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三相五柱變壓器鐵心的選擇計算
來源：http://m.bbbj.com.cn/ 作者：變壓器廠家 日期：2019/07/17 21:40
大家知道，大容量三相變壓器由于受到運輸高度的限制，往往是采用五柱式鐵心。
三相五柱式鐵心從理論分析，即從磁通的向量圖分析可知,鐵心柱中磁通為鐵軛中的V3倍，所以鐵軛截面尤其是特大型的，通常取為鐵心柱截面的0.577倍。
主軛和旁軛系數(shù)均選取k =0.577,則五柱式鐵心與同鐵心直徑D、心柱中心距Ma和鐵窗高H的三柱式鐵心相比，顯然是重量增加，鐵損增大。
為了使五柱變壓器鐵心設(shè)計得經(jīng)濟合理，在相同基本尺寸D、M。和H下，它應(yīng)該比三柱式的還要輕一些。這是由于五柱式的鐵軛磁通不再是正弦波，其鐵心的平均單位損耗要高于三柱式的緣故，只有鐵心重量降低些方能使五柱式的和三柱式的總鐵損相等。
要進行重量比較，首先假定鐵軛截面與心柱截面比為0.5,即k=kg=0.5，由此可見，鐵心窗高如果小于心柱中心距及心柱直徑之和,五柱式鐵心就會減輕,一般三相五柱變壓器鐵心尺寸是能符上面不等式條件的，但是由于k,和kg只等于0.5,所以總的鐵損將增大。
目前，有人通過用示波圖對鐵心磁性的研究和對制成的產(chǎn)品的測試證明:只要把主軛系數(shù)加大為k,=0.525~0.54，而旁軛系數(shù)縮小為kg=0.44~0.46，則五柱式鐵心重量既不會增加，而鐵損卻有明顯的降低。
通過對空載電流示波圖形的分析，認(rèn)為旁軛與單相鐵心一樣，與三柱式變壓器鐵心相比，各電流分量，尤其是三次諧波更加對稱。而對磁通波形的分析，由于鐵軛磁通不是正弦波，比較平坦，在基波最大范圍內(nèi)起決定作用的高次諧波磁通受到抑制，從而使最大磁密不按比例增加，軛的面積只要與基波相適應(yīng)。主、旁軛磁通與心柱磁通最大值之比可小于0.577 (尤其是旁軛的，但磁密愈大它們愈接近)。
所以主軛與旁軛截面均可減小，且五柱式鐵心鐵軛部分在非正弦波形下?lián)p耗可利用其波形系數(shù)作近似計算。
這樣制成的五柱式鐵心和三柱式的相比，使用材料減少，損耗大致相等。由于有二個旁軛，漏磁引起的附加損耗下降。另外，因為制成的三相五柱變壓器器身，其長度的增長約等于高度的減小,所以油箱體積亦相應(yīng)減小，且結(jié)構(gòu)簡化。
總之，五柱式鐵心各部分截面應(yīng)選取成與其上磁密值大小相適應(yīng)，則制成的變壓器重量不會增加，也不費制造工時，就是不受運輸限制的中等容量變壓器亦可采用五柱式鐵心。
另外，還有(日本)的五柱式鐵心,相應(yīng)原三柱式的主軛部分系數(shù)為0.68,而增加出來的主軛和旁軛部分為0.40等等。
以上由三相五柱變壓器廠家http://m.bbbj.com.cn/發(fā)布，未經(jīng)許可，禁止轉(zhuǎn)載！
三相五柱式鐵心從理論分析，即從磁通的向量圖分析可知,鐵心柱中磁通為鐵軛中的V3倍，所以鐵軛截面尤其是特大型的，通常取為鐵心柱截面的0.577倍。
主軛和旁軛系數(shù)均選取k =0.577,則五柱式鐵心與同鐵心直徑D、心柱中心距Ma和鐵窗高H的三柱式鐵心相比，顯然是重量增加，鐵損增大。
為了使五柱變壓器鐵心設(shè)計得經(jīng)濟合理，在相同基本尺寸D、M。和H下，它應(yīng)該比三柱式的還要輕一些。這是由于五柱式的鐵軛磁通不再是正弦波，其鐵心的平均單位損耗要高于三柱式的緣故，只有鐵心重量降低些方能使五柱式的和三柱式的總鐵損相等。
要進行重量比較，首先假定鐵軛截面與心柱截面比為0.5,即k=kg=0.5，由此可見，鐵心窗高如果小于心柱中心距及心柱直徑之和,五柱式鐵心就會減輕,一般三相五柱變壓器鐵心尺寸是能符上面不等式條件的，但是由于k,和kg只等于0.5,所以總的鐵損將增大。
目前，有人通過用示波圖對鐵心磁性的研究和對制成的產(chǎn)品的測試證明:只要把主軛系數(shù)加大為k,=0.525~0.54，而旁軛系數(shù)縮小為kg=0.44~0.46，則五柱式鐵心重量既不會增加，而鐵損卻有明顯的降低。
通過對空載電流示波圖形的分析，認(rèn)為旁軛與單相鐵心一樣，與三柱式變壓器鐵心相比，各電流分量，尤其是三次諧波更加對稱。而對磁通波形的分析，由于鐵軛磁通不是正弦波，比較平坦，在基波最大范圍內(nèi)起決定作用的高次諧波磁通受到抑制，從而使最大磁密不按比例增加，軛的面積只要與基波相適應(yīng)。主、旁軛磁通與心柱磁通最大值之比可小于0.577 (尤其是旁軛的，但磁密愈大它們愈接近)。
所以主軛與旁軛截面均可減小，且五柱式鐵心鐵軛部分在非正弦波形下?lián)p耗可利用其波形系數(shù)作近似計算。
這樣制成的五柱式鐵心和三柱式的相比，使用材料減少，損耗大致相等。由于有二個旁軛，漏磁引起的附加損耗下降。另外，因為制成的三相五柱變壓器器身，其長度的增長約等于高度的減小,所以油箱體積亦相應(yīng)減小，且結(jié)構(gòu)簡化。
總之，五柱式鐵心各部分截面應(yīng)選取成與其上磁密值大小相適應(yīng)，則制成的變壓器重量不會增加，也不費制造工時，就是不受運輸限制的中等容量變壓器亦可采用五柱式鐵心。
另外，還有(日本)的五柱式鐵心,相應(yīng)原三柱式的主軛部分系數(shù)為0.68,而增加出來的主軛和旁軛部分為0.40等等。
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