Влияние схем шихтовки и величины воздушных (немагнитных) зазоров на характеристики холостого хода

Для ускорения сборки магнитопровода шихтовку часто производят слоями не в один, а в два или три (и более) изолированных листа одновременно. При этом схемы шихтовки остаются без изменения, но

Рис. 11.11. Формы немагнитных (воздушных) зазоров:а — в стыковом магнитопроводе; б — в шихтованном (одновременно в два листа) магнитопроводе. Стрелки показывают направление линий магнитной индукции

толщина каждого слоя возрастает соответственно вдвое или втрое. Однако при этом необходимо иметь в виду, что увеличение толщины слоя приводит к возрастанию потерь и тока холостого хода трансформатора, так как увеличивается магнитное сопротивление магнитным линиям, обходящим места стыков пластин. Это видно из сравнения рис. 11.11, а, б. Чем больше пластин в слое, тем большее число магнитных линий замыкается через воздушные (немагнитные) зазоры между пластинами стержня и ярма

.

Рис. 11.12. Части магнитопровода из холоднокатаной стали, в которых возникают увеличенные потери при прямых (а и б) и косых (в) стыках.

Так как магнитный поток должен преодолевать воздушные зазоры в стыках пластин (как в стыковой, гак и в шихтованной конструкциях магнитопровода), то величина этих зазоров существенно влияет на величину намагничивающего тока трансформатора.

С целью его уменьшения при сборке магнитопровода внимательно следят за тщательным выполнением шихтовки в местах стыка пластин. Зазоры между пластинами в среднем не должны превышать 1—2 мм. В противном случае производят подбивку зазоров, а иногда требуется перешихтовка магнитопровода.

Ранее было сказано, что холоднокатаная электротехническая сталь имеет наибольшую магнитную проницаемость в направлении вдоль ее проката. Поэтому если магнитопроводы шихтовать из прямоугольных пластин холоднокатаной стали, то в углах магнитопровода магнитные линии будут поворачиваться под углом к оси пластины и будет иметь место увеличение потерь и намагничивающей мощности (рис. 11.12, а, б). Если сделать стыки между пластинами косыми (рис. 11.12, в), то эффект углов может быть сведен к минимуму.

Вместе с тем косые стыки сильно усложняют конструкцию и технологию изготовления пластин и сборку всего магнитопровода, делая эти операции более трудоемкими в производстве. Поэтому в отечественном трансформаторостроении магнитопроводы с косыми стыками пока широкого распространения не получили. Некоторое упрощение может дать применение комбинированной конструкции с прямыми и косыми стыками (см. рис. 11.1, а).

Контрольные вопросы

• Перечислите основные марки электротехнической стали, применяемой в трансформаторах.
• Изобразите стержневой и броневой однофазный магнитопроводы.
• Как обосновывается получение трехфазного стержневого магнитопровода?
• Почему он называется несимметричным?
• Каковы преимущества и недостатки шихтованного магнитопровода по сравнению со стыковым?
• Что дают косые стыки для магнитопроводов из холоднокатаной стали?

ГЛАВА XII

ТИПЫ И УСТРОЙСТВО ОБМОТОК

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Обмотка трансформатора представляет собой часть электрической цепи (первичной или вторичной), в связи с чем она состоит из:

а)проводникового материала (обмоточный провод, медный илиалюминиевый);

б)изоляционных деталей.

В комплект обмотки входят также выводные концы, ответвления для регулирования напряжения, емкостные кольца и электростатические экраны емкостной защиты от перенапряжений.

Конструкция обмотки определяется в основном уже в ходе расчета трансформатора, когда выбираются тип обмотки и все обмоточные данные — число витков, размеры проводов, охлаждающих каналов, изоляционных цилиндров, барьеров и других деталей. Обмоточные данные должны быть увязаны с электромагнитными, изоляционными и тепловыми характеристиками трансформатора.

Расчет обмотки сводится к наиболее рациональному размещению требуемого числа витков в окне магнитопровода. что в значительной степени зависит от правильно выбранного типа обмотки. При выборе типа обмотки руководствуются предъявляемыми к ней требованиями, а также и технологической возможностью ее выполнения.

Правильно сконструированная обмотка трансформатора должна удовлетворять следующим основным требованиям:

а)иметь минимальные нагрузочные потери при наилучшем использовании обмоточной меди;

б)иметь достаточную механическую прочность;

в)иметь достаточную нагревостойкость;

г)изоляция обмотки должна иметь достаточную электрическую прочность.

Кроме того, к обмотке предъявляются еще и производственные требования, заключающиеся в наименьших производственных затратах на ее изготовление и связанной с этим простотой конструкции.