Шихтованный магнитопровод трансформатора

ОЮЗ СОНЕТСНИХ ОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 01 Г 27/2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСИ довательй и техн Р 8 вторск0322,свидетельст Н 01 Р 27/Фючных есссхема Фиг. 4 - варианть поверхностей; на шихтовки пластин орм стыковг. 5 - проа Фиг. 6 1 ш 11 енности и може о в конструкциях итопроводов силов ехническои про 1 ть иснользова шихтованных магнтрансформаторовных устройств,Цель изобрете спределенньп схема прохо в магнитопр сть оде с нера фиг. 7 го потокагих индукцион итопр е ками;магнит воде я - повышениежения потерь н деленными стыками,рансформатостержней 2,х между собСтыки 4 вразмещены ре. При этом тва за счет сниагничивание.На Фиг. 1 изобнитопровод тра2 - то же с итопровод т з ярма 1 и из стыкуемь 3 (Фиг. 5 жней 2н ажен шихтованныйсформатора; над сбоку; на Фиг.пластин магнитоыполои ненныхпласти м аж- но- она вивки стер дом и мерно варианты стык о всей дл(1) Всесоюзный научно-иссле ский проектно-конструкторски нологический институт взрывозащище ного и рудничного электрооборудования(54) Ь 1 ИХТОВАННЫЙ МАГНИТОПРОВОД ТРАНСФОРМАТОРА(57) Изобретение относится к электр зобретение относится к электроовода в смежных пластинах; н техническои промышленности и м.б,использовано в силовых трансформаторах. Целью изобретения является повышение качества за счет снижения потерь на намагничивание. Нихтованныймагнитопровод трансформатора содержит ярмо и стержни, выполненные иэстыкующихся между собой пластин различной длины. При этом стыки пластин размещены равномерно по всей длине каждого из стержней со смещениемзоны стыка в каждой соседней пластине на величину, кратную количествупластин по толщине магнитопровода,Стыки на соседних стержнях могутбыть смещены относительно друг друга, а также выполнены под углом кпоперечному сечению стержней. Сть:кипластин, расположенные над углом к,поперечному сечению магнитопровода,размещены перекрестно стыкам, расположенным в соседних слоях пластин3 з.п. Ф-лы, б ил,прохождения магнитного потока в маг, Ь где 10 1, =ЬГ+а 3стыка 4 смещена в каждой соседней пластине на величину, кратную количеству пластин по толщине магнитопровода,5Расстояние между стыками 4 между соседними пластинами определяют по формуле (фиг. 2) Ь = (Ь -2 а)/(и -1),где Ь - длина каждого из стержнеймагнитопровода,а - расстояние от линии сопряжения ярма со стержнями 15до ближайшего стыка,и - количество стыков по длинесстержней.Количество стыков в стержнях маг "нитопро:вода задают в зависимости от 20длины стержней, их сечения, количества пластин и заданного сниженияпотерь намагничивания магнитопровода. Необходимо также учитывать технологические возможности установленного оборудования.Первый стык 4 в стержнях можетбыть в зоне сопряжения ярма 1 истержня 2, тогда а = О, а,цлина элементов пластин 3, образующих стерж"ни магнитопровода, равна высотестержня.Длину элементов пластин, образующих стержни магнитопровода, определяют по формуле где Й - величина, кратная целомучислу расстояний между сечениями, 40а - для удобства может быть принято равным нулю.Тогда длина элементов вторыхШ-образных пластин, размещаемых водной плоскости с первыми, равна 5разности между длиной стержня магнитопровода и длиной элемента первойпластины, причем предполагается, что1, меняется от слоя к слою шихтов- .ки. Количество пар пластин, стыкующихся в каждом сечении стержня, определяют как частное от деления общего их количества в стержнях на число принятых сеченийИК = -- 55и,Расстояние между плоскостями, в которых стыкуются соседние пластины выбирают из условия 1Р ( и,-1,причем расчет Р ведется последовательным (по кругу) счетом сечений дополного наполнения стержня магнитопровода, а ширина в каждом сечениимагнитопровода принимается в соответствии с его конфигурацией,Пластины 3 каждого соседнего слояшихтовки могут стыковаться в каждомпоследующем сечении через одни, дваи т.