнт, який враховує додаткові втрати, виникаючі внаслідок нерівномірності розподілу індукції з-за механічних дій на сталь при заготовці пластин і збірки остова, втрати в крі­пильних деталях і ін.

Діаметр стрижня d, м До 0,2 0,2—0,3 0,3—0,5 Більш 0,5

k_д для ярма прямокутного перерізу 1,0—1,01 1,02—1,05 1,05—1,10 1,10—1,15

k_д для ярма ступеневого перерізу 1,0 1,0—1,02 1,03—1,05 1,05—1,07

При розрахунку втрат в плоскій шихтованій магнітній системі, яка зібрана із пластин холоднокатаної текстурованої анізотропної сталі, необхідно ураховувати властивості самої сталі і ряд конструктивних і технологічних факторів. До конструктивних факторів слід віднести: форму стиків пластин в кутах системи, форму поперечно­го перерізу ярма, спосіб пресування стрижнів і ярем. Із тех­нологічних факторів найбільший вплив на втрати в магнітній системі роблять: різка рулонів сталі на пла­стини, видалення задирок, які створюються під час різки, відпал пластин, покриття їх лаком, пресування магнітної системи під час збірки і перешихтовка верхнього ярма під час установки обмоток.

Питомі втрати в 1 кг сталі при частоті 50 Гц і індук­ції від 0,2 до 2,0 Тл для сучасних марок холоднокатаної анізотропної сталі приведені в табл. 5.9 і частково в табл. 5.8. Слід враховувати, що ці дані справедливі для того випадку, коли напрям век­тора індукції магнітного поля співпадає з напрямом прокатки сталі. При відхиленні магнітного потоку від на­пряму прокатки слід рахуватися із збільшенням питомих втрат, залежним від кута між цими напрямами.

Таблиця 5.9 – Питомі втрати в сталі р і в зоні шихтованого стику для холоднокатаної сталі марок 3404 і 3405 і для сталі іноземного виробництва марок М6Х і М4Х товщиною 0,35, 0,30 і 0,28 мм при різних індукціях і f=50 Гц

В, Тл	р, Вт/кг				РЗ, Вт/м2 Вт/м2
	3404, 0,35 мм	3404, 0,30 мм	3405, 0,30 мм	М4Х, 0,28 мм	Одна пластина	Дві пластини
0,20	0,028	0,025	0,023	0,018	25	30
0,40	0,093	0,090	0,085	0,069	50	70
0,60	0,190	0,185	0,130	0,145	100	125
0,80	0,320	0,300	0,280	0,245	170	215
1,00	0,475	0,450	0,425	0,370	265	345
1,20	0,675	0,635	0,610	0,535	375	515
1,22	0,697	0,659	0,631	0,555	387	536
1,24	0,719	0,683	0,652	0,575	399	557
1,26	0,741	0,707	0,673	0,595	411	578
1,28	0,763	0,731	0,694	0,615	423	589
1,30	0,785	0,755	0,715	0,635	435	620
1,32	0,814	0,779	0,339	0,658	448	642
1,34	0,843	0,803	0,763	0,681	461	664
1,36	0,872	0,827	0,787	0,704	474	686
1,38	0,901	0,851	0,8111	0,727	497	708

Продовження табл.. 5.9

В, Тл	р, Вт/кг				РЗ, Вт/м2 Вт/м2
	3404, 0,35 мм	3404, 0,30 мм	3405, 0,30 мм	М4Х, 0,28 мм	Одна пластина	Дві пластини
1,40	0,930	0,875	0,835	0,750	500	730
1,42	0,964	0,906	0,860	0,778	514	754
1,44	0,998	0,937	0,869	0,806	526	778
1,46	1,032	0,968	0,916	0,834	542	802
1,48	1,066	0,999	0,943	0,862	556	826
1,50	1,100	1,030	0,970	0,890	570	850
1,52	1,134	1,070	1,004	0,926	585	878
1,54	1,168	1,110	1,038	0,962	600	906
1,56	1,207	1,150	1,074	1,000	615	934
1,58	1,251	1,190	1,112	1,040	630	962
1,60	1,295	1,230	1,150	1,080	645	990
1,62	1,353	1,278	1,194	1,132	661	1017
1,64	1,411	1,326	1,238	1,184	677	1044
1,66	1,472	1,380	1,288	1,244	695	1071
1,68	1,536	1,440	1,344	1,312	709	1098
1,70	1,600	1,500	1,400	1,380	725	1125
1,72	1,672	1,560	1,460	1,472	741	1155
1,74	1,744	1,620	1,520	1,564	757	1185
1,76	1,824	1,692	1,588	1,660	773	1215
1,78	1,912	1,776	1,664	1,760	789	1245
1,80	2,000	1,860	1,740	1,860	805	1275
1,82	2,090	1,950	1,815	1,950	822	1305
1,84	2,180	2,040	1,890	2,040	839	1335
1,86	2,270	2,130	1,970	2,130	856	1365
1,88	2,360	2,220	2,060	2,220	873	1395
1,90	2,450	2,300	2,150	2,400	890	1425
1,95	2,700	2,530	2,390	2,530	930	1500
2,00	3,000	2,820	2,630	2,820	970	1580

Примітки: 1. Питомі втрати для сталі марки 3405 товщиною 0,35 мм приймати по графі для сталі 3404 товщиною 0,30 мм.

