Плоской шихтованной магнитной системы

d, м	Стержень		Ярмо, П ф,я, м^2	d, м	Стержень		Ярмо, П ф,я, м^2
	число ступеней	П ф,с, м^2			число ступеней	П ф,с, м^2
0,080 0,085 0,090 0,095 0,100 0,105 0,110 0,115 0,120 0,125 0,130 0,140 0,150 0,160 0,170 0,180 0,190 0,200 0,210 0,220 0,230 0,240 0,250 0,260 0,270	4 5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 8 8 8 8 8 8	0,0043 0,0051 0,0057 0,0063 0,0072 0,0080 0,0086 0,0094 0,0105 0,0112 0,0122 0,0142 0,0163 0,0184 0,0210 0,0233 0,0263 0,0288 0,0319 0,0353 0,0388 0,0419 0,0456 0,0491 0,0533	0,0045 0,0052 0,0058 0,0064 0,0073 0,0080 0,0090 0,0095 0,0107 0,0115 0,0125 0,0144 0,0166 0,0188 0,0216 0,0238 0,0267 0,0296 0,0327 0,0361 0,0394 0,0426 0,0463 0,0507 0,0543	0,280 0,290 0,300 0,310 0,320 0,330 0,340 0,350 0,360 0,370 0,380 0,390 0,400 0,420 0,450 0,480 0,500 0,530 0,560 0,600 0,630 0,670 0,710 0,750	8 8 8 9 9 9 9 9 9 10 10 10 11 11 14 14 14 15 15 16 16 16 16 16	0,0591 0,0612 0,0657 0,0702 0,0746 0,0797 0,0845 0,0904 0,0929 0,0989 0,1036 0,1105 0,1156 0,1283 0,1479 0,1689 0,1816 0,2045 0,2286 0,2639 0,2893 0,3274 0,3688 0,4116	0,0591 0,0623 0,0675 0,0716 0,0762 0,0820 0,0861 0,0928 0,0948 0,1004 0,1063 0,1124 0,1168 0,1315 0,1500 0,1719 0,1844 0,2078 0,2317 0,2691 0,2958 0,3398 0,3798 0,4552

 

Примечание. Число ступеней в сечении ярма меньше числа ступеней в стержне на одну (d = 0,080÷0,180 м); две (d = 0,190÷0,390 м); при (d = 0,400÷0,600 м) и далее на четыре-пять.

Таблица 24. Размеры пакетов – ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержня обмоткой без бандажей (n_c и n _я – число ступеней в сечении стержня и ярма; а_я – ширина крайнего наружного пакета ярма; k _кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

 

Диаметр стержня d, мм	nc	kкр	nz	aя, мм
0,080 0,085 0,090 0,095 0,100 0,105 0,110 0,115 0,120 0,125 0,130 0,140 0,150 0,160 0,170 0,180	4 5 5 5 6 6 6 5 6 6 6 6 6 6 6 6	0,863 0,895 0,891 0,887 0,917 0,912 0,905 0,903 0,928 0,915 0,918 0,919 0,915 0,913 0,927 0,915	3 4 4 4 5 5 5 4 5 5 5 5 5 5 5 5	55 50 55 50 55 50 65 65 60 65 65 65 85 85 85 95

 

Продолжение табл. 24

Размеры пакетов, a x b, мм, в стержне
1	2	3	4	5	6
75x14 80x10 85x15 90x15 95x16 100x16 105x16 105x25 115x18 120x18 125x18 135x19 145x19 155x20 160x28 175x21	65x9 70x10 75x10 80x10 85x10 90x11 95x11 95x9 105x11 105x16 110x16 120x17 135x13 135x23 145x17 155x25	55x6 60x6 65x6 65x9 75x7 80x7 85x7 85x6 90x10 95x6 100x8 105x10 120x13 120x10 130x10 135x13	40x5 50x4 55x4 50x5 65x5 65x7 75x6 65x9 75x8 85x6 80x9 85x9 105x9 105x7 110x10 120x8	- 40x4 40x5 40x4 55x4 50x4 65x4 40x3 60x6 65x7 65x5 65x7 85x8 85x7 85x8 95x9	- - - - 40x4 40x4 40x7 - 40x4 40x6 40x6 40x5 55x7 55x7 50x8 65x8

