6.2. Визначення втрат неробочого ходу

Втрати неробочого ходу трансформатора складаються з магнітних втрат у сталі магнітної системи; втрат у стальних елементах кістяка трансформатора, спричинених полями розсіяння; втрат у первинній обмотці, спричинених струмом неробочого ходу; діелектричними втратами в ізоляції.

Магнітні втрати в сталі магнітної системи складають основну частину втрат неробочого ходу і поділяються на втрати від гістерезису та вихрових струмів. Для холоднокатаної сталі товщиною 0,35 мм перші із них складають 25-35%, а другі - 75-65% від повних втрат у сталі.

На практиці визначають магнітні втрати, не розділяючи їх, і користуються експериментально встановленою залежністю між індукцією та питомими втратами в сталі , Вт/кг, (табл.6.7, 6.8).

Таблиця 6.7

Питомі втрати в сталі і в зоні шихтованого стику для гарячокатаної сталі марок 1512, 1513 і холоднокатаної сталі марок 3411, 3412, 3413 товщиною 0,35 мм при

різних індукціях ( =50Гц)

В, Тл	Гарячокатана сталь		Холоднокатана сталь
	, Вт/кг		, Вт/кг			, 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	-
1,00	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 гарячокатаної сталі не враховуються

Магнітні індукції в стержнях і ярмах магнітної системи визначають для порахованої напруги витка обмотки і кінцево встановлених значень активних перерізів стержня і ярма за формулами:

= /(4,44 ) , (6.16)

= /(4,44 ) . (6.17)

Таблиця 6.8

Питомі втрати в сталі і в зоні шихтованого стику для холоднокатаної сталі марок 3404, 3405 ( =50Гц)

, Вт/кг		, Вт/м2		, Вт/кг		, Вт/м2
В, Тл	3404, 0,35 мм	Одна пластина	Дві пластини	В, Тл	3404, 0,35 мм	Одна пластина	Дві пластини
0,20	0,028	25	30	1,54	1,168	600	906
0,40	0,093	50	70	1,56	1,207	615	934
0,60	0,190	100	125	1,58	1,251	630	962
0,80	0,320	170	215	1,60	1,295	645	990
1,00	0,475	265	345	1,62	1,353	661	1017
1,20	0,675	375	515	1,64	1,411	677	1044
1,22	0,697	387	536	1,66	1,472	695	1071
1,24	0,719	399	557	1,68	1,536	709	1098
1,26	0,741	411	578	1,70	1,600	725	1125
1,28	0,763	423	589	1,72	1,672	741	1155
1,30	0,785	435	620	1,74	1,744	757	1185
1,32	0,814	448	642	1,76	1,824	773	1215
1,34	0,843	461	664	1,78	1,912	789	1245
1,36	0,872	474	686	1,80	2,000	805	1275
1,38	0,901	497	708	1,82	2,090	822	1305
1,40	0,930	500	730	1,84	2,180	839	1335
1,42	0,964	514	754	1,86	2,270	856	1365
1,44	0,998	526	778	1,88	2,360	873	1395
1,46	1,032	542	802	1,90	2,450	890	1425
1,48	1,066	556	826	1,95	2,700	930	1500
1,50	1,100	570	850	2,00	3,000	970	1580
1,52	1,134	585	878

Пластини для стержня і ярм вирізаються так, щоб поздовжня вісь пластини співпадала з напрямком прокатки сталі. При цьому в стержнях і більшій частині ярм напрям вектора індукції магнітного поля буде співпадати з напрямом прокатки (рис.6.4,б).

Рис. 6.4. Ділянки магнітних систем, де виникають збільшені втрати в холоднокатаній сталі при прямих і скісних стиках

При складанні магнітних систем з пластин прямокутної форми з прямими стиками за рис.6.4,а,б у кутах магнітної системи (заштриховані на рисунку) кут між вектором магнітної індукції і напрямом прокатки буде змінюватись від 0⁰ до 90⁰. Загальне збільшення питомих втрат в усьому об'ємі заштрихованих частин у кутах магнітної системи оцінюють коефіцієнтом , залежним від форми стику, марки сталі, величини індукції і товщини пластини. При скісних стиках (рис.6.4,в) у кутах магнітної системи також виникають додаткові втрати, але менші, ніж при прямих стиках. У діапазоні зміни індукції 0,9-1,9 Тл коефіцієнт для прямих і скісних стиків можна визначити за талб.6.9.

У зоні стику виникають додаткові втрати, що визначаються за загальною поверхнею стику (проміжку) і питомими втратами на 1 м² поверхні. Ці питомі втрати для холоднокатаної сталі наведені в табл.6.7 і табл.6.8.

Таблиця 6.9

Коефіцієнт , що ураховує збільшення втрат у кутах магнітної системи, для сталі різних марок при скісному і прямому стиках для діапазону індукцій =0,9÷1,7 Тл, =50Гц

Стик		3412, 0,35мм	3413, 0,35мм	3404, 0,35мм	3404, 0,35мм 3405, 0,35мм
Скісний		1,15	1,22	1,32	1,35
Прямий		1,60	1,78	1,96	2,02

Примітка. 1. При індукції =1,8Тл коефіцієнт, визначений за таблицею, помножити при скісному стику на 0,96, при прямому на 0,93; при =1,9Тл – на 0,85 і 0,67 відповідно.

2. При комбінованому стику на середньому стержні приймати =

Індукція для визначення при прямих стиках дорівнює індукції для стиків, що перпендикулярні до осі стержня, і індукції для стиків, що перпендикулярні до осі ярма. Для скісних стиків

= / , (6.18)

де - індукція в стежні.

Площа проміжку (стику) для прямих стиків дорівнює активному перерізу стержня або ярма , а для скісних стиків

= . (6.19)

Форма перерізу ярма впливає на розподіл індукції в перерізах ярма і стержня. Якщо число ступенів у перерізі ярма дорівнює або відрізняється на один-два ступені від числа сттупенів у перерізі стержня, то розподіл індукції в ярмі та стержні можна вважати рівномірним і прийняти коефіцієнт збільшення втрат, що залежить від форми перерізу ярма, =1,0. При однакових числах ступенів стержня і ярма, що дорівнює трьом, =1,04; дорівнює шести, =1,06; для ярма прямокутного перерізу =1,07.

Залежно від потужності трансформатора спосіб пресування стержнів і ярм може бути вибраний відповідно до рекомендацій табл.6.10. У цій же таблиці наведені коефіцієнти і для врахування впливу пресування на втрати і струм неробочого ходу.

Таблиця 6.10