Расчет режима холостого хода

Потери в стали сердечника определяются формулой:

P ₀ = p _с∙ G _с+ p _я∙ G _я, Вт,

где p _с и p _я — удельные потери в 1 кг стали стержня и ярма соответственно, которые зависят от величины индукции, марки стали и толщины листов. Значения удельных потерь приведены в Приложении 2.

При расчете потерь в стали холодной прокатки следует посредством коэффициента K _пу учитывать увеличение удельных потерь за счёт отклонения магнитного потока от направления прокатки. Значения коэффициента K _пу приведены в таблице 7. На рис. 5 штриховкой показаны зоны, называемые «углами», где имеет место увеличение потерь. Масса стали сердечника , соответствующая заштрихованным зонам, вычисляется через геометрические размеры ярем и стержней. При этом потери в одной половине массы следует считать по индукции ярма.

В остальных частях ярем потери вычисляют в обычном порядке по индукции ярма.

Таблица 7

Коэффициент K _пу увеличения потерь в углах сердечника

для холоднокатаных сталей при прямом и косом стыках

1. Масса ярем, приходящаяся на «углы» магнитной системы , и потери P _0у в них:

= 6 Q _с∙ h _я∙10^–3, кг;

P _0у = 0,5 K _пу(p _с + p _я) , Вт.

Для сердечников из горячекатаных сталей K _пу = 1, так как у них повышенные потери в углах магнитной системы отсутствуют.

2. Полные потери в стали магнитопровода:

P ₀ = p _с G _сс + p _я(G _я – ) + P _0у, Вт.

3. Реактивная намагничивающая мощность холостого хода для горячекатаных сталей определяется выражением:

Q_x = q_{x с} G _сс + q_{x я} G _ся + n _зсП_зс q _зс + n _зяП_зя q _зя, В∙А,

где q_{x с} и q_{x я}, В∙А/кг, — удельные намагничивающие мощности в стали стержней и ярем, q _зс и q _зя, В∙А/см ², — удельные намагничивающие мощности в зазорах стержней и ярем, n _зс и n _зя — число зазоров стержней и ярем, а П_зс и П_зя, см ²_, — площади зазоров стержней и ярем.

Удельные намагничивающие мощности в стали и зазорах зависят от величины индукции, марки стали и толщины листов. Значения удельных намагничивающих мощностей приведены в Приложении 2.

В трехстержневых трансформаторах при прямых стыках площадь зазора стержня равна сечению стержня, а индукция в зазоре стержня равна индукции в стержне. Точно так же площадь зазора ярма равна сечению ярма, а индукция в зазоре ярма равна индукции в ярме. Число зазоров стержня равно 3, а число зазоров ярма равно 4.

При косых стыках площади зазоров и значения индукции в них зависят от конструкции магнитопровода.

Для сердечников из холоднокатаных сталей учитывают увеличение намагничивающей мощности в «углах» магнитной системы посредством коэффициента K _ту. Значения коэффициента K _ту приведены в таблице 8.

Таблица 8

Коэффициент K _ту увеличения намагничивающей мощности в углах

сердечника для сталей разных марок при прямом и косом стыках

Намагничивающая мощность в «углах» магнитной системы:

Q_{x у} = 0,5 K _ту(q _с + q _я) , В∙А.

Полная намагничивающая мощность магнитной системы:

Q_x = q_{x с} G _сс + q_{x я}(G _ся – ) + Q_{x у} + n _зсП_зс q _зс + n _зяП_зя q _зя, В∙А.

4. Ток холостого хода трансформатора:

а) активная составляющая тока холостого хода:

, А;

б) реактивная составляющая тока холостого хода:

, А;

в) абсолютное значение тока холостого хода и его относительная величина:

, А;

.

5. Коэффициент полезного действия трансформатора:

6. Температура обмоток трансформатора:

, °C,

где α = (10…20)∙10^–4 Вт / см∙°C — среднее значение удельной теплопроводности обмотки; Δθ = 10…15°C — перепад температуры от внутренних слоев обмотки к наружным; θ_с = 40°C — температура окружающей среды; S _обм и S _серд — площади открытых поверхностей обмоток и сердечника трансформатора соответственно.

Площадь открытой поверхности обмоток:

S _обм = 3 k ∙π∙ D _нар∙ l, см ²,

где k = 0,82…0,85 — коэффициент, учитывающий открытую поверхность катушек. В свою очередь наружный диаметр обмоток определяется как

D _нар = D ₂ + δ₁, см.

Площадь открытой поверхности сердечника:

S _серд = 2(b _с +2 h _я) + 4 b _с∙ h _я, см ².

Полученное значение температуры не должно превосходить допустимой температуры нагрева проводов, определяемой классом нагревостойкости их изоляции.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1