 

Таблица 25. Размеры пакетов - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n _я – число ступеней стержня и ярма; а_я – ширина крайнего наружного пакета ярма; k _кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

 

Диаметр стержня, d, мм	Стержень				Ярмо
	без прессующей пластины		с прессующей пластиной		nя	aя, мм
	nc	kкр	nc	kкр
0,19 0,20 0,21 0,22 0,23 0,24 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30	7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8	0,927 0,918 0,922 0,929 0,933 0,927 0,929 0,924 0,930 0,927 0,927 0,930	6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7	0,890 0,885 0,890 0,901 0,907 0,902 0,909 0,900 0,901 0,903 0,899 0,912	5 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6	100 120 130 120 130 135 140 155 155 175 165 175

 

Размер пакетов a x b, мм в стержне
1	2	3	4	5	6	7	8
180x30 195x22 200x32 215x23 220x34 230x34 240x35 250x35 260x36 270x37 280x37 295x38	165x17 175x20 180x22 192x28 205x19 215x19 220x24 230x25 240x25 250x26 260x27 270x37	145x14 155x15 160x14 175x15 185x16 195x17 200x16 215x13 215x20 230x17 235x21 250x18	130x8 135x11 145x8 155x12 165x12 175x12 180x12 195x13 195x13 215x9 210x15 230x13	115x7 120x6 130x6 135x9 145x9 155x9 155x11 175x10 170x11 195x11 180x13 215x8	100x5 105x5 110x8 120x5 130x5 135x8 140x6 155x8 155x5 175x9 165x6 175x18	75x7 75x7 90x6 105x4 115x5 120x5 120x6 120x9 135x7 135x13 145x6 135x12	- - - 75x7 90x6 95x6 100x5 105x6 105x8 105x7 115x8 105x6

 

Диаметр стержня, d, м	Стержень				Ярмо		Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	Без прессующей пластины		С прессующей пластиной		nя	ая, мм
	nc	kкр	nc	kкр			310	300	295	280	270	260	250	245	230	215	210	195	190	160	155	135
0,31 0,32	9 9	0,930 0,928	8 8	0,905 0,911	7 7	190 195	- 40	39 -	- 22	28 -	- 24	18 -	- 14	10 -	9 11	- 7	10 -	- 8	9 -	10 -	- 12	7 5
							При ширине пластин а, мм
							325	320	310	295	275	270	265	250	245	230	225	205	195	168	155	135
0,33 0,34	9 9	0,932 0,931	8 8	0,903 0,894	7 7	215 195	- 50	40 -	- 19	34 15	17 -	- 19	9 -	- 12	11 -	- 10	10 -	9 -	- 14	11 -	- 11	10 6
							При ширине пластин а, мм
							350	340	325	315	295	280	270	260	250	235	230	215	195	180	155	135
0,35 0,36	9 9	0,938 0,913	8 8	0,903 0,894	7 7	215 195	- 42 (3)	41 -	- 35	35 -	18 26	11 -	- 16	12 -	- 10	13 -	- 9	9 -	- 13	11 -	- 9	12 7
							368	360	350	335	325	310	295	275	250	230	215	200	170	155	135	-
0,37 0,38	10 10	0,920 0,913	9 9	0,902 0,899	8 8	200 200	- 47(3)	37(3) -	- 27
							При ширине пластин а, мм
							380	355	325	310	290	265	240	210	180	140	-	-	-	-	-	-
0,39	10	0,925	9	0,904	8	210	41(3)	37	27	10	12	13	11	10	9	9	-	-	-	-	-	-
							При ширине пластин а, мм
							410	395	368	350	325	295	270	250	215	195	175	155	-	-	-	-
0,40	11	0,920	10	0,910	8	215	-	54(3)	24	18	20	19	12	9	12	6	6	4	-	-	-	-
0,42	11	0,926	10	0,906	8	250	46(3)	38	17	15	17	16	12	7	12	6	-	9	-	-	-	-

