SU1511776A1 - Шихтованный магнитопровод трансформатора - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнической промышленности и может быть использовано в силовых трансформаторах. Целью изобретени   вл етс  повышение качества за счет снижени  потерь на намагничивание. Шихтованный магнитопровод трансформатора содержит  рмо и стержни, выполненные из стыкующихс  между собой пластин различной длины, при этом стыки пластин размещены равномерно по всей длине каждого из стержней со смещением зоны стыка в каждой соседней пластине на величину, кратную количеству пластин по толщине магнитопровода. Стыки на соседних стержн х могут быть смещены друг относительно друга, а также выполнены под углом к поперечному сечению стержней. Стыки пластин, расположенные над углом к поперечному сечению магнитопровода, размещены перекрестно стыкам, расположенным в соседних сло х пластин. 3 з.п. ф-лы. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнической -промышленности и может быть использовано в конструкци х шихтованных магнитопроводов силовых трансформаторов и других индукционных устройств.

Цель изобретени  - повышение качества за Счет снижени  потерь на намагничивание.

На фиг,,1 изображен шихтованный магнитопроврд трансформатора; на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 варианты стыковки пластин магнито- провода в смежных пластинах, на

фиг. 4 - варианты форм стыковочных поверхностей; на фиг. 5 - процесс шихтовки пластин; на фиг. 6 - схема прохождени  магнитного потока в маг- нитопроводе с нераспределенными стыками j на фиг. 7 - схема прохождени  магнитного потока в магнитопроводе с распределенными стыками.

Магнитопровод трансформатора состоит из  рма 1 и стержней 2, выполненных из стыкуемых между собой пластин 3 (фиг. 5). Стыки 4 в каждом из стержней 2 размещены равномерно по всей длине. Цри этом зона

ч

315

стыка 4 смещена в каждой соседней пластине на величину, кратную количеству :пластин по толщине магнито- провода.

Рассто ние между стыками 4 между соседни:ми пластинами определ ют по формуле (фиг. 2)

b ()/(),

где длина каждого из стержней

магнитопровода,

а - рассто ние от линии сопр жени   рма со стержн ми до ближайшего стыка, П|, - количество стыков по длине

стержней.

Количество стыков в стержн х магнитопровода задают в зависимости от длины стержней, их сечени , количества лластин и заданного снижени  потерь намагничивани  магнитопровода . Необходимо также учитывать технологические возможности .установ- ленного оборудовани ,

Первый стык 4 в стержн х может быть в зоне сопр жени   рма 1 и стержн  2, тогда а О, а ,цлина элементов :гшастин 3, образующих стерж- ни магнитопровода, равна высоте стержн .

Дпину элементов пластин, образующих стержни магнитопровода, определ ют по формуле

1эл bf -f а

где f - величина, кратна  целому

числу рассто ний манду се чени ми,

а - дл  удобства может быть прин то равным нулю. Тогда длина элементов вторых Ш-образных пластин, размещаемых в одной плоскости с цррвыми, равна разности между длиной стержн  магнитопровода и длиной элемента первой пластины, причем предполагаетс , чт 1.. мен етс  от сло  к слою шихтов

О

ки.Количество пар пластин, стыкую- щихс  В каждом сечении стержн , определ ют как частное от делени  общего их количества в стержн х на чило прин тых сечений

K.L

Рассто ние между плоскост ми, в которых стыкуютс  соседние пластины выбирают из услови 

г, Ьр

где

1 Р п,-1,

причем расчет Р ведетс  последовательным (по кругу) счетом сечений -до полного наполнени  стержн  магнитопровода , а ширина в каждом сечении магнитопровода принимаетс  в соответствии с его конфигура1щей.

Пластины 3 каждого соседнего сло  шихтовки могут стыковатьс  в каждом последующем сечении через одни, два и т.д. стыков (фиг. 3). В зависимости от заданного варианта стыковки размещаютс  стыки по длине и объему стержней равномерно. Большее количество сечений стержней магнитопровода , содержащих стыки пар пластин 3, приводит к уменьшению стыков в каждом из сечений.

Стыки пластин 3 при размещении в слое стержн  магнитопровода могут выполн тьс  поперечно продольной оси стержн  или под некоторым углом (фиг. 4), образу  таким образом стыки пр мые или косые. Стыки могут иметь также любую другую конфигурацию , например, ступенчатую. Стыкующиес  элементы при этом могут размещатьс  параллельно друг другу или перекрестно, как показано на фиг. 4.

Калодое сечение А-А, В-В, ,..L-L (фиг. 3) стержн  имеет одинаковое (или примерно одинаковое) количество стыков 4. Стыки 4 каждого сло  могут размещатьс  в каждом последующем слое, через слой, два и т.д., с тем, чтобы исключить увеличение потерь намагничивающей мощности из-за сгущени  силовых линий магнитного потока (фиг. 6).

Сечени  стержней могут иметь раз- личнуто конфигурацию - круглую, овальную , квадратную, пр моугольную или ступенчатую. Шихтовку пластин осу ществл ют последовательно, обеспечива  заданную конфигурацию сечени  магнитопровода и равномерное .размещение стыков по всему объему пластин . Контроль зазоров между стыками пластин осуществл ют по размещению спинок  рм магнитопровода. При такой конструкции магнитопровода вели чина зазора существенного значени  не имеет вследствие незначительного количества в каждом из сечений стержней . Ст жку пластин магнитопровода, крепление на нем обмоток осуществл 51

ют известными способами, например, при помощи  рмовых балок и ст жных шпилек. Стержни ст гиваютс  при помощи бандажей из стеклоленты или другого изол ционного материала.

