2. Предварительный расчет основных размеров

   1. Выбор марки стали, индукции в стержне и конструкции магнитной системы

конструктивной основой трансформатора является его магнитная система (магнитопровод, сердечник). Стержни и ярмо с целью снижения потерь на вихревые токи набираются (шихтуются) из листов электро­технической стали толщиной 0,35; 0,3 или 0,27 мм и выполняются ступенчатыми для наибольшего заполнения площади круга сталью (рис. 2.1). Отношение се­чения стали к общей площади круга учитывается в расчете коэффициентом круга Число ступеней ярма для заданного ряда мощностей можно принять равным числу ступеней стержня. Ориентировочные диаметры стерж­ня, число ступеней и коэффициенты круга приведены в табл. 2.1.

Сечение ярма за счет увеличения его высоты обычно больше сечения стержня. Для заданного ряда мощностей коэффициент усиления ярма = 1,02 – 1,03.

Т а б л и ц а 2.1

Ориентировочные сведения о конструкции сердечника

Мощность , кВА	1000	1600	2500	4000	6300
Диаметр стержня , мм	240 – 260	280 – 300	320 – 330	340 – 350	360 – 380
Число ступеней	8	8	8	9	9
Коэффициент круга,	0,925	0,928	0,929	0,913	0,913

Рис. 2.1. Конструкция стержня трансформатора

Вследствие неплотного прилегания листов стали и наличия изо­ляции между листами активное сечение стали оказывается меньше се­чения ступенчатой фигуры стержня, что учитывается коэффициентом за­полнения пакета = 0,94 – 0,97.

Таким образом общий коэффициент заполнения активной сталью фактической площади круга, описанного вокруг ступенчатой фигуры стержня,

(2.1)

В современном трансформаторостроении используется холоднокатаная текстурованная сталь марок 3404, 3408, обладающая доста­точно сильно выра-женными анизотропными свойствами, что дает возможность использовать при

конструировании магнитопровода косые стыки [1]. Характерно, что чем выше марка стали, тем более резко ухудшаются ее свойства при отклонении направления магнитного потока от направления проката. В связи с этим высоколегированная сталь марок 3407, 3408 используется лишь для витых магнитопроводов и сердечников сверхмощных и наиболее ответственных трансформаторов. Для изготовления сердечников серийных трансформаторов обычно применяют сталь марок 3404 – 3406 толщиной 0,35 – 0,27 мм.

В последнее время наметилась тенденция к использованию в обычных силовых распределительных трансформаторах изотропной холоднокатаной стали марок 2411 – 2413 [3]. (В данной работе технические данные таких сталей отсутствуют и выбирать их при выполнении курсовой работы не рекомендуется.)

Существенно влияет на технико-экономические показатели трансформатора расчетная индукция в стержне . Уменьшение ин­дукции способствует снижению потерь х. х. и, следовательно, эксплутационных затрат, но приводит к увеличению массы стали и обмоток, габаритов трансформатора и, в конечном счете, к увеличению его стои­мости, т. е. капитальных затрат. Увеличение индукции напротив позво­ляет уменьшить затраты активных материалов, но вызывает увеличение потерь и тока х. х. Практика современного трансформаторостроения рекомендует для стали марок 3404 – 3406 принимать индукцию в стержне = 1,5 – 1,65 Тл .

Рис. 2.2. Конструкция плоской магнитной системы

Для расчета предлагаются два варианта конструкции плоской магнитной системы: с четырьмя косыми стыками по углам, двумя прямыми в ярме и одним прямым в стержне (рис. 2.2, а); с шестью косыми стыками и двумя прямыми в ярме (рис. 2.2, б).