 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Расчет магнитной системы и характеристик холостого хода 12
1. Определение размеров и массы магнитопровода. Основные размеры и данные стержня сердечника – его диаметр и высота, число ступеней и активное сечение, марка стали были определены в начале расчета трансформатора до расчета обмоток (п. 2.2). Определение размеров и массы магнитопровода проводим по следующей схеме. Выбираем трехстержневую конструкцию магнитной системы с косыми стыками на крайних стержнях и прямыми – на среднем (рис. П4 а). Прессовку стержня осуществляем бандажами из стеклоленты, ярм – полубандажами, проходящими вне активной стали. Расстояние между осями обмоток (рис. П2 а) 69,88 + 3,0 = 72,88, принимаем 73 см. Выписываем из табл. П12 для диаметра стержня = 320 мм сечение стержня (фигуры) , сечение ярма (фигуры) и высоту ярма (равная ширине наибольшей пластины): = 726,5 см2; = 736,1 см2, = 31 см. Определяем высоту окна (стержня) = 87 + 7,5+(7,5 + 4,5)=106,5, принимаем 107 см. где – расстояния от обмоток до верхнего и нижнего ярма (рис. П2 а). Для трансформаторов с мощностью от 1000 до 6300 МВт можно принять: = 7,5, = (7,5+4,5). Определим массу одного из углов магнитной системы. Угол можно представить себе как ступенчатое тело, образованное в результате пересечения ступенчатых тел стержня и ярма. Масса одного угла (углы 3 на рис. П8) = кг, где Vy - объем угла, ; - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью для современных трансформаторов из холоднокатаной стали с жаростойким покрытием принят равным 0,96 (см. табл. П4); - плотность электротехнической стали, равная 7,85 кг/ для холоднокатаной стали (принять для всех вариантов задания). Объем угла определяется по формуле = .
Масса стержней (стержни 1на рис. П8) = = 3·726,5·0,96 · (107 + 31) ·7,85· 10-3 – 3·187,7=1703,5 кг, где с - число стержней магнитной системы; - сечение стержня (фигуры), см2; Н - высота окна (стержня), см; - высота ярма, см, равная ширине наибольшего листа ярма. Масса ярм для трехстержневого магнитопровода (ярма 2 на рис. П8) = = 4·736,1·0,96·73·7,85·10-3 - 4·187,7=869 кг. Масса стали для трехстержневого магнитопровода = 1703,5 + 869 + 6·187,7=3698,7 кг.
2. Расчет потерь холостого хода. Пусть магнитная индукция в стержне = 1,65 Тл (см. п. 2.2.). Магнитная индукция в ярме определяется по формуле Тл. Среднее значение индукции в углах возьмем равным индукции в стержне (для всех вариантов задания)
Для этих значений индукции из табл. П13 находим значения удельных потерь мощности стержней (для ), ярм (для ), и из табл. П14 коэффициенты увеличения потерь для углов с прямыми стыками для стержней (для ) и косыми стыками для ярм (для ): = 1,260 Вт/кг; = 1,216 Вт/кг; =2,54 (для прямого стыка с отжигом для стержня); =1,67 (для косого стыка с отжигом для ярма). Потери в магнитопроводе определяются по следующей формуле , где - удельные потери, найденные по табл. П13, по индукции в стержне; - то же для ярма; и - число углов с прямыми стыками листов и коэффициент увеличения потерь в них; и - то же для углов с косыми стыками; - коэффициент, учитывающий добавочные потери в магнитной системе, который для современной конструкции магнитопроводов (с прессовкой бандажами из стеклоленты, рулонной сталью) можно принять равным 1,1 в случае отжига листов и 1,17 при отсутствии отжига. Коэффициент увеличения потерь в углах определяется по среднему значению индукции в угле. Тогда потери в магнитопроводе . Расчетные потери холостого хода следует выдерживать в пределах норм в ГОСТ плюс половина допуска. Согласно ГОСТ 11677-75 в готовом трансформаторе установлен допуск ± 15 %. Таким образом, в расчете следует выдерживать потери холостого хода в пределах нормы соответствующей ГОСТ ±7,5 %. Относительное отклонение потерь холостого хода , что допустимо. 