2. Питомі втрати для сталі M6X товщиною 0,35 мм приймати по графі для сталі 3404 тієї ж товщини.

3. В двох останніх графах приведені питомі втрати р₃, Вт/м², в зоні шихтованого стику при шихтовці шарами в одну і дві пластини однакові для всіх марок.

Пластини для стрижнів і ярем вирізуються так, щоб поздовжня вісь пластини була паралельна боковій кромці полоси рулону, тобто співпадала з напрямом про­катки сталі. При цьому в стрижнях і більшій частині ярем напрям вектора індукції магнітного поля буде співпадати з напрямом прокатки (рис. 5.6, б).

а)

б)

в)

В

В

Рисунок 5.6 – Частини магнітної системи, в яких виникають збільшені втрати в холоднокатаній сталі при прямих (а і б) і косих стиках (в)

Під час збірки магнітної системи із пластин прямокутної форми з прямими стиками за рис. 5.5, а, б в кутах магнітної системи, тобто в частинах ярем, які заштриховані на цьому рисунку, кут між вектором магнітної індукції і напрямом прокатки буде змінюватися від 0 до 90°. Загальне збільшення питомих втрат по всьому об’єму заштрихованих частин в кутах магнітної системи можна оцінити коефіцієнтом , залежним від форми стику, марки сталі, товщини пластин і індукції. При косих стиках за рис. 5.6, в в кутах магнітної системи також виникають додаткові втрати, але менші, ніж при прямих стиках. В цьому випадку зона незбігання напряму індукційних ліній з напрямом прокатки обмежується меншим об’ємом сталі, яка прилягає до стику пластин. Для діапазону індукції 0,9 – 1,9 Тл коефіцієнт для прямих і косих стиків може бути прийнятий за табл. 5.10.

Безпосередньо у зоні стику в шихтованій магнітній системі відбувається збільшення індукції і частина індукційних ліній із одної пластини в другу переходить перпендикулярно поверхні пластин (рис. 5.7). Внаслідок цього безпосередньо в зоні стику виникають додаткові втрати, які визначаються по загальній поверхні стику (зазору) і питомим втратам на 1 м² поверхні. Ці питомі втрати для холоднокатаної сталі приведені в табл. 5.9 і частково 5.8. Індукція для визначення при прямих стиках приймається рівній індукції в стрижні для стиків, перпендикулярних вісі стрижня, і індукції в ярмі для стиків, перпендикулярних вісі ярма. Для косих стиків слід приймати , де – індукція в стрижні.

а)

б)

Рисунок 5.7 – Немагнітний зазор: а – у стиковій магнітній системі; б – у шихтованій магнітній системі

Таблиця 5.10 – Коефіцієнт , який враховує збільшення втрат в кутах магнітної системи, для сталі різних марок при косому і прямому стиках для діапазону індукцій B = 0,9 – 1,7 Тл при f =50 Гц

Стик		3412, 0,35 мм	3413, 0,35 мм	3404, 0,35 мм	344 – 0,30 мм 3405 – 0,35 мм	3405 0,30 мм	М6Х 0,35 мм	М4Х, 0,28 мм
Косий Прямий		1,15 1,60	1,22 1,78	1,32 1,96	1,35 2,02	1,36 2,08	1,29 1,87	1,40 2,20

Примітки: 1. При індукції В = 1,8 Тл коефіцієнт, отриманий із таблиці, помножити при косому стику на 0,96, при прямому на 0,93; при В=1,9 Тл – на 0,85 і 0,67 відповідно.

2. При комбінованому стику на середньому стрижні за рис. 5.8, в приймати .

а)

б)

в)

Рисунок 5.8 – Варіанти плану шихтовки магнітної системи

Площа зазору (стику) приймається для прямих стиків рівній активному перерізу стрижня або ярма для косих стиків .

Форма перерізу ярма може впливати на розподілення індукції по перерізу ярма і стрижня. Якщо число ступенів у перерізі ярма дорівнює або відрізняється на одну – дві ступіні від числа ступенів у перерізі стрижня, то розподілення індукції у ярмі і стрижні можна рахувати рівномірним і прийняти коефіцієнт збільшення втрат, який залежить від форми перерізу ярма, . Для ярма із співвідношенням числа ступенів стрижня і ярма, яке дорівнює трьом, = 1,04; яке дорівнює шести, = l,06 і для ярма прямо­кутного перерізу = 1,07.

Для пресування стрижнів і ярем при зборці остова тран­сформатора використовуються його різні конструктивні деталі. В залежності від потужності трансформатора спосіб пресування може бути вибраним у відповідності з рекоменда­ціями табл. 5.11. В цій же таблиці приведені коефіцієнти і для урахування впливу пресування на втрати і струм холостого ходу.

