2 Вибір і опис конструкції в якості конструктивного прототипу, в курсовому проекті, вибрана конструкція сучасного серійного силового, двохобмоткового трифазного трансформатора тм-2500/6
Таке рішення дозволяє використовувати в спроектованому трансформаторі ряд элементів конструкції серійного трансформатора, тобто виконати найбільш економічно вигідний вид стандартизації – уніфікацію. При цьому суттєво зменшаться витрати на виготовлення спроектованого трансформатора за рахунок використання обладнання і технологічних процесів, які використовуються для виробництва серійних трансформаторів.
На рисунку 2.1 приведена прийнята в проекті конструкція трансформатора.
Рисунок 2.1
2.1 Загальна характеристика конструкції
Конструкції трансформатора, зазвичай, представляють у вигляді трьох систем:
- магнітної;
- обмоток;
- допоміжної.
Магнітна система призначена для переносу (транспортування) основного магнітного потоку, що бере участь у перетворенні енергії, а також служить механічною основою, на котрій розміщується обмотка й інші конструкційні елементи. Величини індукції в магнітній системі і геометричні розміри її конструкції обумовлюють величину втрат струму неробочого ходу.
Система обмоток необхідна для реалізації процесу перетворення енергії, а густина струму і геометричні розміри обмоток впливають на величину втрат і напругу короткого замикання.
Допоміжна система включає пристосування і обладнання, конструкція котрих необхідна для забезпечення надійної роботи трансформатора (наприклад, система охолодження), регулювання, захист, контроль і т.п.
2.2 Конструкція магнітної системи
За розташуванням стрижнів, які охоплюють обмотки, розрізняють просторові (рис. 2.2) і плоскі (рис. 2.3) магнітні системи.
Рисунок 2.2- Просторові магнітні системи
А) стикова, стрижні зібрані з плоских пластин, ярмо-вите; б) плетена, нерозрізна, складається з трьох плетених колець
Рисунок 2.3- Плоский стрижньовий магнітопровід
1-стрижень; 2-верхне ярмо; 3-нижне ярмо
В проекті прийнята плоска трьох стрижньова магнітна система (рис. 2.3), яка складається з трьох стрижнів 1 і з’єднувальних верхнього 2 і нижнього 3 ярем.
Поперечний переріз стрижня має вигляд ступеневої фігури, вписанної в коло (рис. 2.4). Розміри ступеневої фігури стрижня (пакетів) вибрані з умов найбільшого заповнення площі кола площею ступеневої фігури (найбільший коефіцієнт кола, Ккр ).
Діаметр стрижня (тобто діаметр описаного кола навколо ступеневої фігури) є основним розміром з точки зору проектування.
Така форма перерізу стрижня дозволяє:
- знизити витрати матеріалу обмоток;
- запобігти різких перегинів витків обмоток, що не порушує ізоляцію провідників;
- рівномірно розподілити по довжині витка електродинамічні сили;
- спростити виготовлення обмоток, що намотуються на поверхню ізоляційних циліндрів.
З метою зменшення індукції (втрат в сталі) ярма виконують з більшим перерізом за рахунок об’єднання декількох ступенів стрижнів (рис. 2.5).
В проекті прийнято для стрижня – 7 ступенів, а для ярма – 5.
Пакети набирають (шихтують) з електротехнічної анізотропної сталі 3405 і товщиною 0,27 мм. Шихтовка електротехнічною сталлю (в сталі є домішки кремнію) знижує втрати від вихрових струмів.
Рисунок 2.4-Переріз стрижня Рисунок 2.5-Переріз ярма
Вплив повітряних проміжків в місцях стика окремих пластин ослабляють використанням такої послідовності складання (плана), при якій наступний шар пластин перекриває стики попереднього. Стики (кути) пластин можуть бути прямими (рис. 2.6), косими (рис. 2.7) чи навіть комбінованими (рис. 2.8). Застосування таких планів шихтовки дозволяє знизити величину струму намагнічування, а косі кути, виконання яких технологічно більш складно, зменшують втрати в кутах і додатково понижують струм намагнічування трансформатора.
Рисунок 2.6-План шихтовки магнітної системи з прямими стиками
Рисунок 2.7-План шихтовки магнітної системи з косими стиками
Рисунок 2.8-План шихтовки магнітної системи з комбінованими стиками
У спроектованому трансформаторі вибрані кути з комбінованими стиками (рис.2.8)
У зібраному стані шихтований магнітопровід (рис. 2.3) пресують. Під пресом на стрижні накладають бандажі із скляної стрічки 20 (рис.2.1) на підкладки з електротехнічного картона. Відстань між бандажами 15…20 см.
На ярма накладаються з двох сторін ярмові балки 12, 31, і хомути 10 (рис.2.1). Ярмові балки скріпляють виносними за ярма шпильками, а хомути охоплюють ярма по середині вікна (рис. 2.9).
Рисунок 2.9-Пресовка ярма
1-ярмова балка; 2-стяжна шпилька; 3-ярмо магнітопровід; 4-стальні напівбандажі
Підсилення механічної жорсткості верхніх і нижніх ярем за допомогою пресуючих (стрижень) пластин чи стяжних (ярем) шпильок дозволяє запобігти можливості розшихтовки верхнього ярма при транспортуванні повністю складеного і укріпленого магнітопровода. В такому вигляді його називають кістяком.
Кістяк після перевірки на відповідність його заданим втратам і струму намагнічування поступає на дільницю монтажу активної частини. На цій дільниці розшихтовують верхнє ярмо і готують стрижні для насадки виготовлених обмоток.