Магнитопровод трансформатора работает следующим образом.

При подключении насаженных на стержни и соединенных между собой обмоток в звезду, треугольник или иное соединение и подключении их к электрической сети, по ним протекает ток холостого хода, который образует магнитный поток. Основна  часть последнего проходит по сечению стержней и  рм магнитопровода. Магнитньш поток индуктирует ЭДС во вторичной обмотке.

Уменьшение количества стыков пластин шихтованного магнитопровода в каждом из его поперечных сечений приводит лишь к незначительному увеличению индукции в сечении его стержней из-за наличи  стыков (фиг. 6). Сопротивление, оказываемое неизбежным воздушным промежутком стыкующимис  пластинами прохождению магнитного потока, приводит к Искривлению магнитных силовых линий (фиг.7 и равномерному их распределению по сечению стержней магнитопровода, что не приводит к увеличению их количества до двухкратного значени , имеющего место при размещении стыкующихс  кромок пластин в одной плоскости сечени  магнитопровода (фиг. 6). Равномерное распределение зон стыковки пластин магнитопровода исключает повышение индукции в стержн х, привод щие к увеличению до 20-25% потерь в стали на вихревые токи и гистерезис . Это позвол ет также исключить зоны локального нагрева стержней магнитопровода.

Выполнение стыков щихтованных пластин впереплет в одной зоне сече- нк  в два листа или в один лист, когда зазор между концами стыкующихс  пластин перекрываетс  парой или одним сплошным участком соседних листов (фиг. 6), приводит к тому, что магнитный поток в зоне стыка проходит частично через воздушный промежуток , а частично через соседние участ1ш пластин, увеличива  тем самым в них количество магнитных силовых лИний, что оказывает сопротивление магнитному потоку и приводит к

66

увеличению потерь мощности намагничивани  на 20-25%. В предлагаемой конструкции магнитопровода зона стыка пары пластин перекрываетс  несколькими пластинами с обеих сторон (фиг.7). Магнитные силовые линии равномерно распредел ютс  по всему сечению пластин в зоне стыка. При этом индукци 

в зоне стыка увеличиваетс  незначи-.:; тельно, в зависимости от ее увеличени  магнитные силовые линии могут вообще огибать воздушньш зазор стыка, снижа  таким образом увеличение на-

магничивающей мощности.

Пример. Дл  трансформатора мощностью 630 кВ А прин та плоска  магнитна  система, представл юща  собой Магнитопровод с диаметром стержней р 22 мм и длиной 500 мм. Пластины выполнены из рулонной электротехнической стали толгщной 0,35мм. коэффициент заполнени  К 0,951, Сечение стержней прин то круглым.

Выбирают Магнитопровод, составленный из Ы-образных пластин с различной длиной элементов, образующих стержень. Дл  конкретного вьтолнени  Ш-образных пластин известным способом определ ют рассто ние между стержн ми с таким расчетом, чтобы разместились обмотки на стержн х с обеспечением необходимых изол ционных рассто ний и отвода тепла, выдел емого в магнитопроводе и обмотках трансформатора. Затем определ ют количество пар пластин в магнитопроводе . В данном случае оно составл ет 220-0,951/0,33 598 шт.

Количество сечений, в которых

предполагаетс  разместить стыки Ш-образных пластин, принимают 26. Тогда рассто ние между сечени ми, при условии , что оба крайних сечени  размещены в зоне сопр жени   рма и стержней, так как а О, составл ет

Lc:«-2a 500 „„ b --т- -ос 20 мм П(--1 25

Принимают разность между элементами соседних пластин равной 2Ь 40 мм. Тогда количество пластин с увеличивающейс  длиной элементов, образующих стержни, составл ет

55

500 : 40 12 шт

причем концы пластин размещаютс  в 1, 3, 5, .,., 25 сечени х и образушт половину полного вдкла пластин, охватывающих все сечени  стержн , При этом оказываютс  неохваченными четные сечени . Затем размещают пластины, концы которых стыкуютс 

во 2, 4,, 626 сечени х, что

завершает первый цикл набора пластин магнитопробода. Дл  полного набора магнитопровода требуетс  598:26 23 цикла, тогда в каждом из сечений будет по 23 стыка, т.е. 3,85% от общего их числа, что при равномерном распределении индукции по сечению стержней приводит к незначительному сгущению магнитных силовых линий.

Claims (4)

1. № хтованный магнитопровод трансформатора , содержащий  рмо-и стержни , выполненные из стыкуемых между .собой пластин различной длины, о т- личающийс  тем, что, с

целью повышени  качества за счет снижени  потерь на намагничивание, стыки пластин размещены равномерно по всей длине каждого из стержней со смещением зоны стыка в каждой соседней пластине на величину, кратную количеству пластин.по толщине магнитопровода .

2.Магнитопровод по п. 1, отличающийс  тем, что, стыки на соседних стержн х смещены относительно друг друга,

3.Магнитопровод по п. Г, о т.- личающийс  тем, что стыки пластин выполнены под углом к поперечному сечению стержней.

4.Магнитопровод по п. 3, отличающийс  тем, что стыки пластин, расположенные под углом

к поперечному сечению магнитопровода, размещены перекрестно стыкам, расположенным в соседних сло х пластин.

Фuг.f

иг.2

Фиг. В

kJT

f Г

f If

f 5

If

I

ж

u

f u

Yl