Определение ТЭП для конкурентных типоразмеров сердечников
3.4.1 Масса сердечников GС, катушек GК и трансформаторов GТ для выбранных выше типоразмеров сердечников определяются из таблиц приложения Д или [4, Приложение 7]для типовых условий.
3.4.2 Габаритные размеры A, B и H (см. рисунок 2.1) рассчитываются по формулам:
а) для броневых конструкций
А = 2(a + c), B = b + 2c, H = a + h; (3.15)
б) для стержневых конструкций
А = 2(a + c), B = b + c, H = 2a + h; (3.16)
в) для тороидальной конструкции из условия равенства площадей сечения катушки внутри и снаружи сердечника следует
А = B = DТТ = 
, (3.17)
H = b + c + d0. (3.18)
В формулах (3.14) и (3.15) a, b, c и h – основные геометрические параметры броневых и стержневых сердечников (см. рисунки 2.1, а и б). В формулах (3.16) и (3.17) D и c – внешний и внутренний диаметры тороидального сердечника; b – ширина сердечника; DТТ и d0 – внешний и внутренний диаметры тороидального трансформатора (см. рисунок 2.1, в).
Внутренний диаметр тороидального трансформатора, согласно рекомендациям [4, с.148], можно ориентировочно рассчитать по формуле
. (3.19)
3.4.3 Габаритный объем трансформаторов VТ рассчитывается по формуле
VТ = A×B×H. (3.20)
3.4.4 Стоимость основных материалов ТП ЦТ определяется как сумма стоимости основных материалов – сердечника ЦС и катушки ЦК
ЦТ = ЦС + ЦК = GС ×цС + åGОi×цОi, (3.21)
где GС и цС – масса сердечника и цена выбранного материала сердечника;
GОi и цОi – масса обмоток и цена выбранных проводов обмоток.
Так как в настоящее время цены на все промышленные материалы неопределенные и неустойчивые (как правило, договорные), то воспользуемся справочными данными 1970-80-х годов и пересчитаем их по курсу рубля на настоящее время.
цС = KЦ× ц¢С, цО = KЦ× ц¢О, (3.22)
где ц¢С и ц¢Оi – цены выбранных материалов сердечника и обмоточного провода в 70-80-е годы. Их можно найти как справочные данные из [4, с. 607, таблица П3.2 и с. 614, таблица П3.10] или из [8, с. 350, таблица 11.33 и с. 479, таблица 14.111]. Для электротехнических сталей и обмоточных проводов, получивших наиболее широкое применение в ТММ, цены приведены в приложении Г.
Коэффициент пересчета KЦ определим по формуле
KЦ = K$.70× KР.Н, (3.23)
где K$.70 – курс доллара по отношению к рублю в 1970-е годы, K$.70 =1,3 $/руб;
KР.Н – курс рубля к доллару в настоящее время, руб/$.
Для определения цены обмоточных проводов необходимо знать диаметр провода и массу для каждой обмотки. Диаметры проводов обмоток можно рассчитать по формуле
, (3.24)
где Ii – токи соответствующих обмоток;
j – средняя плотность тока j, ориентировочное значение которой можно найти из таблицы В.6 или по графикам j(PГ) (рисунок 3.3), построенным по данным из [2, с.174, таблица 5.2], в зависимости от габаритной мощности и частоты сети.
Ток первичной обмотки можно определить с достаточной степенью точности как отношение габаритной мощности к напряжению сети
I1 ≈ PГ / U1. (3.25)
Массу первичной обмотки логично принять равной половине массы катушки – GО1 = GК /2. Вторую половину массы катушки можно распределить между вторичными обмотками пропорционально их мощностям
, (3.26)
где P2i = U2i×I2i – мощности вторичных обмоток.
Для тороидальных трансформаторов на данном этапе нет необходимости рассчитывать стоимость основных материалов, так как они не конкурентны броневым и стержневым конструкциям.
Рисунок 3.3 – Зависимости плотности тока в обмотках от габаритной мощности для броневых и стержневых ТП с ленточными сердечниками из холоднокатаных текстурованных сталей (DЛ = 0,35 и 0,15 мм)
3.4.5 Для удобства анализа результаты проведенных выше расчетов рекомендуется свести в таблицу 3.1.
Таблица 3.1 – ТЭП конкурентных вариантов трансформаторов
| Типоразмеры сердечников | Типовые габаритные критерии | Масса, кг | Габаритные размеры, мм, дм3 | Стоимость материалов, руб | ||||||||
| 
| GС | GК | GТ | А | В | Н | VТ | ЦС | ЦО | ЦТ | |
| ШЛ 16´16 | ||||||||||||
| ПЛ12,5´16´40 | ||||||||||||
| ОЛ32´50´25 |