Построение и расчет активного сечения стержня магнитопровода

3. Построение и расчет активного сечения стержня магнитопровода

Поперечное сечение стержня в стержневых магнитных системах имеет вид симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность диаметром D_ст. и схематично представлено на рисунке 3

Рис.3. Активное сечение стержня магнитопровода

Ступенчатое сечение стержня (и ярма) образуется сечениями пакетов пластин стандартного размера (стопой пластин одного размера).

В_к - ширина пакета [м]

t_к - толщина пакета [м]

Расчет выполнен построением графическим методом части поперечного сечения стержня сердечника, с учетом наибольших и наименьших стандартных величин ширины пластин, минимальной толщины пакета не менее 6 мм, величины f = 27 мм, необходимой для размещения конструктивных элементов прессовки стержня магнитопровода, а так же с учетом одного охлаждающего канала шириной 6 мм. Данные сведены в таблицу 2.

3.1. Расчёт геометрического сечения стержня

Поперечное сечение стержня имеет вид симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность диаметром Дст (рис.3).

Расчёт геометрического сечения стержня представлен в таблице 2.

Таблица 2

Расчёт геометрического сечения стержня

Номер пакета	Ширина пакета ВК , м	Толщина пакета tК , м	Площадь пакета, м2
1	0,350	0,046	0,01886
2	0,325	0,040	0,0154
3	0,310	0,018	0,006624
4	0,295	0,015	0,00525
5	0,270	0,017	0,005525
6	0,250	0,008	0,00248
7	0,230	0,007	0,002065
8	0,195	0,010	0,0027
9	0,175	0,008	0,002
10	0,155	0,006	0,00138
11	0,135	0,008	0,00156
Геометрическое сечение стержня Fcт .геом = 2∙Σ ВК∙tК = 0,146727 м2

 

3.2. Активное сечение стержня

где kзап = 0,96 – коэффициент заполнения пакета сталью.

F_ст= k_зап· F_{ст.геом}=0,96·0,146727=0,141 м²

3.3.Коэффициент заполнения площади круга

Кзап.КР ≥ 0,885 – сечение стержня спроектировано рационально.

4. Расчет напряжения одного витка, количества витков, напряжений и токов на всех ответвлениях обмотки РО

 

4.1 Предварительное значение напряжения одного витка

В_ст=1,6 Тл - предварительное значение индукции в стержне

4.2 Количество витков в обмотке НН

4.3 Уточненное значение напряжения одного витка

4.4 Уточненное значение индукции в стержне

4.5 Количество витков обмотки ВН на основном ответвлении

где
5. Выбор типа и расчет параметров обмоток трансформатора

5.1 Исходные данные для выбора типа и расчета параметров обмоток

 -число параллельных ветвей обмотки

-коэффициент усадки обмоток при сушке

-коэффициент заполнения сечения провода учитывающий уменьшение сечения провода за счет скругления его углов;

м -расстояние между соседними прокладками рассчитываемое по окружности среднего диаметра обмоток

-кратность количества катушек в одной параллельной ветви непрерывной обмотки

-Высота минимального радиального канала НН

-Высота минимального радиального канала ВН

-Толщина изоляции провода на две стороны НН

-Толщина изоляции провода на две стороны ВН

-минимальная высота провода

-максимальная высота провода

-максимальная ширина провода

-минимальная ширина провода

5.2 Выбор типа обмотки НН

Выбираем однозаходную винтовую обмотку НН, т.к. hпр>hпр.мин

h_пр.мин=4,75·10^-3 м

Принимаем стандартное значение высоты провода h_{пр_нн}=6.3·10^-3 м

5.2.1 Число катушек обмотки НН

n_зах=1 – число заходов

5.2.2 Высота провода обмотки НН

Принимаем стандартное значение высоты провода h_{пр_нн}=6.3·10^-3 м

b_кат0=b_н=0,063 м – предварительная ширина обмотки

5.2.3 Ширина провода обмотки НН

Выбираем стандартное значение ширины провода b_{пр_нн}=2,5·10^-3 м

5.2.4 Площадь поперечного сечения провода обмотки НН

5.2.5 Число параллельных проводников обмотки НН

5.2.6 Площадь поперечного сечения обмотки НН

5.2.7 Плотность тока в обмотке НН

5.2.8 Высота катушки обмотки НН

5.2.9. Ширина катушки обмотки НН

5.2.10 Средняя высота радиального канала обмотки НН

Полученные в результате расчета окончательные размеры ширины обмотки (b_кат) и высоты канала h_кан.ср должны, по возможности, минимально отличаться от b_н и h_{кан.мин}

5.3 Выбор типа обмотки ВН

h_{пр_вн} меньше h_пр.мин поэтому выбираем тип обмотки: равномерная непрерывная обмотка ВН

 

5.3.1. Число прокладок

5.3.2. Высота провода обмотки ВН

 м m_в0=m_в=1

5.3.3. Число параллельных проводников обмотки ВН

n_{пар_вн}= m_в=1

5.3.4. Площадь поперечного сечения обмотки ВН

5.3.5. Ширина провода обмотки ВН

Выбираем стандартный размер провода

5.3.6. Площадь поперечного сечения провода обмотки ВН

5.3.7. Площадь обмотки ВН

5.3.8. Плотность тока обмотки ВН

5.3.9. Магнитная индукция осевого поля рассеяния

5.3.10. Добавочные потери от осевого поля рассеяния

5.3.11. Высота катушки обмотки ВН

5.3.12. Число катушек обмотки ВН

Принимаем

5.3.13. Число витков в катушке

5.3.14. Ширина катушки обмотки ВН

6. Расчет потерь короткого замыкания и напряжений короткого замыкания

 

6.1. Расчет сопротивлений обмоток НН и ВН постоянному току и масс обмоточного провода

6.1.1. Активное сопротивление обмоток НН и ВН при расчетной температуре

 - разомкнутая длина одного провода на

номинальном ответвлении обмотки НН

 - разомкнутая длина одного провода на номинальном ответвлении обмотки ВН

6.1.2. Масса обмоточного провода ВН и НН

6.2. Расчет основных потерь в обмотке НН

6.2.1. Основные потери в функции тока и сопротивления в обмотке НН

6.2.2. Основные потери в обмотке НН и ВН в функции плотности тока и массы провода