Таблиця 5.11 – Способи пресування стрижня і ярма і коефіцієнти і для урахування впливу пресування на втрати і струм холостого ходу

S,	Спосіб пресування		Сталь відпалена		Сталь не відпалена
	стрижня	ярма
До 630	Розклинення з обмоткою	Ярмові балки без бандажів	1,03	1,045	1,02	1,04
1000-6300	Бандажі із склострічки	Те ж	1,03	1,05	1,025	1,04
10000 і більше	Те ж	Ярмові балки з бандажами	1,04	1,06	1,03	1,05

Деякі технологічні фактори також справляють вплив на втрати холостого ходу. Поздовжня різка поло­си рулону сталі на стрічки і поперечна різка стрічки на пла­стини приводять до виникнення внутрішніх механічних напружень в пластинах і збільшенню питомих втрат у сталі. Це збільшення може бути ураховано уведенням кое­фіцієнта , який для відпаленої сталі марок 3404 і 3405 може бути прийнятим рівним 1,05 і для невідпаленої 1,11. Для відпаленої сталі марок М4Х і М6Х =1,025 і для невідпаленої 1,05.

Під час нарізки пластин із полоси рулону на лінії зрізування створюються задирки. Усунення цих задирок при допомозі ножів приводить до підвищення питомих втрат, яке може бути ураховано коефіцієнтом : =1 для відпалених пластин і 1,02 для невідпалених. Якщо задирки не зняті, то = 1,02 і 1,05 відповідно. Для пластин шириною більше 0,3 – 0,4 м = l.

Покриття пластин ізоляційною лаковою плівкою збільшує втрати в = 1 раз при повітряному охолодженні пластин і в = 1,04 рази при водяному охолодженні .

Перешихтовка верхнього ярма остова під час установки об­моток приводить до збільшення втрат, яка враховується коефіцієнтом . При потужності трансформатора до 250 = 1,01, при 400 – 630 – 1,02, при 1000 – 6300 – 1,04 – 1,08 і при 10 000 і більше – 1,09. Шихтовка магнітної системи в одну або дві пластини в шарі впливає на питомі втрати і враховується в табл. 5.9.

У зв’язку з необхідністю урахування збільшення втрат в холоднокатаній сталі в кутах ярем, тобто в частинах ярем, за­штрихованих на рис. 5.6, 6, визначення маси сталі і втрат в магнітній системі в цьому випадку зручно проводити в наступному порядку.

Маса стрижнів визначається за (5.11) (для ярма з прямокутною формою перерізу = 0), і втрати в них розраховуються, як звичайно, по індукції стрижня і табличним даним питомих втрат для марки сталі, яка застосовується.

Маса ярем поділяється на дві частини. Маса сталі час­тин, які заштриховані на рис. 5.6, для трифазного тран­сформатора дорівнює шестикратній і для однофазного трансформатора – чотирикратній масі кута , яка визначається за (5.5), (5.6) або (5.7). Маса сталі незаштрихованих частин визначається як різниця для трифазно­го і для однофазного трансформатора. Отже, повна маса сталі двох ярем може бути представ­лена для трифазного трансформатора у вигляді:

(5.19)

для однофазного – у вигляді:

(5.19а)

В тій частині маси сталі ярем, яка визначається різницею, у правій частині (5.19), виникають втрати, які визначаються звичайним шляхом по індукції в ярмі і питомим втратам . У масі сталі кутів окрім втрат, які визначаються таким же шляхом, виникають додаткові втрати, залежні від прямої або косої форми стиків пластин стрижнів і ярем.

Для плоскої трифазної шихтованої магнітної систе­ми сучасної тристрижневої конструкції із взаємним розташуванням стрижнів і ярем за рис. 5.3, яка зібрана із пластин холоднокатаної анізотропної сталі, з пресуванням стрижнів розклиненням з внутрішньою обмоткою або бан­дажами, а ярем - ярмовими балками або балками з напівбан­дажами, яка не має прохідних шпильок в стрижнях і ярмах, втрати холостого ходу можуть бути розраховані за (5.20). Така магнітна система має чотири кута на край­ніх і два на середніх стрижнях.

. (5.20)

Коефіцієнт збільшення втрат в кутах може бути знайдений за формулою:

.

Він залежить від форми стиків в кутах крайніх і середніх стрижнів магнітної системи, коефіцієнт для яких визначається за табл. 5.10. Значення , які розраховані для різних сполучень форми стиків при­ведені в табл. 5,12.

Вираз визначає втрати в зоні стиків пластин магнітної системи з урахуванням числа стиків різної форми, площі зазору для прямих і косих стиків, індукції в зазорі і питомих втрат р₃ при цій індук­ції за табл. 5.9 і частково 5.8.

