Электрические машины. Прохоров С.Г - 7 стр.

      Потери энергии при перемагничивании сердечника пропорциональны
площади петли гистерезиса за один цикл изменения тока, магнитного потока
или напряженности.
      Электротехническая сталь имеет узкую петлю гистерезиса, площадь пет-
ли Sг мала (рис. 1.5). Мощность потерь энергии на вихревые токи и гистерезис
можно определить по формуле (1.5):                            В, Тл
                                2            1,5
                        ⎛ Bm ⎞ ⎛      f  ⎞
Pс = K   обр   p уд   M ⎜      ⎟ ⎜       ⎟         , Вт (1.5)
                        ⎝ 1 Тл ⎠ ⎝ 50 Гц ⎠
где Кобр — коэффициент обработки, равный 2÷2,4,
который учитывает увеличение потерь при частич-                            Н, А/м
ного перемыкании пластин, например из-за за-
усенцев; руд, Вт/кг – удельные потери мощности
для данной марки стали при амплитуде магнитной
индукции Вm=1 Тл и частоте f=50 Гц (данная вели- Рис. 1.5. Петля гистерезиса
чина обычно приводится в справочниках); М, кг –          для электротехнической
масса сердечника. Формула позволяет вычислить                     стали
мощность потерь в стали и при Вm, отличающейся
от 1 Тл, и частоте f , отличной от 50 Гц. Потери энергии в стали на вихревые то-
ки и гистерезис нагревают сердечник.
      Обмотки выполняют из изолированного медного или алюминиевого про-
вода. Каждый провод имеет свою маркировку. В частности, в трансформаторах
малой мощности обмотки могут быть выполнены из медного провода марки
ПЭВ-2. Здесь П – означает провод, Э – эмалевая изоляция, В – высокопрочная,
2 – двухслойная изоляция.
      Мощность потерь энергии в обмотках можно вычислить по закону Джо-
уля-Ленца:
      Pоб1 = I 12 ⋅ r1 , Вт .                                               (1.6)
     Здесь I1, А – действующее значение тока в первичной обмотке, r1, Ом – ак-
тивное сопротивление первичной обмотки. Аналогично определяется мощность
потерь во вторичной обмотке. Эти потери нагревают обмотки, сопротивление
которых в свою очередь зависит от температуры:
                      [                ]
      rt = ρ 20 ⋅ 1 + 0 .004 (t − 20 o ) ⋅ l ср ⋅
                                                  W
                                                  S пр
                                                       ,                (1.7)

где ρ20 – удельное электрическое сопротивление при 20оС (ρ20 Cu≈1,78.10-8 Ом.м,
ρ20 Al≈2,8.10-8 Ом.м), 0,004 – температурный коэффициент сопротивления, lср –
средняя длина витка, W – число витков, Sпр – сечение провода (без изоляции).
       Мощность трансформатора ограничивается допустимой температурой на-
грева обмоток, которая определяется термостойкостью изоляции. Изоляция бы-
вает различных классов А, B, C, D, E, F, … Для класса А допустимая темпера-
тура нагрева составляет 105оС, для проводов с эмалевой изоляцией допустимая
температура нагрева составляет 115оС, для проводов с термостойкой изоляцией
– 250оС. При превышении этой температуры электрическая изоляция стареет и
                                           7