5. Розрахунок магнітної системи

Мета розрахунку – визначити дійсні значення втрат і струму холостого ходу. Для цього використовується та ж методика, що і у попередньому розрахунку, але більш точно розраховуються всі величини, які впливають на ці параметри. Розрахунок проводиться для знайдених у попередньому розрахунку оптимальних марок сталі (J_опт) та типу стиків (T_опт) з використанням дійсних розмірів магнітної системи й обмоток .

5.1 Маса магнітної системи

Маса сталі стержнів:

G_c = G_c + G_c, (5.1)

G_c = 98,773 + 4,52 = 103,293 (кг),

де G_c – маса сталі стержнів в межах вікна магнітної системи:

G_c = 3П_сl_с_cт10^-6, (5.2)

G_c =3108,93139,51 765010^-6 = 98,773 (кг),

де l_c – довжина стержня:

l_c = l + l₀+ l₀, (5.3)

l_c = 35,51+ 2 + 2 = 39,51 (см),

_cт – густина сталі, (кг/м³), _cт = 7650 (кг/м³).

G_c – маса сталі в місцях стику пакетів стержня та ярма:

G_с = 3(П_сg₁_cт10^-6 – G_k), (5.4)

G_с = 3(108,93112765010^-6 – 8,493) = 4,52 (кг),

де g₁ – ширина пластин першого пакету (табл. 1.1. [1]), g₁ = 12 (см).

G_k – маса сталі одного кута магнітної системи, кг:

G_k = 2K_з_cт10^-6(g_1cg_1яh₁ + g_2cg_2яh₂ + g_3cg_3яh₃ + …), (5.5)

де , g_6с=g_6я=4 – ширина пластин стикових пакетів стержня та ярма відповідно, см.

h₆=0.6 – товщина відповідних пакетів, см.

(кг).

Маса сталі ярем:

G_я = G_я + G_я,

G_я = 94,114 + 16,986 = 111,1 (кг),

де G_я – маса сталі ярем, які знаходяться між осями крайніх стержнів:

G_я = 4LП_я_ст10^-6, (5.7)

G_я = 427,5 111,841765010^-6 = 94,114 (кг),

де L – відстань між осями сусідніх стержнів, яка повинна бути округлена в більшу сторону до значення, кратного 0,5 см:

L = D₂ + a₂₂, (5.8)

L = 26,374+ 0,8 = 27,174 (см),

де (a₂₂ береться з попереднього розрахунку).

Приймаємо відстань між осями сусідніх стержнів (з заокругленням в більшу сторону кратнім 0,5) L = 27,5 (см),

П_я – активний переріз ярма:

П_я = К_зП_ф.я, (5.9)

де П_ф.я – вибирається з табл.1.1.[1], (см²), П_ф.я = 115,3(см²);

П_я = 0,97115,7 = 112,22 (см²),

G_я – маса сталі ярем в кутах крайніх стержнів:

G_я = 2G_k, (5.10)

G_я = 28,493 = 16,986 (кг).

Повна маса сталі:

G_ст = G_с + G_я, (5.11)

G_ст = 103,293+ 111,1= 214,393(кг).

5.2 Втрати холостого ходу

Втрати холостого ходу – це втрати в сталі магнітної системи (магнітні втрати). Вони складаються з втрат: в стержнях з масою G_с і в частинах ярма з масою G_я' – 4G_к, де магнітний потік співпадає з напрямком прокатки сталі, в кутових частинах магнітопроводу, де потік не співпадає з напрямком прокатки, і в зоні стиків листів стержнів і ярм, де з’являються додаткові втрати за рахунок викривлення ліній магнітного потоку.

Дійсне значення індукції в стержні:

, (5.12)

(Тл).

Дійсне значення індукції в ярмі, Тл:

, (5.13)

(Тл).

Для пластин, які відпалюються після механічної обробки, втрати холостого ходу:

, (5.14)

де – коефіцієнт, що враховує збільшення втрат внаслідок пресовки пластин стержнів і ярем і рівний 1,03 в трансформаторах при S_н  6300 кВА;

– коефіцієнт, що враховує необхідність перешихтовки верхнього ярма для установки обмоток і рівний 1,01 при S_н  250кВА;

– коефіцієнт, що враховує збільшення втрат за рахунок різки пластин сталі ( = 1,05);

– питомі втрати в стержні, знайдені за табл. 1.7 [1] для дійсної індукції в стержні ( = 1,251 Вт/кг);

– питомі втрати в ярмі, знайдені там же, але для індукції в ярмі, ( =1,168 Вт/кг);

- приведене в табл 1.8. [1] ( = 10,18);

– питомі втрати в зоні стиків, які визначаються з табл. 1.7 [1] за індукцією В_с ( Вт/см²) і за індукцією В_с/ ( Вт/см²);

– кількість косих пластин;

– кількість прямих пластин;

(Вт).

Розраховані втрати холостого ходу не повинні перевищувати задані більш ніж на 7,5 %.

Відхилення втрат холостого ходу:

(%). (5.15)