Рекомендуемая литература

1. Тихомиров, П. М. Расчет трансформаторов : учеб. пособие для вузов / П. М. Тихомиров. – М. : Энергоатомиздат, 1986. – 528 с.

2. Вольдек, А. И. Электрические машины / А. И. Вольдек. – Л. : Энергия, 1978. – 832 с.

Указания к выполнению разделов расчетно-графической (контрольной) работы

1. Задание.

В задании на расчетно-графическую (контрольную) работу приводятся следующие исходные данные:

номинальная полная мощность трансформатора – S, кВА;

номинальное фазное напряжение обмотки ВН – U_В, В;

номинальное фазное напряжение обмотки НН – U_Н, В;

номинальная частота напряжения – f, Гц;

реактивная составляющая напряжения короткого замыкания – U_p, %;

коэффициент полезного действия – , %;

способ охлаждения - воздушное;

материал магнитопровода – сталь 3404, толщина листов 0,35 мм;

материал обмоток - медь;

класс изоляции обмоток - А.

При расчете электромагнитной системы первичной следует считать обмотку высокого напряжения.

2. Расчет основных размеров магнитной системы

2.1. Выбор типа магнитной системы.

Для всех вариантов задания предлагается вести расчет плоской магнитной системы стержневого типа (рисунок 1). Причем сечение стержня – в зависимости от мощности трансформатора – может быть, как прямоугольной формы, так и в форме правильной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность.

2 .2. Выбор величины максимальной индукции в стержне.

Выбор индукции, в зависимости от марки стали, типа и мощности трансформатора, производится по таблице 2.4. .

2.3. Выбор формы сечения стержня.

Для трансформаторов, мощностью до 10 кВА необходимо выбирать прямоугольную форму сечения стержня (рисунок 2). Для трансформаторов большей мощности выбирается сечение в форме симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность с диаметром d (рисунок 3).

Н езависимо от выбранной формы сечения сердечника, расчет необходимо начинать с определения диаметра окружности, описывающей ступенчатую фигуру.

2.4. Диаметр окружности, описывающей ступенчатую фигуру.

, м,

(1)

где  – отношение средней длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки – выбирается по таблице 3.12. ;

а_р – приведенная ширина канала рассеяния, м;

S_ст – номинальная мощность, приходящаяся на один стержень, кВА; для трехфазного трансформатора .

k_p = 0,93  0,98 – коэффициент Роговского;

f – частота питающей сети, Гц;

u_p – реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, %;

В_с – максимальная индукция в стержне, Тл;

k_c – коэффициент заполнения площади круга сталью.

Приведенная ширина канала рассеяния представляет из себя следующую величину:

, м,

(2)

где а₁₂ – радиальное расстояние между концентрическими обмотками (рисунки 2 и 3), выбирается по таблице 4.15 ;

В торое слагаемое в формуле (2) на начальном этапе расчета может быть вычислено по эмпирической формуле:

, м,

(3)

коэффициент k выбирается в соответствии с таблицей 3.3.  и примечаниями к ней.

Коэффициент заполнения площади круга сталью:

,

(4)

где k_з – коэффициент, учитывающий межлистовую изоляцию и зависящий от толщины листов, определяется по таблице 2.3 ,

k_кр – коэффициент, учитывающий заполнение площади круга площадью ступенчатой фигуры, для случая одной ступени (прямоугольное сечение стержня) определяется по таблице 2.5 , для случаев трех и более ступеней – по таблице 2.6 .

В работе необходимо указать количество ступеней сечения стержня.

2.5. Активное сечение стержня.

, м.2

(5)

2.6. Размеры сечения стержня при прямоугольной форме.

Меньшая сторона сечения стержня:

, мм.

(6)

где _ст – соотношение сторон, выбираемое в диапазоне от 1 до 2.

Большая сторона сечения стержня:

, мм.

(7)