д, стыков (фиг. 3). В зависимости от заданного варианта стыковкиразмещаются стыки по длине и объемустержней равномерно. Большее коли-.чество сечений стержней магнитопровода, содержащих стыки пар пластин 3,приводит к уменьшению стыков в каждом из сечений,Стыки пластин 3 при их размещениив слое стержня магнитопровода могутвыполняться поперечно продольнойоси стержня или под некоторым углом(фиг. 4), образуя таким образомстыки прямые или косые. Стыки могутиметь также любую другую конфигурацию, например, ступенчатую. Стыкующиеся элементы при этом могут размещаться параллельно друг другу илиперекрестно, как показано на фиг, 4.Кадое сечение А-А, В-В. ,Ь-Ь(фиг. 3) стержня имеет одинаковое(или примерно одинаковое) количествостыков 4, Стыки 4 каждого слоя могутразмещаться в каждом последующемслое, через слойцва и т.д., с тем,чтобы исключить увеличение потерьнамагничивающей мощности из-засгущения силовых линий магнитногопотока (фиг. 6),Сечения стержней могут иметь различную конфигурацию - круглую, оваль.ную, квадратную, прямоугольную илиступенчатую, Шихтовку пластин осуществляют последовательно, обеспечивая заданную конфигурацию сечениямагнитопровода и равномерное .размещение стыков по всему объему пластин. Контроль зазоров между стыкамипластин осуществляют по размещениюспинок ярм магнитопровода. При такой конструкции магнитопровода величина зазора существенного значенияне имеет вследствие незначительногоколичества в каждом иэ сечений стерж"ней, Стяжку пластин магнитопровода,крепление на нем обмоток осуществля 5 15117 ют известными способами, например, при помощи ярмовых балок и стяжных шпилек. Стержни стягиваются при помощи бандажей из стеклоленты или5 другого изоляционного материала.Магнитопровод трансформатора работает следующим образом.При подключении насаженных на стержни и соединенных между собой об моток в звезду, треугольник или иное соединение и подключении их к электрической сети, по ним протекает ток холостого хода, который образует магнитный поток, Основная часть последнего проходит по сечению стержней и ярм магнитопровода. Магнитныйпоток индуктирует ЭДС во вторичнойобмотке.Уменьшение количества стыков плас Отин шихтованного магнитопровода вкаждом из его поперечных сечений приводит лишь к незначительному увеличенйю индукции в сечении его стержней из-за наличия стыков (фиг. 6).Сопротивление, оказываемое неизбежным воздушным промежутком между стыкующимися пластинами прохождениюмагнитного потока, приводит к искривлению магнитных силовых линий (фиг.7)и равномерному их распределению посечению стержней магнитопровода, чтоне приводит к увеличению их количества до двухкратного значения, имеющего место при размещении стыкующихся кромок пластин в одной плоскости З 5сечения магнитопровода (фиг. 6). Равномерное распределение зон. стыковкипластин магнитопровода исключает повышение индукции в стержнях, приводящие к увеличению до 20-25/ потерьв стали на вихревые токи и гистерезисЭто позволяет также исключитьзоны локального нагрева стержнеймагнитопровода,Выполнение стыков шихтованньгх 45пластин впереплет в одной зоне сечения в два лис.