Таблица 26. Размеры пакетов стержня - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n _я – число ступеней стержня и ярма; а_я – ширина крайнего наружного пакета ярма; k _кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

 

Примечание. В скобках указана ширина охлаждающегося канала, мм.

Таблица 27. Размеры пакетов стержня - ширина пластин а и толщина пакетов b, мм, для магнитных систем без прессующей пластины с прессовкой стержней бандажами из стеклоленты (n_c и n _я – число ступеней стержня и ярма; а_я – ширина крайнего наружного пакета ярма; k _кр – коэффициент заполнения круга для стержня)

Диаметр стержня, d, м	Стержень				Ярмо		Толщина пакетов стержня b, мм, при ширине пластин а, мм
	Без прессующей пластины		С прессующей пластиной		nя	ая, мм
	nc	kкр	nc				520	505	485	465	440	425	410	385	368	350	325	310	295	270	250	230	215	195	175
0,45 0,48 0,50 0,53	14 14 14 15	0,930 0,933 0,925 0,927	13 13 13 14	0,913 0,916 0,911 0,913	11 11 11 12	250 270 270 295	- - - 51	- - - 29	- - 61 27(6)	- 59(3) 31(6) 20	47(3) 37 27 20	27 15 13 10	19 14 11 10	23 18 16 14	13 10 10 8	12 10 9 9	14 12 12 10	8 7 - -	7 6 12 11	10 9 9 8	7 7 6 -	6 - - 10	- 9 9 -	6 - - 8	8 9 8 -
							При ширине пластин а, мм
							580	560	540	520	505	485	465	440	410	385	368	350	325	295	270	250	230	195	-
0,56 0,60 0,63 0,67	15 16 16 16	0,928 0,934 0,928 0,929	14 15 15 15	0,917 0,918 0,920 0,915	12 13 12 12	295 325 350 385	- 77 - 81(3)	- 31(6) - 33	74 22 68(3) 19	30(6) 20 20 16	17 12 27 19(6)	19 14 21(6) 16	16 13 18 14	17 15 - 13	18 15 26 -	12 11 13 20	8 7 11 -	7 6 13 21	10 9 14 13	10 9 10 9	7 - 13 11	- 11 12 12	10 - 10 9	7 11 7 -	- - 6 11
							При ширине пластин а, мм
							735	715	695	670	650	630	600	580	560	540	505	465	425	385	350	310	270	250	230
0,71   0,75	16   16	0,932   0,932	15   15	0,922   0,918	11   11	425   465	-   75(3)	-   38	73(3)   28	45   27(6)	25   19	21(6)   16	26   22	15   13	13   -	12   22	19   17	19   17	16   15	14   13	11   9	10   10	9   -	-   12	8   -

Примечание. В скобках указана ширина охлаждающегося канала, мм.

 

 

Масса стали в стержнях  и в ярмах  при многоступенчатой нормализованной форме поперечного сечения стержня и ярма, кг,

.

Для холоднокатаной стали  = 7650 кг/м³. Число стержней магнитной системы с = 3 для трехфазной и с = 2 для однофазной магнитной системы.

При расчете потерь и тока холостого хода возникает необходимость выделить из общей массы стали ярм массу стали углов. Углом магнитной системы называют ее часть, ограниченную объемом, образованным пересечением боковых поверхностей или их продолжений одного из ярм и одного из стержней (заштрихованная часть на рис. 24, а). Масса стали угла - .