Таблиця 5. 12 – Значення коефіцієнта для різного числа кутів з косими і прямими стиками пластин плоскої шихтованої магнітної системи для сталі різних марок при В = 0,9 - 1,7 Тл і f =50 Гц

Число кутів із стиками		Марка сталі і її товщина
косими	прямими	3412, 0,35 мм	3413, 0,35 мм	3404, 0,35 мм	3404, 0,30 мм 3405, 0,35мм	3405, 0,30 мм	М6Х, 0,30 мм	М4Х, 0,28 мм
Трифазна магнітна система (три стрижня)
6	-	7,48	7,94	8,58	8,75	8,85	8,38	9,10
5*	1*	8,04	8,63	9,38	9,60	9,74	9,16	10,10
4	2	8,60	9,33	10,18	10,45	10,64	9,83	11,10
-	6	10,40	11,57	12,74	13,13	13,52	12,15	14,30
Однофазна магнітна система (два стрижня)
4	-	4,60	4,88	5,28	5,40	5,44	5,16	5,60
-	4	6,40	7,18	7,84	8,08	8,32	7,48	8,80

* Комбінований стик за рис. 5.8, в.

При проведенні попереднього розрахунку за узагальненим методом бажано мати для визначення втрат холостого ходу більш зручну на цьому етапі розрахунку, але достатньо точну формулу. Добуток коефіцієнтів, які стоять в (5.20), з урахуванням того, що втрати в зоні за­зорів, визначаються як , складають від 2 до 4 % повних втрат холостого ходу і можуть бути ураховані відповідним коефіцієнтом, може бути розрахованим у відповідності з попередніми вказівками цього парагра­фу і заміненим одним коефіцієнтом . В цьому випадку по (5.20) отримуємо:

,

(5.21)

де – коефіцієнт, який враховує додаткові втрати, викликані різанням сталі, усуненням задирок, пресуванням магнітної системи і перешихтовкою верхнього ярма, а також втрат в зоні зазору, можна прийняти за табл. 5.13.

Таблиця 5.13 – Коефіцієнт додаткових втрат у (5.21) для сталі марок 3404 і 3405

S,	До 250	400—630	1000—6300	10 000 і більше
Пластини відпалені Пластини не відпалені	1,12 1,22	1,13 1,23	1,15 1,26	1,20 1,31

Примітки: 1. Для сталі марок М4Х і М6Х можна прийняти ті ж коефіцієнти.

2. При прямокутній формі поперечного перерізу ярма коефіцієнт, отриманий із таблиці, помножити на 1,07.

Слід зауважити, що товщина електротехнічної ста­лі, із якої буде зібрана магнітна система, згідно стандартів може відрізнятися від розрахункової в межах ± (6,5-8,5) % для холоднокатаної і ±(8,54-10)% для гарячекатаної сталі. Ці відхилення можуть визивати деякі змінення коефіцієнта заповнення і індукції в магнітній системі, що у свою чергу приведе до відхилення дійсних втрат холостого ходу від розрахункових.

Відхилення дійсних втрат у готовому трансфор­маторі від розрахункових може бути також наслідком неста­більності якості сталі, більшого або меншого збільшення втрат внаслідок механічних діянь при заго товці пластин і збірки системи і інших причин. Вплив цих факторів може складуватись або відрізнятись, але, як правило, у правильно розрахованому трансформаторі відхилення дійсних втрат від розрахункових складає в середньому не більше ±(5-8)%. ураховуючи ці відхилення, в тих випадках, коли граничне значення втрат холостого ходу трансформатора задане, розрахункові втрати плюс половину допуску. Згідно стандарту для втрат холостого ходу в готовому трансформаторі установлений допуск 15 %. Таким чином, в розрахунках слід ви­держувати втрати холостого ходу у межах норми відповідного стандарту плюс 7,5 %.

2. Визначення струму холостого ходу трансформатора

Струм первинної обмотки трансформатора, який виникає під час холостого ходу при номінальній синусоїдальній напрузі і номінальній частоті, називається струмом холостого ходу.

Під час розрахунку струму холостого ходу трансформатора окремо визначають його активну і реактивну складові.

Активна складова струму холостого ходу обумовлюється наявністю втрат холостого ходу. Активна складова струму, А:

, (5.22)

де – втрати холостого ходу, Вт;

– фазна напруга первинної обмотки, В.

Звичайно визначають не абсолютне значення струму холо­стого ходу і його складових, а їх відносне значе­ння по відношенню до номінального струму трансформатора , , , виражаючи їх в процентах номінального струму.

Тоді активна складова, %,

(5.23)

або ,

де S – потужність трансформатора, ;

– втрати хо­лостого ходу, Вт.

Розрахунок реактивної складової струму холостого ходу ускладнюється наявністю у магнітному колі трансформатора не­магнітних зазорів. При цьому розрахунку магнітна система трансформатора розбивається на чотири ділянки – стрижні, ярма, за виключенням кутів магнітної системи, кути і зазори. Для кожної з цих ділянок розраховується потрібна намагнічувальна потужність, яка підсумовується потім по всій магнітній системі. Також як і втрати, реактивна складова струму холостого ходу залежить від основних маг­нітних якостей сталі магнітної системи і ряду конструк­тивних і технологічних факторів, які чинять на цю складову більш суттєвий вплив, ніж на втрати.