3. Расчет тока холостого хода. Расчет тока холостого хода выполним по следующей схеме. Средняя индукция в зазорах косых стыков Тл. Из табл. П13 находим значения удельных намагничивающих мощностей стержней (для ), ярм (для ), зазоров прямых стыков стержней (для ) и ярм (для ), и косых стыков (для ) и из табл. П14 - коэффициенты увеличения намагничивающей мощности для углов с прямыми и косыми стыками: =1,840 В·А/кг; =1,710 В·А/кг; = 0,298 В·А/см2; = 2,240 В·А/см2; =2,112 В·А/см2; =13,1; = 2,68. Намагничивающая мощность всей системы ,
,
где - коэффициент, который принимается равным 1,65 при отжиге листов и 2,3 при отсутствии отжига; и - удельные намагничивающие мощности, найденные по табл. П13 по индукции в стержне и индукции в ярме; и - коэффициенты, учитывающие увеличение намагничивающей мощности в углах с прямыми и косыми стыками, берутся по табл. П14 по среднему значению индукции в углах; - намагничивающая мощность, требуемая для прохождения магнитного потока через зазоры стыков (рис. П4 а); = 1 – число зазоров прямого стыка сердечника; = 2 – число зазоров прямого стыка якоря; = 4 – число зазоров косого стыка якоря. Относительное значение тока холостого хода . Полученное значение тока холостого хода должно быть сверено с предельно допустимым значением по ГОСТ. Отклонение расчетного значения тока холостого хода от заданного гарантийного следует допускать не более чем на половину допуска, разрешенного ГОСТ (по ГОСТ 11677-75 разрешен допуск ±30 %). Таким образом, в расчете следует выдержать отклонение тока холостого хода на ± 15 %. Ток холостого хода получился меньше заданного = 0,9 %, следовательно, трансформатор удовлетворяет требованиям. Если же получится расчетное значение тока холостого хода больше заданного, то следует провести расчет по формуле . Относительное значение активной составляющей тока XX, %
Относительное значение реактивной составляющей тока XX, % %.
2.6. Расчет коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке
Расчет проводим для следующих условий: cos φ = 1, ,что допустимо, тогда
2.7. Тепловой расчет трансформатора
1. Тепловой расчет обмоток. Определяем удельные тепловые нагрузки обмоток , Вт/м2. Непрерывные, дисковые и винтовые обмотки рассчитываются по формулам: - для алюминия , - для меди , здесь – коэффициент закрытия части обмотки рейками принять равным для НН и ВН = 0,6; – периметр катушки, мм; – ток, проходящий через катушку, А; – число витков в катушке; – плотность тока, А/мм2; – коэффициент, учитывающий добавочные потери. Удельная тепловая нагрузка обмотки НН (медь) = Вт/м2, здесь – периметр одной катушки НН определяется по формуле = 2 (64,4+ 8,5) = 145,8 мм. Удельная тепловая нагрузка обмотки ВН (алюминий) = Вт/м2,
здесь – периметр одной катушки ВН определяется по формуле = 2 (80,5 + 8,5) = 178 мм. Превышение температуры обмоток над температурой масла: - обмотки НН (внутренней) (табл. П15) ; - обмотки ВН (внешней) (табл. П16) .
