Задача 1. Эскизы сердечников трансформаторов: сердечник выполнен из С-образных лент холоднокатаной стали ЭЗ20

Эскизы сердечников трансформаторов: сердечник выполнен из С-образных лент холоднокатаной стали ЭЗ20, толщиной 0,35 мм. Пластины горячекатаной стали Э41 толщиной 0,35 мм. Сердечники выполнены из магнитомягких ферромагнитных материалов. Расшифровка Э320: ЭЗ – повышеннолегированная кремнием, 2 – пониженные потери на перемагничивание, 0 – холоднокатаная текстурованная.

а) б)

Размеры сердечников: а=70 мм, в=50 мм, h=200 мм, c=100 мм.

Ширина воздушных зазоров стыков: =0,02 мм, =0,05 мм.

Коэффициент заполнения сердечников, определяемый лаковой изоляцией между пластинами, k_ст=0,92.

=10 кВА, =220 В, =50 Гц, =129.

Потоками рассеяния и активным сопротивлением обмоток пренебречь.

Определить токи холостого хода двух одинаковых трансформаторов, имеющих сердечники приведённой конструкции.

Решение:

На Х.Х. трансформатор можно рассматривать как катушку со стальным сердечником .

Схема а

Ток - намагничивающий ток. Определить его величину можно по закону полного тока. Этот закон в общем случае справедлив только для мгновенных значений и . Намагничивающий ток несинусоидален, но, если заменить несинусоидальные кривые тока и напряжённости поля эквивалентными синусоидальными, закон полного тока запишется и будет справедлив для действующих значений.

.

Н В Ф Е U₁

Е₁ U_1ном=4,44 .

Сечение стали сердечника S_c=В х С х k_с=5 х 10х 0,92=46 см²=46 х 10^{-4 м2}.

.

По кривой намагничивания (рис.4) стали 3320 на переменном токе Н_~с=5,3 А/см.

Рис.4. Рис.5.

Действующее значение напряжённости магнитного поля в воздушном зазоре:

В= Н_~зазор=

.

Определение длины средней магнитной линии по сердечнику:

.

Средняя магнитная линия по двум зазорам:

см,

А,

А.

Схема б

, Тл.

По кривой намагничивания для стали Э41:

Н_с~=40А/см, Н_сзаз=9,43·10³А/см,

см,

мм=0,02 см,

А,

А.

Таким образом, при равной номинальной мощности и магнитной индукции ток Х.Х. второго трансформатора почти в 8 раз больше тока Х.Х. первого (сталь, зазоры).