Масса стали ярм

где  – масса стали двух ярм в их частях, заключенных между осями крайних стержней по рис. 23;  – масса стали двух ярм в их частях, заштрихованных на этом рисунке:

,

где расстояние между осями стержней ,  - по табл. 10;

.

Масса стали угла магнитной системы

.

Полная масса стали .

Масса стали магнитной системы сухого трансформатора рассчитывается как для масляного, активное сечение стержня , где  – по табл. 2 или 3;  – по табл. 5. Активное сечение ярма .

 

 

 

Потери холостого хода зависят от магнитных свойств стали, конструкции магнитной системы и принятой технологии ее изготовления. В углах магнитной системы (рис. 24) возникают добавочные потери, обусловленные анизотропией магнитных свойств холоднокатаной стали. Эти потери больше при прямых стыках (срез пластин под углом 90° по рис. 24, а) и существенно меньше при косых стыках (срез пластин под углом 45° по рис. 24, б). Механические воздействия на пластины стали в процессе их изготовления приводят к ухудшению магнитных свойств стали, которые могут быть частично восстановлены путем отжига пластин.

Потери холостого хода в магнитной системе, Вт, собранной из пластин холоднокатаной анизотропной стали со стержнями и ярмами с многоступенчатой формой сечения, без проштамповки отверстий в пластинах, с прессовкой и стяжкой ярм ярмовыми балками и стержней бандажами (или путем расклинивания с обмоткой), могут быть рассчитаны по формулам:

в трехфазной магнитной системе

;

в однофазной магнитной системе

,

где  – по табл. 29; и , Вт/кг, – удельные потери в стали при расчетной индукции и частоте по табл. 28; = 1,15 при мощности трансформатора до 6300 кВ∙А и 1,20 при больших мощностях для отжигаемых пластин и соответственно 1,25 и 1,30 для неотжигаемых пластин.

Ток холостого хода для магнитной системы из холоднокатаной стали, так же как и потери, зависит от магнитных свойств стали, конструктивных и технологических факторов, причем воздействие этих факторов на ток сказывается значительно больше, чем на потери.

Намагничивающая мощность при холостом ходе для магнитной системы, собранной из отожженных пластин холоднокатаной анизотропной стали, со стержнями и ярмами с многоступенчатой формой сечения, без проштамповки отверстий в пластинах, с прессовкой и стяжкой ярм ярмовыми балками и стержней бандажами может быть определена по формулам:

в трехфазной плоской магнитной системе

;

в однофазной плоской магнитной системе

,

где коэффициенты для стали марок 3404 и 3405:

= 1,30 и 1,40 для трансформаторов мощностью до 6300 кВ∙А и больших для отожженных пластин и 1,70 и 1,85 для неотожженных пластин;

– по табл. 31;

= 1,35 и 1,20 соответственно при мощностях до 1600 кВ∙А и больших;

= 1,07 и 1,15 соответственно при мощностях до 6300 кВ∙А и больших.

Удельная намагничивающая мощность   и  по табл. 30.

Намагничивающая мощность для немагнитных шихтованных зазоров , где – число зазоров каждого размера; – удельная намагничивающая мощность на 1 м² зазора; , м² – площадь каждого зазора.

Для косого стыка , для прямого . Индукция  на косом стыке  на прямом . Значения удельной намагничивающей мощности для зазоров  и  находятся для индукций  и  по табл. 30.

