Расчет магнитной цепи трансформатора

Расчет магнитной цепи производится с целью определения намагничивающего тока и магнитных потерь. Расчет реактивной составляющей намагничивающего тока можно выполнить двумя методами.

Первый метод аналогичен методу расчета магнитной цепи машины постоянного тока (см. гл. 2). При этом магнитная цепь вдоль средней магнитной линии (рис. 13-7) разбивается на участки (стержни, ярма и воздушные зазоры или щели между ними), в пределах которых магнитные индукции В_ст, В_я, В& можно считать постоянными. Задаваясь амплитудой потока стержня Ф_ст, определяют амплитуды индукции Б_ст, В_я, В& = В„ и затем по кривым намагничивания стали (см. рис. В-1) находят Н„ и Я_я. Тогда н. с однофазного трансформатора (рис. 13-7, о)

где w — число витков обмотки и k — коэффициент, учитывающий наличие в намагничивающем токе высших гармоник. При В_ст — — 1 тл и В_сг = 1,4 тл соответственно приблизительно k = 1,5 и k = 2,2.

Магнитная характеристика Ф_ст = / (г^) имеет вид, показанный на рис. 13-1.

Второй метод основан на вычислении энергии магнитного поля сердечника или его намагничивающей (реактивной) мощности.

Допустим, что В и Н представляют собой амплитуды индукции и напряженности магнитного поля, изменяющихся синусоидально во времени. Тогда максимум магнитной энергии в единице объема поля

Величину <?t = f (В) в принципе можно вычислить, зная кривую В = f (Я) для данного материала. Однако на практике пользуются данными, полученными непосредственна опытным путем. Кривые <7а = / (В) для шихтованных сердечйиков также определяются опытным путем, так как в таких сердечниках зазоры одного слоя шунтируются листами другого слоя и индукция в зазорах уменьшается, а в листах стали по соседству с зазорами увеличивается, вследствие чего q_s зависит также от марки стали. Кривые q_c — f {В) и q₆ — f (В) представлены на рис. 13-8.

Так как реактивная намагничивающая мощность трансформатора

Здесь G_tT и О_я — веса стержней и ярем трансформатора, a q_{L C1} и q_{z я} — удельные мощности q_t для стержня и ярма.

Обычно пользуются вторым методом расчета.

Магнитные потери в сердечнике р_яг легко вычислить, зная удельные потери р = / (В) для используемой марки стали;

Ток /₀ в силовых трансформаторах относительно мал и составляет При номинальном напряжении 0,5—4% от номинального тока, причем второе число относится к трансформаторам малой мощности (10—20 кв'п). Малая величина тока /₀ объясняется наличием замкнутого стального сердечника.

Дата добавления: 2015-07-18