Немагнітні зазори в шихтованій магнітній системі мають особливу форму – в місці зазору стики пластин чере­дуються із наскрізними пластинами (див. рис. 5.7, б). Магнітний потік в місці стику проходить частково через зазор між пластинами і частково – через сусідню наскрізну пластину. Індукція в наскрізних пластинах у зоні, яка лежить проти стиків, збільшується. Разом з цим відбувається місцеве збільшення втрат і реактивної складової струму холостого ходу, однак загальна намагнічувальна потужність для зазору виявляється суттєво меншою, ніж при сти­ку частин стикової магнітної системи за рис. 5.7, а.

В практиці розрахунку намагнічувальна потужність для за­зорів шихтованих магнітних систем, які збираються із пла­стин гарячекатаної або холоднокатаної сталі, визначається для умовного немагнітного зазору, подібного зазору за рис. 5.7, а, по площі перерізу сталі в даному стику, тобто по активному перерізу стрижня або ярма, і по питомій на­магнічувальній потужності, віднесеної до одиниці площі активного перерізу, , , і визначається експери­ментально для кожної марки сталі.

Таблиця 5.14 – Повна питома намагнічувальна потужність у сталі q і в зоні шихтованого стику q₃ для гарячекатаної сталі марок 1512 і 1513 і холоднокатаної сталі марок 3411, 3412 і 3413 товщиною 0,35 мм при різних індукціях і f =50 Гц

B, Tл	Гарячекатана сталь		Холоднокатана сталь
		,				,
	1512-1513	1512-1513	3411	3412	3413	3411, 3412, 3413
0,70	2,25	1250	-	-	-	-
0,80	2,75	1880	-	-	-	-
0,90	3,50	3030	-	-	-	-
1,00	4,60	4910	1,45	1,22	1,03	1660
1,10	6,50	7760	1,91	1,53	1,25	2220
1,20	10,0	11760	2,44	2,02	1,57	2770
1,30	15,7	17220	3,17	2,51	2,00	5550
1,40	25,8	24570	4,47	3,55	2,70	11 100
1,45	33,4	29650	5,43	4,30	3,22	13 900
1,50	43,5	34200	6,75	5,30	3,85	16 700
1,55	-	-	9,65	7,10	4,85	21 700
1,60	-	-	14,25	10,00	6,20	26 600
1,65	-	-	23,20	15,70	9,00	34 600
1,70	-	-	38,30	27,00	14,00	44 403
1,75	-	-	75,30	52,00	25,60	59 400
1,80	-	-	150,00	110,0	50,00	76 000
1,90	-	-	-	830,0	350,00	140 000

Примітка. Значення приведені для шихтовки шарами в дві пластини.

Питомі намагнічувальні потужності для сталі марок 3404 і 3405 приведені в табл. 5.15 і для марок М6Х и М4Х – в табл. 5.16. При використанні сталі марки 3406 товщиною 0,27 мм можна користуватись даними для сталі М4Х товщиною 0,28 мм в табл. 5.16.

Під час експериментальних досліджень сталі питома намагнічувальна потужність, віднесена до 1 кг сталі або до 1 м² площі зазору, q може визначатися як повна потужність або як її реактивна складова.

В табл. 5.14 – 5.16 приведені значення повної питомої намагнічувальної потужності.

При розрахунку струму холостого ходу для плоскої шихтованої магнітної системи, яка зібрана із пластин гарячеката­ної сталі, яка не має помітної анізотропії магнітних властивостей, намагнічувальна потужність для стрижнів і ярем, включаючи кути магнітної системи, визначається як добуток відповідної питомої потужності q_c або q_я, яка знаходиться для вибраної марки сталі і індукції, на масу сталі стрижнів або ярем даної магнітної системи.

Повна намагнічувальна потужність трансформатора, , для магнітної системи із гарячекатаної сталі може бути виражена наступною формулою:

, (5.24)

де і – питомі намагнічувальні потужності для стрижня і ярма, які визначаються за табл. 5.14 для гарячека­таної сталі в залежності від відповідних індукцій, ;

і – маси сталі у стрижнях і ярмах, кг;

– число немагнітних зазорів (стиків) в магнітній системі;

– питома намагнічувальна потужність, ², для немагнітних зазорів, яка визначається для індукції в стрижні або ярмі за табл. 5.14;

– площа зазору, тобто активний переріз стрижня або ярма, м².

При розрахунку струму холостого ходу для плоскої стрижневої шихтованої магнітної системи, яка зібрана із пластин холоднокатаної анізотропної сталі, також як і при розрахунку втрат холостого ходу, приходиться рахуватись з факто­рами конструктивними – форма стиків стрижнів і ярем, форма перерізу ярма, спосіб пресування стрижнів і ярем і технологічними – різання рулонів сталі на пластини, усунення задирок, відпал пластин, покриття їх лаком, пресування магнітної системи при зборці і перешихтовка верхнього ярма при установці обмоток.

