Материал: 847
125
Результат удовлетворительный, так как стандартно требуется d0 ≥10 мм.
Заполнение окна сечениями проводников:
к = |
W1 Sn1 nn1 +W2 Sn2 nn2 |
. |
(4.6.11) |
ок |
π c2 4 |
|
Здесь Sn1, Sn2 — рассчитанные и выбранные сечения проводников без изоляции.
кок = 84 1,91 2 + 28 12,8 1 = 0,297 0,3. π 542 4
Среднерасчетный параметр:
кок = кзк 0,85 = 0,35 0,85 0,3.
Заключение
Раскладка проводников катушки МЭ в окне магнитопровода выполнена успешно, так как среднерасчетный параметр кок = 0,3
подтвержден.
4.7Пример раскладки проводников МЭ в окне
спрямоугольным сечением
Отличительной особенностью конструкций Б, С, Ч является постоянство высоты раскладки hсл для всех обмоток.
hсл = h nh −2 к. |
(4.7.1) |
Ниже приводится пример раскладки проводников W1 и W2 в
одной катушке стержневого МЭ с неполным заполнением окна (С-НЗ). Исходными данными взяты показатели для тороидального МЭ в разделе 4.6. Это не случайно, так как можно сделать сравнительную оценку технико-экономических и других показателей МЭ тороидальной и стержневой конструкций при одинаковой входной можности Р1.
Исходные данные:
W1 = 84 , W2 = 28;
Sn1 = 4 мм2, без изоляции;
d1u =1,61 мм — диаметр провода W1 с изоляцией;
126
nn1 = 2 — число проводников W1, укладываемых параллель-
но;
Sn2 =12,8 мм2 — без изоляции;
d2u = 5,6 мм2 — диаметр провода W2 с изоляцией;
h =110 , c = 20. Значения а и b на раскладку не влияют.
Для С-НЗ имеем nh = 0,8, nc = 0,4 , nк = 2 (см. табл. 1.1).
В одной катушке стержневого МЭ витков каждой обмотки в 2 раза меньше их общего числа, так как число катушек nк = 2.
То есть W1к = W1 
2 , W2к = W2 
2 .
Получаем W1к = 84
2 = 42 , W2к = 28
2 =14.
Эти данные и будут использованы при раскладке.
Расчеты показателей раскладки
1. Высота слоя укладки витков обмоток
hсл = h nh − 2 к =110 0,8 −2 2 = 84 мм. |
(4.7.2) |
Здесь к (толщина изоляции каркаса) = 2 мм, в 2 раза боль-
ше чем для Т-МЭ. Это значение одинаково для Б, С, Ч конструкций.
2. Число витков в первом слое катушки первичной обмотки
W |
= |
hсл к |
ук |
= |
84 |
0,85 |
= |
84 |
0,85 |
≈ 22 |
витка. (4.7.3) |
|
|
|
|
|
|
||||||
C11 |
|
nn1 d1u |
|
nn1 d1u |
|
2 1,61 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
Здесь кук = 0,85 при dn >1 мм. nn1 = 2 — задано, см. выше.
3. Остается витков от W1к для второго слоя укладки:
WC12 =W1к −WC11 = 42 − 22 = 20.
Получается, что третьего слоя для W1к не требуется, так как
WC12 <WC11 .
4. Число витков в первом слое катушки для вторичной обмотки W2к .
W |
= |
hсл кук |
= |
84 0,85 |
=12,8 ≈13. |
(4.7.4) |
|
|
|||||
C 21 |
|
nn2 d2u |
|
1 5,6 |
|
|
|
|
|
|
|||
127
Здесь nn2 =1, так как нет параллельно укладываемых про-
водников.
5. Остается витков для второго слоя W2к :
WC 22 =W2к −WC 21 =14 −13 =1 виток.
Ради одного витка нецелесообразно выполнять 2-й слой W2к . Технологически этот виток уложится в первый слой.
Итак, получается, что W1к укладывается в 2 ряда (nc1 = 2 ),
W2к — в 1 ряд (nc2 =1).
6. Расчет поперечного размера (толщины) первичной обмотки cк1:
cк1 = к + d1u nc1 + c (nc1 −1) + мо. |
(4.7.5) |
Напомним среднерасчетные толщины изоляции для низкольтных напряжении < 1 кВ.
