5. Расчет обмоток вн

5.1. Число витков при номинальном напряжении

.

5.2. Плотность тока в обмотке ВН:

А/м²,

где J_ср – по п. 4.1; J₁ – уточненная плотность тока обмотки НН.

5.3. Сечение витка обмотки ВН:

мм².

5.4. Выбираем цилиндрическую многослойную обмотку из прямоугольного провода, основные свойства которой приведены в табл. 5б.

Таблица 5б

Основные свойства и нормальные пределы применения цилиндрической многослойной обмотки из прямоугольного провода.

Тип обмотки

Примене-ние на стороне

Основные достоинства

Основные недостатки

Мате-риал обмо-ток

Пределы применения, включительно

Число парал-лельных проводов

Главное

Возможное

По мощ-ности S, кВА

По току I, A

По сечению витка П, мм2

Цилиндричес-кая много-слойная из прямоуголь-ного провода

ВН

НН

Хорошее заполнение окна магнитной системы, простая технология

Уменьшение охлаждаемой поверхности

Медь

От 630 до 60000

От 15 до 1200

От 5,04 до 400

От 1 до 4–8

5.5. Расчет многослойной цилиндрической обмотки из прямоугольного провода осуществляется таким образом.

5.5.1. Суммарный радиальный размер провода, необходимый для получения полного сечения всех витков обмотки:

м,

где k_ос = 0,92 – коэффициент, учитывающий изоляцию проводов в осевом направлении обмотки.

5.5.2. Наибольший суммарный размер металла проводов обмотки между двумя осевыми охлаждающими каналами:

м,

где q_доп = 1400 , k = 107 – для медного провода.

5.5.3. Число осевых охлаждающих каналов – п_к и число катушек – п:

5.5.4. По значению b и подбираются радиальный размер провода а и число слоев обмотки п_сл2 так, чтобы добавочные потери в обмотки не вышли за уровень 5%:

мм.

5.5.5. По сечению П₂^/ и радиальному размеру а по сортаменту обмоточного провода подбираем провод сечением П₂^/ = 7,12 мм². Подобранные размеры провода записываем так:

, .

5.5.6. Уточненная плотность тока:

.

5.5.7. Число витков в слое:

5.5.8. Число слоев в обмотке:

.

5.5.9. Рабочее напряжение двух слоев:

В,

где U_в – по п. 4.5, W_сл2 – по п. 5.7.7.

5.5.6. По U_m сл по табл.6. выбирается число слоев и общая толщина _m сл кабельной бумаги в изоляции между двумя слоями обмотки.

Таблица 6

Число слоев и толщина изоляции между слоями

Суммарное рабочее напряжение двух слоев, В	Число слоев кабельной бумаги на толщину листов m сл, мм	Выступ междуслойной изоляции на торцах обмотки (на одну сторону), мм
От 3001 до 3500	5 x 0,12	16

5.5.7. Радиальный размер обмотки без экрана:

м, где – минимальная ширина масляного канала между катушками; принимаем мм.

5.5.8. Радиальный размер обмотки с экраном:

м.

5.6. Внутренний диаметр обмотки:

м,

где а₁₂ – по п. 2.11.

5.7. Наружный диаметр обмотки:

м.

5.8. Средний диаметр обмотки:

м.

5.9. Поверхность охлаждения:

м²,

где n – число катушек в обмотке, п = 1.

Плотность теплового потока:

Вт/м².

5.10. Масса металла обмотки:

кг,

где k = 84 для медного провода.

5.11. Средний диаметр между обмотками НН и ВН:

м.

5.12. Сводим полученные параметры обеих обмоток в табл.7.

Основные данные обмоток.

	Обмотка НН	Обмотка ВН
Число витков в катушке	1	806
Число слоев		7
Число витков в слое		115
Всего витков	16	1220
Размеры провода без изоляции (с изоляцией), мм радиальный осевой	3,0 (3,5) 11,20 (11,70)	2,0 (2,5) 4,0 (4,5)
Число параллельных проводов	12	1
Сечение витка, м2	3,9710–4	7,6410–6
Плотность тока, А/м2	3,63106	4,05106
Радиальный размер обмотки, м	0,03	0,0541
Высота обмотки, м	0,55	0,55
Диаметры, м внутренний наружный средний	0,271 0,313 0,292	0,343 0,451 0,391
Плотность теплового потока, Вт/м2	1194	2106.1