Від впливу цих факторів реактивна складова струму холостого ходу збільшується при незбіганні напрямів ліній магнітної індукції і прокатки сталі, а також в результаті механічних діянь при заго­товці пластин і зборці остову. Відпал пластин веде до зменшення реактивної складової струму холостого ходу. На струмі холостого ходу вплив цих факторів виявляється більш різко, ніж на втратах.

Таблиця 5.15 – Повна питома намагнічувальна потужність в сталі q і в зоні шихтованого стику для холоднокатаної сталі марок 3404 і 3405 товщиною 0,35 и 0,30 мм при різних індукціях і f =50 Гц

В, Тл	Марка сталі і її товщина				,
	3404, 0,35 мм	3404, 0,30 мм	3405, 0.35 мм	3405, 0,30 мм	3404	3405
0,20	0,040	0,040	0,039	0,038	40	40
0,40	0,120	0,117	0,117	0,115	80	80
0,60	0,234	0,230	0,227	0,223	140	140
0,80	0,375	0,371	0,366	0,362	280	280
1,00	0,548	0,540	0,533	0,525	1000	900
1,20	0,752	0,742	0,732	0,722	4000	3700
1,22	0,782	0,768	0,758	0,748	4680	4160
1,24	0,811	0,793	0,783	0,773	5360	4620
1,26	0,841	0,819	0,809	0,799	6040	5080
1,28	0,870	0,844	0,834	0,824	6720	5540
1,30	0,900	0,870	0,860	0,850	7400	6000
1,32	0,932	0,904	0,892	0,880	8200	6640
1,34	0,964	0,938	0,924	0,910	9000	7280
1,36	0,996	0,972	0,956	0,940	9800	7920
1,38	1,028	1,006	0,988	0,970	10 600	8560
1,40	1,060	1,040	1,020	1,000	11400	9200
1,42	1,114	1,089	1,065	1,041	12 440	10 120
1,44	1,168	1,139	1,110	1,082	13 480	11040
1,46	1,222	1,188	1,156	1,123	14 520	11960
1,48	1,276	1,238	1,210	1,161	15 560	12 880
1,50	1,330	1,289	1,246	1,205	16 600	13 800
1,52	1,408	1,360	1,311	1,263	17 960	14 760
1,54	1,486	1,431	1,376	1,321	19 320	15 720
1,56	1,575	1,511	1,447	1,383	20 700	16 800
1,58	1,675	1,600	1,524	1,449	22 100	18 000
1,60	1,775	1,688	1,602	1,526	23 500	19 200
1,62	1,958	1,850	1,748	1,645	25 300	20 480
1,64	2,131	2,012	1,894	1,775	26 700	21 760
1,66	2,556	2,289	2,123	1,956	28 600	23 160
1,68	3,028	2,681	2,435	2,188	30 800	24 680
1,70	3,400	3,073	2,747	2,420	33 000	27 000
1,72	4,480	4,013	3,547	3,080	35 400	28 520
1,74	5,560	4,953	4,347	3,740	37 800	30 840
1,76	7,180	6,364	5,551	4,736	40 800	33000
1,78	9,340	8,247	7,161	6,068	44 400	35 000
1,80	11,500	10,130	8,770	7,400	48 000	37 000
1,82	20,240	17,670	15,110	12,540	52 000	39 800
1,84	28,980	25,210	21,450	17,680	56 000	43 600
1,86	37,720	32,750	27,790	22,820	60 000	47 400
1,88	46,460	40,290	34,130	27,960	64 000	51 200
1,90	55,200	47,830	40,740	33,100	68 000	55000
1,95	89,600	82,900	76,900	70,800	80000	65000
2,00	250,000	215,000	180,000	145,000	110000	75000

Примітка. В двох останніх графах приведена питома намагнічувальна потужність , , в зоні шихтованого стику при шихтовці шарами в дві пластини. При шихтовці в одну пластину дані , отримані із таблиці, помножити на 0,82 для сталі марки 3404 і па 0,78 для сталі марки 3405.

Таблиця 5.16 – Повна питома намагнічувальна потужність в сталі q і в зоні шихтованого стику для сталі іноземного виробництва марок М6Х і М4Х товщиною 0,35 і 0,28 мм при різних індукціях і f =50 Гц

