Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины
Приазовский Государственный Технический Университет
Кафедра: Электрификации промышленных предприятий
Пояснительная записка
к курсовой проекту по курсу: «Электрические машины»
Тема проекта: «Расчет силового трансформатора»
Выполнил: ст. гр. ЭПП-09
Локатырь Д.С. _____________
Руководитель:
Скосырев В.Г.. _____________
Мариуполь, 2011
Содержание
Введение
1 Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний
2 Расчет геометрических параметров магнитной системы
2.1Для меди
2.2Для алюминия
3 Расчет параметров трансформатора при различных значениях коэффициента загрузки
4 Расчет основных электрических параметров трансформатора
Вывод
Введение
В данной курсовой работе производится расчет силового трансформатора типа ТМ-250/20.
Магнитная система этого трансформатора является стержневой. Основное преимущество стержневого типа – цилиндрическая форма обмоток, более прочные и менее трудоемкие в изготовлении.
Материал магнитопровода – холоднокатаная электротехническая сталь, имеющая в направлении проката лучшие магнитные характеристики чем горячекатаная сталь. Также она имеет значительно меньшие удельные потери и более высокую магнитную проницаемость, позволяющую увеличить индукцию в магнитной системе и за счет этого уменьшить размеры магнитопровода и уменьшить потери. Ухудшение магнитных свойств стали, возникающее в результате механической обработки при заготовке пластин магнитной системы, полностью или в значительной мере снимается путем восстановительного отжига.
В данном расчете использована шихтованная конструкция магнитопровода (сборка впереплет). Преимуществами такого способа сборки является то, что зазор в месте стыка листов стержней и ярем может быть сделан минимальным, так как место стыка в одном слое перекрывается листом в другом слое. Также заметно увеличивается механическая устойчивость сердечника.
Преимуществом является использование косых стыков на крайних стержнях. Это снижает неблагоприятный эффект от несовпадения в углах магнитопровода направления силовых линий.
Задание к курсовой работе
Тип трансформатора ТМ-250/20
Номинальная мощность
Номинальное напряжение обмотки:
высшего напряжения
низшего напряжения
Напряжение короткого замыкания
Ток холостого хода
Потери холостого хода
Потери короткого замыкания
Схема и группа соединения обмоток
1 Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний
Мощность одной фазы и одного стержня
Номинальные линейные токи на сторонах:
высшего напряжения
низшего напряжения
При данном соединении обмоток фазные токи равны линейным.
Фазные напряжения обмоток:
высшего напряжения
низшего напряжения
По таблице 4-1[1] выбираем испытательные напряжения для обмоток:
высшего напряжения
низшего напряжения
По таблице 5-8[1] выбираем тип обмоток:
обмотка высшего напряжения – цилиндрическая многослойная из прямоугольного провода
обмотка низшего напряжения – цилиндрическая одно- и двухслойная из прямоугольного провода
Приведенную ширину двух обмоток в предварительном расчете определяем по формуле:
Коэффициент k определяется в зависимость от мощности трансформатора по таблице 3-3[1]:
1. для медного провода
2. для алюминиевого провода
Для испытательного напряжения обмотки высшего напряжения по таблице 4-5[1] определяем:
изоляционный промежуток между обмотками высшего и низшего напряжений
изоляционное расстояние от обмотки высшего напряжения до ярма
изоляционное расстояние между внешними (наружными) обмотками соседних стержней
Ширина приведенного канала рассеяния приближенно определяется по формуле:
Для медного провода
Для алюминиевого провода
Коэффициент приведения идеального поля рассеяния к реальному (коэффициент Роговского)
Активная составляющая напряжения короткого замыкания равна:
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания равна:
Выбираем трехфазный стержневой сердечник с косыми стыками на крайних стержнях. Материал сердечника – холоднокатаная электротехническая сталь марки Э3404 с толщиной листов 0.35мм.
По таблице 2-5[1] выбираем число ступеней стержня n=7 и коэффициент заполнения круга .
По таблице 2-4 [1] выбираем индукцию в стержне .
По таблице 2-2 [1] выбираем коэффициент заполнения сечения сталью .
Общий коэффициент заполнения сталью площади круга:
По таблице 3-4 [1] определяем отношение среднего диаметра к диаметру стержня :
для медной обмотки
для алюминиевой обмотки
По таблице 2-8 [1] выбираем число ступеней ярма – 6, коэффициент усиления ярма .
Индукцию в ярме определяем по формуле:
Индукция в зазоре на прямом стыке
Индукция в зазоре на косом стыке
По таблице 3-5 [1] определяем коэффициент :
для медной обмотки
для алюминиевой обмотки b=0.625
По таблице 3-6 [1] определяем коэффициент добавочных потерь .
Расчетный коэффициент для многоступенчатой формы ярма.
По таблице 8-19 [1] в зависимости от марки стали определяем:
мощность потерь в 1кг стали стержня
мощность потерь в 1кг стали ярма
По таблице 8-17 [1] определяем:
удельную намагничивающую мощность в стержне
удельную намагничивающую мощность в ярме
удельную намагничивающую мощность в воздушном зазоре
удельную намагничивающую мощность в воздушном зазоре косого стыка
Коэффициент :
для меди
для алюминия
По таблице 3-7 [1] определяем коэффициент, зависящий от материала обмоток и магнитной системы:
для меди
для алюминия
Коэффициент, учитывающий массу изоляции и повышение массы металла в ступенях обмоток, предназначенных для регулирования напряжения:
для меди
для алюминия
Коэффициент, учитывающий магнитные потери в зоне зазоров, для магнитных систем из холоднокатаных марок сталей с отжигом и многоступенчатой формой сечения ярма .
Коэффициент, учитывающий общее увеличение удельных потерь в среднем по всему объему зашихтованных частей в углах магнитной системы, определяем по таблице 8-13 [1] .
Коэффициент, учитывающий число стержней магнитной системы .
По таблице 8-14 [1] определяем коэффициент, учитывающий срезку заусенцев, ширину пластин, а также зависит от отжига пластин, .
Коэффициент учитывает форму ярма, расшихтовку и зашихтовку верхнего ярма при сборке, а также влияние прессовки стержней и ярем при сборке основы.
Для магнитной системы с многоступенчатой формой сечения ярма с отжигом пластин произведение коэффициентов .
Отсюда определим коэффициент :
Коэффициент, учитывающий влияние увеличения удельной намагничивающей мощности в углах магнитной системы, определяем по таблице 8-20[1]: