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三相五柱变压器铁心的选择计算
来源：http://www.anbiansh.com/ 作者：变压器厂家 日期：2019/07/17 21:40
大家知道，大容量三相变压器由于受到运输高度的限制，往往是采用五柱式铁心。
三相五柱式铁心从理论分析，即从磁通的向量图分析可知,铁心柱中磁通为铁轭中的V3倍，所以铁轭截面尤其是特大型的，通常取为铁心柱截面的0.577倍。
主轭和旁轭系数均选取k =0.577,则五柱式铁心与同铁心直径D、心柱中心距Ma和铁窗高H的三柱式铁心相比，显然是重量增加，铁损增大。
为了使五柱变压器铁心设计得经济合理，在相同基本尺寸D、M。和H下，它应该比三柱式的还要轻一些。这是由于五柱式的铁轭磁通不再是正弦波，其铁心的平均单位损耗要高于三柱式的缘故，只有铁心重量降低些方能使五柱式的和三柱式的总铁损相等。
要进行重量比较，首先假定铁轭截面与心柱截面比为0.5,即k=kg=0.5，由此可见，铁心窗高如果小于心柱中心距及心柱直径之和,五柱式铁心就会减轻,一般三相五柱变压器铁心尺寸是能符上面不等式条件的，但是由于k,和kg只等于0.5,所以总的铁损将增大。
目前，有人通过用示波图对铁心磁性的研究和对制成的产品的测试证明:只要把主轭系数加大为k,=0.525~0.54，而旁轭系数缩小为kg=0.44~0.46，则五柱式铁心重量既不会增加，而铁损却有明显的降低。
通过对空载电流示波图形的分析，认为旁轭与单相铁心一样，与三柱式变压器铁心相比，各电流分量，尤其是三次谐波更加对称。而对磁通波形的分析，由于铁轭磁通不是正弦波，比较平坦，在基波最大范围内起决定作用的高次谐波磁通受到抑制，从而使最大磁密不按比例增加，轭的面积只要与基波相适应。主、旁轭磁通与心柱磁通最大值之比可小于0.577 (尤其是旁轭的，但磁密愈大它们愈接近)。
所以主轭与旁轭截面均可减小，且五柱式铁心铁轭部分在非正弦波形下损耗可利用其波形系数作近似计算。
这样制成的五柱式铁心和三柱式的相比，使用材料减少，损耗大致相等。由于有二个旁轭，漏磁引起的附加损耗下降。另外，因为制成的三相五柱变压器器身，其长度的增长约等于高度的减小,所以油箱体积亦相应减小，且结构简化。
总之，五柱式铁心各部分截面应选取成与其上磁密值大小相适应，则制成的变压器重量不会增加，也不费制造工时，就是不受运输限制的中等容量变压器亦可采用五柱式铁心。
另外，还有(日本)的五柱式铁心,相应原三柱式的主轭部分系数为0.68,而增加出来的主轭和旁轭部分为0.40等等。
以上由三相五柱变压器厂家http://www.anbiansh.com/发布，未经许可，禁止转载！
三相五柱式铁心从理论分析，即从磁通的向量图分析可知,铁心柱中磁通为铁轭中的V3倍，所以铁轭截面尤其是特大型的，通常取为铁心柱截面的0.577倍。
主轭和旁轭系数均选取k =0.577,则五柱式铁心与同铁心直径D、心柱中心距Ma和铁窗高H的三柱式铁心相比，显然是重量增加，铁损增大。
为了使五柱变压器铁心设计得经济合理，在相同基本尺寸D、M。和H下，它应该比三柱式的还要轻一些。这是由于五柱式的铁轭磁通不再是正弦波，其铁心的平均单位损耗要高于三柱式的缘故，只有铁心重量降低些方能使五柱式的和三柱式的总铁损相等。
要进行重量比较，首先假定铁轭截面与心柱截面比为0.5,即k=kg=0.5，由此可见，铁心窗高如果小于心柱中心距及心柱直径之和,五柱式铁心就会减轻,一般三相五柱变压器铁心尺寸是能符上面不等式条件的，但是由于k,和kg只等于0.5,所以总的铁损将增大。
目前，有人通过用示波图对铁心磁性的研究和对制成的产品的测试证明:只要把主轭系数加大为k,=0.525~0.54，而旁轭系数缩小为kg=0.44~0.46，则五柱式铁心重量既不会增加，而铁损却有明显的降低。
通过对空载电流示波图形的分析，认为旁轭与单相铁心一样，与三柱式变压器铁心相比，各电流分量，尤其是三次谐波更加对称。而对磁通波形的分析，由于铁轭磁通不是正弦波，比较平坦，在基波最大范围内起决定作用的高次谐波磁通受到抑制，从而使最大磁密不按比例增加，轭的面积只要与基波相适应。主、旁轭磁通与心柱磁通最大值之比可小于0.577 (尤其是旁轭的，但磁密愈大它们愈接近)。
所以主轭与旁轭截面均可减小，且五柱式铁心铁轭部分在非正弦波形下损耗可利用其波形系数作近似计算。
这样制成的五柱式铁心和三柱式的相比，使用材料减少，损耗大致相等。由于有二个旁轭，漏磁引起的附加损耗下降。另外，因为制成的三相五柱变压器器身，其长度的增长约等于高度的减小,所以油箱体积亦相应减小，且结构简化。
总之，五柱式铁心各部分截面应选取成与其上磁密值大小相适应，则制成的变压器重量不会增加，也不费制造工时，就是不受运输限制的中等容量变压器亦可采用五柱式铁心。
另外，还有(日本)的五柱式铁心,相应原三柱式的主轭部分系数为0.68,而增加出来的主轭和旁轭部分为0.40等等。
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