та или в один лист,когда зазор между концами стыкующихся пластин перекрывается парой илиодним сплошным участком соседних50листов (фиг. 6), приводит к тому,что магнитный поток в зоне стыка проходит частично через воздушный промежуток, а частично через соседниеучастки пластин, увеличивая тем самым в них количество магнитных силовых линий, что оказывает сопротивление магнитному потоку и приводит к 76увеличению потерь мощности намагничивания на 20-253. В предлагаемой конструкции магнитопровода зона стыка пары пластин перекрывается несколькими пластинами с обеих сторон (фиг,7)Магнитные силовые линии равномерно распределяются по всему сечению пластин в зоне стыка. При этом индукция в зоне стыка увеличивается незначи-;: тельно, в зависимости от ее увеличения магнитные силовые линии могут вообще огибать воздушный зазор стыка, снижая таким образом увеличение намагничивающей мощности.П р и м е р. Для трансформатора мощностью 630 кВ А принята плоская магнитная система, представляющая собой магнитопровод с диаметром стержней ф 22 мм и длиной 1, = 500 мм, Пластины выполнены из рулонной электротехнической стали толщиной 0,35 мм. коэффициент заполнения К з = 0,951, Сечение стержней принято круглым.Выбирают магнитопровод, составленный из й-образных пластин с различной длиной элементов, образующих стержень. Для конкретного выполненИя Ш-образных пластин известным способом определяют расстояние между стержнями с таким расчетом, чтобы разместились обмотки на стержнях с обеспечением необходимых изоляционных расстояний и отвода тепла, выделяемого в магнитопроводе и обмотках трансформатора, Затем определяют количество пар пластин в магнитопроводеВ данном случае оно составляет 220 0,951/0,35 = 598 шт.Количество сечений, в которых предполагается разместить стыки Ш-образных пластин, принимают 26. Тогда расстояние между сечениями, при условии, что оба крайних сечения размещены в зоне сопряжения ярма и стержней, так как а = О, составляетБ, -2 а 500 Ь = - - = -- = 20 мм п - 1 25Принимают разность между двумяэлементами соседних пластин равной2 Ь = 40 мм. Тогда количество пластинс увеличивающейся длиной элементов,образующих стержни, составляет500 : 40 = 12 штпричем концы пластин размещаютсяв 1, 3, 5, , 25 сечениях и обра11776 Формула з уют половину п15полногоклохватывающих ви а пластин,х все сечения стПри этом окастержня,казываются неосечения. Затемпластинытем размещаюты, концы кота ы.р узавершает пе вь26 сечения х, чтоервый цикл набора имагнитопровода, Дла пластинмагнитопровода т ебода, я полного набораода требуется 598:26=23кла, тогда в каждом иждом из сеченийт по 3 стыка, т.е, 3 85сла, что при авраспределе. ении кндукпякр вномерномстерж нек приводитбачк по сечениюсгущению мак незна чителъномумагнитных силов ых линий. к з о б р ет ения 1. Нихтова нныи магнитоп сформатораровод трансодержащий я м нк, выполнермо и стерженные из стыксобой плауемых между.астин различнок л л и ч а юок длины о тющийс я те и, что, с целью повьпсениснижения пия качества за счетпотерь на намагн стыки плагничиваниестин размещены ав по всей длине кны равномерно со смещениемлине каждого из стеержнейем зоны стыка в седней пластв каждой состине на величин количеству плчину, кратнуюастин. по тол топровода.щине магни 2. Иагнитопровол и ч а юовод по п, 1 о ти и с я тем чт ки на соседничто, стыих стержнях с носительномещены ото друг друга,153 , Магнитопровл и ч а ю щодпоп, 1 о т;.щ и й с я темпластин вь полнены почто стыкиречному сед углом к попеу сечению стержне"4. Мк,агнитопровод по и.л и ч а ю щпо и. 3, о т -и к с я темпластинм, что стыкирасположенные пок поперечномуе под угломому сечению магииразмещены пеперекрестно стыкгнитопроводаФложенным в сосестыкам, распов соседних слоях пл астин.1511776 ОГ, 7 ль А.ЛиневВерес актор И,Касард КорректоР В. Кабаций Заказ 5907/53 Тираж 696 ВНИИПИ Государственного комитета по 113035 Москва, Жроизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 Состав Техред Подписноеобретениям и открытиям при ГКНТ ССРаушская наб., д. 4/5