В, Тл			,
	М6Х, 0,35 мм	М4Х, 0,28 мм	Одна плас­тина	Дві пластини
			М6Х, М4Х	М6Х	М4Х
0,40	0,126	0,091	80	80	80
0,80	0,390	0,297	280	280	280
1,00	0,585	0,432	900	1000	1100
1,10	0,670	0,507	1900	2200	2500
1,20	0,790	0,597	3700	4000	4400
1,30	0,935	0,716	6000	7400	8400
1,40	1,120	0,872	9200	11400	13400
1,50	1,380	1,075	13 800	16 600	20 000
1,55	1,575	1,250	16 200	20 000	24 000
1,60	1,850	1,560	19 200	23 500	30 000
1,65	2,340	2,080	22 400	27 500	36 000
1,70	3,530	3,073	26 200	33 000	44 000
1,75	6,350	5,423	32 000	39 000	54 000
1,80	11,500	10,130	37 000	48000	64 000
1,90	55,200	47,850	55 000	68 000	86 000
1,95	89,000	82,900	65 000	80 000	100 000
2,00	250,000	215,000	75 000	94 000	115 000

Для плоскої трифазної шихтованої магнітної систе­ми сучасної тристрижневої конструкції із взаємним розташуванням стрижнів і ярем за рис. 2.5, д [1], яка зібрана із пластин холоднокатаної анізотропної сталі, із пресуванням стрижнів розклиненням з внутрішньою обмоткою або бан­дажами, а ярем – ярмовими балками із напівбандажами, які не мають наскрізних шпильок у стрижнях і ярмах, повна на­магнічувальна потужність може бути розрахована за фор­мулою:

(5.25)

де , і – маси сталі стрижнів окремих частин ярем, які визначаються також, як і при розрахунку втрат холостого ходу, кг;

і – питомі намагнічувальні потужності для сталі стрижнів і ярем за табл. 5.15 і 5.16, ;

– питома намагнічувальна потужність для зазорів, яка визначається за табл. 5.15 і 5.16 по індукціям для прямих і косих стиків аналогічно при розрахунку втрат холостого ходу, ;

– площа зазору, яка визначається також, як і при розрахунку втрат холостого ходу, м²;

– коефіцієнт, який ураховує вплив різання полоси рулону на пластини; для відпаленої сталі марок 3404 і 3405 = 1,18, для невідпаленої 1,49; для сталі марок М4Х і М6Х – відповідно 1,11 і 1,225;

– коефі­цієнт, який ураховує вплив зрізання задирок; для відпалених пластин = 1,0 і для невідпалених 1,01; якщо задирки не зняті, то відповідно 1,02 і 1,05;

– коефіцієнт, який ураховує ширину пластин в кутах магнітної системи, за табл. 5.19;

– коефіцієнт, який ураховує форму перерізу ярма, =1,0 для ярма багатоступеневого перерізу; при співвідношенні числа ступіней стрижня і ярма, який дорівнює трьом, =1,04; при співвідношенні, який дорівнює шести, =1,06; для ярма прямокутного перерізу =1,07;

– коефіцієнт, який ураховує пресування магнітної системи за, табл. 5.11;

– коефіцієнт, який ураховує перешихтовку верхнього ярма, він дорівнює 1,01 при потужності трансформатора до 250 ; 1,02 при потужностях 400 – 630 ; 1,04 – 1,08 при потужностях 1000 – 6300 і 1,09 при потужностях 10 000 і більше.

Шихтовка магнітної системи в одну або в дві пластини в шарі враховується в питомому значенні q_з за табл. 5.15 і 5.16. Покриття пластин ізоляційною лаковою плівкою при повітряному охолодженні пластин збільшує значення q у відношенні 1,04 і при водяному охолодженні – у відношенні 1,18.

Вираз залежить від фор­ми стиків в крайніх і середніх стрижнях магнітної системи. Відповідні коефіцієнти для ко­сих і прямих стиків пластин для різних марок сталі і різних значень індукції від 0,2 до 1,9 Тл приведені в табл. 5.17. В табл. 5.18 для сталі марок 3404 і 3405 приведені значення , які розраховані для зони ін­дукції від 1,4 до 1,9 Тл.

Для однофазного трансформатора із стрижневою маг­нітною системою формула перетворюється в формулу (5.25а)

, (5.25а)

де для сталі марок 3404 і 3405 може бути прийнятим за табл. 5.18.

Таблиця 5.17 – Значення коефіцієнта , який ураховує збільшення намагнічувальної потужності в кутах магнітної системи для сталі різних марок при косому і прямому стиках для діапазону індукції 0,20 – 1,90 Тл при f =50 Гц

В, Тл	Косий стик,			Прямий стик,
	3404 і 3405, 0,35 і 0,30 мм	М6Х, 0,35 мм	М4Х, 0.28 мм	3404 і 3405, 0,35 і 0,30 мм	M6X, 0,35 мм	М4Х, 0,28 мм
0,20	1,3	1,3	1,3	1,8	1,8	1,8
0,60	1,4	1,4	1,4	2,2	2,2	2,2
0,80	1.7	1Д	1,7	2,9	3,0	2,9
1,00	2,2	2,3	2,2	4,5	4,7	4,0
1,20	2,9	3,2	2,8	6,8	7,2	6,0
1,40	4,0	4,4	3,4	9,0	10,4	7,4
1,50	4,3	4,7	3,6	9,8	11,6	8,0
1,60	4,3	5,0	3,5	10,1	12.5	8,1
1,70	4,0	4,7	3,4	9,8	11,6	7,4
1,80	3,4	4,0	2,7	8,0	9,8	6,2
1,90	1,3	1,3	1,3	2,2	2,4	2,0

Примітка. Для сталі марок 3412 або 3413 товщиною 0,35 мм при всіх значеннях індукції значення (косий стик), отримані із таблиці для сталі 3404, помножити на 0,65 або 0,80 і значення (прямий стик) – на 0,50 або 0,78 відповідно.