 

 

Таблица 28. Удельные потери для холоднокатаных сталей марок 3404 и 3405 при различных индукциях и частоте 50 Гц

B, Тл	Марка стали
	3404; 0,35 мм	3404; 030, мм 3405; 035, мм	3405; 0,30 мм	3404 и 3405; p δ, В∙А/м^2
	Вт/кг	Вт/кг	Вт/кг
1,00 1,10 1,20 1,30 1,40	0,475 0,575 0,675 0,785 0,930	0,450 0,545 0,635 0,755 0,875	0,425 0,520 0,610 0,715 0,835	345 430 515 620 730
1,50 1,52 1,54 1,56 1,58	1,100 1,134 1,168 1,207 1,251	1,030 1,070 1,110 1,150 1,190	0,970 1,004 1,038 1,074 1,112	850 878 906 934 962
1,60 1,62 1,64 1,66 1,68	1,295 1,353 1,411 1,472 1,536	1,230 1,278 1,326 1,380 1,440	1,150 1,194 1,238 1,288 1,344	990 1017 1044 1071 1098
1,70 1,75 1,80	1,600 1,784 2,000	1,500 1,656 1,860	1,400 1,554 1,740	1125 1200 1275

 

Таблица 29. Коэффициент k _п,у для расчета потерь холостого хода (для В _с = 1,4÷1,7 Тл)

Число углов со стыками		Коэффициент k п,у для разных марок стали
косыми	прямыми	3404; 0,35 мм	3404; 0,30 мм 3405; 0,35 мм	3405; 0,30 мм
Трехфазная магнитная система
6 2 –	– 4 6	1,43 1,70 1,95	1,46 1,74 2,19	1,48 1,78 2,26
Однофазная магнитная система
4 –	– 4	1,32 1,95	1,35 2,02	1,36 2,08

 

Таблица 30. Удельная намагничивающая мощность для холоднокатаных сталей марок 3404 и 3405 при различных индукциях и частоте 50 Гц

B, Тл	Марка стали
	3404; 0,35 мм	3404; 0,30 мм	3405; 0,35 мм	3405; 0,30 мм	3404	3405
	qс, В∙А/кг				qз, В∙А/м^2
1,00 1,10 1,20 1,30 1,40	0,548 0,650 0,752 0,900 1,060	0,540 0,640 0,742 0,870 1,040	0,533 0,630 0,732 0,860 1,020	0,525 0,620 0,722 0,850 1,000	1000 2500 4000 7400 11400	900 2300 3700 6000 9200
1,50 1,52 1,54 1,56 1,58	1,330 1,408 1,486 1,575 1,675	1,289 1,360 1,431 1,511 1,600	1,246 1,311 1,376 1,447 1,524	1,205 1,263 1,321 1,383 1,449	16600 17960 19320 20700 22100	13800 14760 15720 16800 18000
1,60 1,62 1,64 1,66 1,68	1,755 1,956 2,131 2,556 3,028	1,688 1,850 2,012 2,289 2,681	1,602 1,748 1,894 2,123 2,435	1,525 1,645 1,775 1,956 2,188	23500 25100 26700 28600 30800	19200 20480 21760 23160 24680
1,70 1,75 1,80	3,400 6,370 11,500	3,073 5,660 10,130	2,747 4,950 8,770	2,420 4,238 7,400	33000 39300 48000	27000 31920 37000

Таблица 31. Значения коэффициента k _т,у для различного числа углов с косыми и прямыми стыками плоской шихтованной магнитной системы для стали марок 3404 и 3405, 0,35 и 0,30 мм при f =50 Гц

Число углов со стыками		Индукция B, Тл
косыми	прямыми	1,4	1,5	1,6	1,7
Трехфазная магнитная система
6 4 –	– 2 6	4,35 6,38 9,75	4,65 6,95 10,80	4,65 7,08 10,95	4,35 6,75 10,80
Однофазная магнитная система (два стержня)
4 –	– 4	4,0 9,0	4,3 9,8	4,3 10,1	4,0 9,8

 

 

      Трехфазная магнитная система: шесть косых стыков ; четыре косых и три прямых стыка ; семь прямых стыков .

Однофазная магнитная система: четыре косых стыка ; четыре прямых стыка .

Ток холостого хода трансформатора:

активная составляющая, А,

 или ,

где число фаз m =3;

Полный ток холостого хода, A:

 или ;

Реактивная составляющая:

 или .