2.1.1. Конструктивные параметры магнитной системы и выбор величины индукции в стержне

В задании на проект предусматривается применение современных сталей марок 3404÷3408 с толщиной листа 0,27÷0,35мм. Если марка стали (при ремонте) неизвестна, то рекомендуется выполнить ее проверку путем экспериментального определения характеристики холостого хода и измерением активной и реактивной мощности, с расчетом удельных потерь. Если марка электротехнической стали задана (или известна) то после выбора предварительного значения индукции в стержне необходимо по приложению А определить соответствующее этой индукции значение удельных потерьи удельной намагничивающей мощности. Для холоднокатаных сталей марок 3404 – 3408 толщиной 0,27 – 0,35 мм рекомендуется принимать индукциюв пределах 1,50 – 1,7 Тл ( Таблица 2.1).

Марка стали	Мощность трансформатора в кВА
3404,3405,3406, 3407,3409	До 16	25-160	160 и более

Таблица 2.1 Рекомендуемая индукция в стержнях трансформаторов, ,Тл.

Важным конструктивным показателем МС является коэффициент заполнения активной сталью площади поперечного сечения стержня магнитной системы .

Коэффициент определяется как отношение площади поперечного сечения электротехнической стали стержня к площади фигуры, описанной вокруг ступенчатого сечения стержня (рис. 2.5), в рассматриваемой конструкции это площадь круга с диаметромD.

Коэффициент можно выразить так:

, (2.1)

где - коэффициент заполнения пакета электротехнической стали активной (чистой) сталью, значениезависит от толщины листов стали, толщины изоляции стали и усилия опрессовки стержня (выбирается по таблице 2.2);

- коэффициент использования площади круга – отношение площади ступенчатой фигуры сечения стержня к площади описанного круга диаметром D. Величина зависит от числа пакетов в сечении стержня. С увеличением диаметра стержня число пакетов иувеличиваются. Предварительно его можно определять по формуле:

. (2.2)

Предварительное значение D, (мм) определяется по эмпирической зависимости:

. (2.3)

Рис.2.5. Основные размеры планарной магнитной системы и изоляции обмоток в окне трансформатора.

Форма поперечного сечения ярма в его средней части по размерам пакетов обычно повторяет сечение стержня. Крайние пакеты в целях улучшения прессовки ярма ярмовыми балками, более равномерного распределения магнитного потока и давления по ширине пакетов, уменьшения веера пластин на углах пакетов делаются более широкими путем объединения двух крайних пакетов в один. Вследствие этого площадь поперечного сечения ярма немного больше площади поперечного сечения стержня. Это учитывается коэффициентом усиления сечения ярма , который в среднем равен 1,03.

Таблица 2.2 Коэффициент заполнения пакетов () для рулонной холоднокатаной стали с нагревостойким покрытием

Марка стали	Толщина, мм
3404,3405,3406,3407, 3408, 3409	0,35	0,97
3405,3406,3407,3408,3409	0,30	0,96
	0,27	0,95

Чаще всего используются стали марок 3407 и 3408 толщиной 0,35; 0,3 и 0,27 мм. Сравнительные данные современных холоднокатаных электротехнических сталей приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3 Сравнительные показатели для холоднокатаных электротехнических сталей марок 3404, 3405-3408 толщиной 0,35; 0,3 и 0,27 мм.

Толщина, мм	Марка стали	Относительные удельные потери, %	Относительная цена, %	Число пластин в пакетах равной толщины, %
0,35	3404	100	100	100
	3405	94	104
0,30	3404	94	104	115
	3405	87,5	108
0,27	3405	86,5	110	127
	3406	81,3	113

Примечание. В условиях совремённой рыночной экономики цены на активные, изоляционные и конструкционные материалы, применяемые в трансформаторостроении, зависят от экономической ситуации на рынках и часто изменяются. Поэтому в настоящем учебном пособии используются условные значения цен. То же относится и к стоимостям потерь холостого хода и нагрузочных, к величинам амортизационных отчислений и т.д.

Ориентировочная цена стали марки 3404 толщиной 0,35мм принята равной 5 грн./кг.

Количество пакетов стали различной ширины в сечении стержня определяется числом ступеней () (углов пакетов) вописанного вокруг стержня круга, выбранной по одну сторону какой-либо из осей симметрии. Величинавыбирается по таблице 2.4.

Таблица 2.4. Число ступеней в сечении стержня.

Мощность к·ВА	25	40-100	160-630	1000
Число ступеней в сечении стержня,	5	6	7	8
	0,863	0,891	0,915	0,925

Полное число пакетов стали в сечении стержня .

Детальная разработка сечения стержня и ярма приведена в [1,3,7].