2. Размеры бака и поверхность охлаждения бака и крышки. Определяем размеры бака и поверхность охлаждения бака, крышки и дна Находим ширину бака = , где – наружный диаметр внешней обмотки ВН; – изоляционное расстояние от внешней обмотки до стенки бака (табл. П17). Определяем длину бака = 2·73 + 94=240 см, где А – расстояние между осями стержней магнитопровода (рис. П3). Определяем глубину бака , где – высота активной части; – сумма расстояний от магнитопровода до дна и крышки бака, принимаем =50 см (табл. П17); – высота окна; – высота ярма; – толщина подкладки под нижнее ярмо, обычно принимается равной см. Поверхность гладкого овального бака, крышки и дна
. Определяем допустимое среднее превышение температуры масла, омывающего обмотки, над воздухом из условия, чтобы температура наиболее нагретой катушки обмоток превышала температуру воздуха не более, чем допускает ГОСТ 11677-75, т. е. . В этой формуле следует взять в качестве среднего большее из двух значений 25,5°С и и 23°С, т.е. принимаем Среднее превышение температуры стенки бака над воздухом будет меньше на величину перепада температуры между маслом и стенкой бака = - = 39,5 - 5= 34,5°С, здесь обычно не превышает 5 – 6 °С. Полученное значение должно удовлетворять неравенству, вытекающему из требования ГОСТ: , где - коэффициент, определяющий отношение максимального и среднего превышений температуры масла, в предварительном расчете можно принять Тогда . В случае, если значение не будет удовлетворять указанному неравенству, следует принять и отсюда определить значение : . С помощью табл. П18 по найденному среднему превышению температуры масла над воздухом определяем допустимую удельную тепловую нагрузку бака : для = 39,5°С = 530 Вт/м (из диапазона 525532 Вт/м). Потери, отводимые с поверхности бака, 530· (13,04 + 0,75 · 2,1)=7746 Вт. Потери, отводимые с поверхности радиаторов, + 38004 - 7746 = 36193,8 Вт. Необходимая площадь радиаторов м2. По табл. П19 выбираем три радиатора = 3 (68,3/3=22,8) со следующими характеристиками: учитывая, что теплоотдающая поверхность выбираемого радиатора не должна быть меньше расчетной, 22,8 м2:
Уточняем удельную тепловую нагрузку бака Вт/м2. По табл. П18 находим = 35,5° С. Определяем превышение температуры обмоток над воздухом: - обмотки НН ; - обмотки ВН , что близко к допустимой .
2.8. Расчет массы трансформатора
Масса активной части == 6598,4 кг, где - масса провода определяется по формуле = = 1,06 · (650,7+1,05·973,2 +5,04+ 1,3)= 1800 кг. Масса бака с радиаторами = 7850 · 0,1704 + 3 · 284 = 2189,6 кг, здесь - плотность для холоднокатаной стали, равная 7,85 кг/дм3 или 7850 кг/м3 (принять для всех вариантов задания); - объем стального бака, определяется по формуле: = 17,24·0,01=0,1724 м2, = 13,04+2,1+2,1=17,24 м2, где - толщина стали бака, принять = 10 мм или 0,01 м. Полная масса масла = =1,05 [900 · (4,66 - 1,2) +3·162] = 3780 кг, = 2,1·2,22 = 4,66 , = 6598,4 /5500=1,2 , где - средняя плотность активной части, принимается для трансформаторов с медными обмотками и – для трансформаторов с алюминиевыми обмотками; 0,9 или - плотность трансформаторного масла.
Масса трансформатора = 6598,4 + 2189,6 + 3780 = 12568 кг = 12,568 т.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вольдек А.И. Электрические машины. Введение в электромеханику. Ч.1. – СПб., Питер, 2007. – 370 с. 2. Вольдек А.И. Электрические машины. Машины переменного тока. Ч.2. – СПб., Питер, 2007. – 350 с. 3. Гольберг О.Д. Проектирование электрических машин. – М.: Высш. шк., 2006. – 430 с. 4. Беспалов В.Я. Электрические машины. – М.: Изд-во «Академия», 2010. – 320 с. 5. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. М.: Энергоатомиздат, 1986. – 260 с.
12 |