Для використання в попередньому розрахунку за узагальненим методом формула (5.25) може бути перетворена до вигляду:

. (5.26)

; .

Для плоскої трифазної шихтованої магнітної систе­ми з багатоступеневою формою перерізу ярма з відпалом пла­стин, нарізаних із сталі марок 3404 і 3405, коефіцієнт = 1,20, без відпалу пластин 1,55; для сталі марок М4Х і М6Х – відповідно 1,13 і 1,36.

Коефіцієнт при відпалі пластин і без відпалу для трансформаторів потужністю до 250 дорівнює 1,06, від 400 до 630 – 1,06; від 1000 до 6300 – 1,07; 10000 і більше – 1,15. Для тих же потужностей приймається за табл. 5.19. При прямокутній формі перерізу ярма коефі­цієнт помножити на 1,07.

Таблиця 5.18 – Значення коефіцієнта для різного числа кутів з косими і прямими стиками пластин плоскої шихтованої магнітної системи для сталі марок 3404 і 3405 товщиною 0,35 і 0,30 мм при f =50 Гц

Число кутів із сти­ками		Індукція В, Тл
косими	прямими	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8
	Трифазна магнітна система (три стрижня)
6	-	26,0	27,95	27,95	26,0	22.10
5*	1*	32,25	34,83	35,20	33,25	27,85
4	2	38,5	41,7	42,45	40,5	33.66
-	6	58,5	64,7	65,6	64,7	52,0
	Однофазна магнітна система (два стрижня)
4	-	16,0	17,2	17,2	16,0	13,6
-	4	36,0	39,2	40,4	39,2	32,0 >о

* План шихтовки за рис. 5.8, в.

Питома намагнічувальна потужність визначається по індукції стрижня В_с для прямих стиків і по індукції для косих стиків. Переріз зазору для пря­мих стиків і для косих стиків; п₃ – число не­магнітних зазорів з даною формою стику.

Таблиця 5.19 – Значення коефіцієнта , який ураховує збільшення намагнічувальної потужності в кутах магнітної системи в залежності від ширини пластини другого пакету а₂ для холоднокатаної сталі

В, Тл	Ширина пластини другого пакету а2, м
	0,05	0,10	0,20		0,30	0,40	0,50	0.60	0,70
0,8—1.00	1,30	1,25	1,20	1.17		1.15	1,14	1,13	1,12
1,10 і 1.90 90	1,40	1,27	1,21	1.18		1.16	1,15	1,14	1,13
1,20 і 1.80 80	1,50	1,30	1,22	1.19		1.17	1,16	1,15	1,14
1,30 і 1.70 70	1,70	1,38	1,25	1.21		1.18	1,17	1,16	1,15
1,40 і 1.60	2,00	1,50	1,35	1.25		1.20	1,19	1,18	1,16
1,50	3,00	2,00	1,50	1.35		1.30	1,25	1,20	1,18

В плоских стикових магнітних системах із холоднока­таної сталі розрахунок намагнічувальної потужності можна ве­сти за (5.25) із заміною останньої складової в квадрат­них дужках на

, (5,27)

де – немагнітний зазор, м;

– товщи­на прокладки в стику, м;

– напруга одного витка об­мотки, В.

Повний фазний струм холостого ходу (А) для трьох конструкцій магнітної системи, які розглянуті вище

. (5.28)

Відносне значення струму холостого ходу в процен­тах номінального струму . (5.28а)

Активна складова струму холостого ходу, фазне значення, А

, (5.29)

і в процентах номінального струму:

. (5.29а)

Реактивна складова – відповідно:

; (5.30)

. (5.30a)

Отримане значення струму холостого ходу повинно бути звірено з гранично допустимим значенням за стандартом, тех­нічним умовам або завданню на розрахунок трансформатора. Відхилення розрахункового значення струму холостого ходу від заданого гарантійного не слід допускати більше ніж на по­ловину допуску, дозволеного стандартом (за стандартом дозволений допуск +30 %).

При розрахунку струму холостого ходу по намагнічувальній потужності визначається середнє значення струму холостого хо­ду для всіх стрижнів трансформатора. В симетричних магнітних системах, наприклад однофазних, або просторових це середнє значення буде співпадати з дійсним значенням струму холостого ходу для кожного стрижня. В несиметричній магнітній системі струм холостого ходу в обмотці середнього стрижня менше, ніж в обмотках крайніх стрижнів. Струмом холостого ходу транс­форматора в цьому випадку рахується середнє значення струмів трьох фаз.