к = 2 мм, c = 0,1 мм, мо = 0,2 мм.
Получается,
cк1 = 2 +1,61 2 + 0,1(2 −1) +0,2 = 5,52 мм. 7. Расчет толщины вторичной обмотки cк2 .
cк2 = d2u nc2 + c (nc2 −1) + мо. |
(4.7.6) |
Получается,
cк2 = 56 1+ 0,1(1−1) + 0,2 = 5,8 мм.
8. Проверка размещения cк1 и cк2 в окне магнитопровода. Должно выполняться условие
|
|
|
cк = cк1 + cк2 ≤ с nк nc . |
(4.7.7) |
|
Получается, |
|
||||
|
cк = (5,52 +5,8 =11,32) < (20 2 0,4 =16). |
||||
Тоесть, cк |
вокновходитсобеспечениемзазора |
с ≈ 4,7 мм. |
|||
Фактическое значение nc : |
|
||||
n = |
cк |
= |
11,3 |
= 0,35, нормально так как ориентировоч- |
|
|
|
||||
c |
c nк |
16 2 |
|
||
|
|
||||
ное nc для С-НЗ равно 0,4 (см. табл. 1.1).
128
Результаты раскладки проводников обмоток С-НЗ изображены на рис. 4.7.1.
cк |
c |
|
cк |
cк1 |
cк2 |
a |
|
|
d2u |
|
|
|
|
|
• |
• |
d1u |
к |
• |
• |
|
|
|
||
|
• |
• |
• |
|
• |
|
• |
c 
мо мо
hк h
Рис. 4.7.1
Примечание. Значения cк1, cк2 полученые при раскладе очень важны при расчете технических показателей МЭ.
4.8Вопросы для проверки усвоения материала по МЭ ЭУ
1.Перечислите типовые конструкции МЭ ЭУ. какая из них имеет наилучшие удельно-экономические показатели (УЭП) и почему?
2.Отличительные особенности достоинства и недостатки типовых конструкций МЭ ЭУ (Б, С, Т, Ч).
3.Почему катушки тороидальных МЭ имеет разную толщину внутри и снаружимагнитопровода? Cкв 
Скн = сколько при-
мерно?
4. Попробуйте вывести формулы для Lc или Lк для одной из конструкцийна рис. 1.1 по выбору, но не листая книгу.
129
5.Что дает неполное заполнение окна магнитопровода катушкой, когда оно имеет смысл?
6.Уравнениегабаритноймощности(1.3.1), проанализироватьего.
7. Формула потерь мощности Рс (1.3.4) в магнитопроводе, пояснить ее состав, как определить ρсo , что есть В0 и f10 .
8.Что есть плотность тока в провдниках обмоток (1.3.5), от чего она зависит.
9.Рабочая индукция МЭ (1.3.6), от чего она зависит, важность этого показателя на расчеты Sc и P1.
10.Для чего нужен немагнитный зазор δ в магнитопроводе, какой эффект от его введения?
11.Чем отличается дроссель (индуктивность) от дросселя насыщения?
12.По кривой намагничивания B = μa H : что есть поток Ф,
индуктивность В, магнитная проницаемость μa и их дедуктивная связь с электрическими величинами.
13.От чего зависит параметр индуктивности L? Пояснить по формуле (2.2.6) книги.
14.Принцип действия трансформатора напряжения, основные его показатели кт , Ls , nw . Чем отличается трансформатор
напряжения от трансформатора тока?
15. Входная габаритная мощность МЭ (1.3.1), ее состав, важность составляющих j, В и соотношения Sок Sс.
16. Формула потери мощности в магнитопроводе для Рс
(1.3.4). Что есть ρсo , B10 , f10 , γ1, γ.
17.Четыре группы ферромагнитных материалов для МЭ. Их отличительные особенности применения для области частот f1.
18.В чем сущность коэффициентов заполнения сечениями проводниковкатушки кзк иокнамагнитопровода кок? Ихсоотношения.
19.Что есть коэффициент заполнения сечения магнитопровода кзс? Почему он всегда ≤ 1?
20.Почему сечение магнитопровода Sc нужно шихтовать?
От чего зависит толщина шихтовки c ?