铁心电抗器设计
铁芯电抗器设计程序
引言概述:
在电力系统中，稳态稳压的运行是至关重要的。
铁芯电抗器作为一种被广泛应用于电力系统中的无功补偿设备，具有稳定电压、改善电力系统负载特性等重要作用。
本文将详细讨论铁芯电抗器的设计程序，以帮助读者了解如何有效地设计和应用这一重要设备。
正文内容:
1.铁芯电抗器的基本原理
1.1电抗器的作用
1.2铁芯电抗器与空芯电抗器的区别
1.3铁芯材料的选择
2.铁芯电抗器的设计流程
2.1铁芯电抗器设计的目标
2.2参数的选择与计算
2.2.1高脉冲冲击电流计算
2.2.2导纳值计算
2.2.3剩磁损耗的估计
2.2.4铁心尺寸的设计
2.3铁芯电抗器的制造工艺
3.铁芯电抗器设计中的关键问题
3.1温升与散热设计
3.2铁心损耗与噪声问题
3.3电磁屏蔽与绝缘设计
4.铁芯电抗器的应用案例
4.1输电线路中的铁芯电抗器应用
4.2工业电力系统中的铁芯电抗器应用
4.3其他领域的铁芯电抗器应用
5.铁芯电抗器设计的未来发展趋势
5.1铁芯材料的改进与创新
5.2铁芯电抗器的智能化设计
5.3多级铁芯电抗器的研究与应用
总结:
本文详细介绍了铁芯电抗器设计程序，从基本原理、设计流程、关键问题、应用案例和未来发展趋势等多个方面进行了阐述。
通过学习本文，读者可以了解铁芯电抗器的重要性及应用领域，并掌握正确的设计方法和流程。
随着电力系统的发展和需求的增加，铁芯电抗器的设计与应用将变得更加广泛和重要。
未来，随着科技的进步，铁芯电抗器将进一步改进，实现更高效、智能的设计和应用。
电抗器基本知识介绍及应用
电抗器基本知识介绍应用干式电抗器的种类与用途电抗器是重要的的电力设备，在电力系统中起补偿杂散容性电流、限制合闸涌流、限制短路电流、滤波、平波、启动、防雷、阻波等作用。
根据电抗器的结构型式可分为空心电抗器、铁心电抗器与半心电抗器。
补偿杂散容性电流的电抗器主要有并联电抗器与消弧线圈。
并联电抗器的作用是限制电力传输系统的工频电压升高现象，工频电压升高的原因在于空载长线的电容效应、不对称对地短路故障与突然甩负荷。
消弧线圈通常应用在配电系统, 它的作用是使得单相对地短路电流不能持续燃烧，导致电弧熄灭。
消弧线圈通常具有调谐功能，可根据电力系统的杂散电容与脱谐度改变其电感值。
串联电抗器或称阻尼电抗器的作用是限制合闸涌流。
串联电抗器与电力电容器串联使用，用于限制对电容器组合闸时的浪涌电流，通常选取电容器组容量的限流电抗器是串联于电力系统之中，多用于发电机出线端或配电系统的出线端,起限制短路电流的作用。
为了与其他电力设备配合，其实际阻抗不能小于额定值。
滤波电抗器与电容器配合使用，构成LC谐振支路。
针对特定次数的谐波达到谐振，滤除电力系统中的有害次谐波。
平波电抗器应用在直流系统中，起限制直流电流的脉动幅值作用。
在设计平波电抗器时须注意线圈中的电流是按电阻分布的，设计时最好采用微分方程组计算。
若按交流阻抗设计可能造成线圈出现过热现象，且阻抗值未必准确。
启动电抗器用于交流电动机启动时刻，限制电动机的启动电流，保护电动机正常运行。
防雷线圈通常用于变电站进出线上，减低侵入雷电波的陡度与幅值。
阻波器与防雷线圈的应用场合相仿，线圈内装有避雷器与调协装置。
用于阻碍电力线路中特定的通讯载波，便于将通讯载波提%1.引拔条2.接线臂3.包封绝缘图1.1 户外干式空芯电抗器取出来，实现电力载波的重要设备。
户外空心干式电抗器是20世纪80年代出现的新一代电抗器产品，如图1.1所示。
它是利用环氧绕包技术将绕组完全密封，导线相互粘接大大的增加了绕组的机械强度。
铁心电抗器电感计算公式【通用
铁心电抗器电感计算公式铁心电抗器电感计算公式当有气隙时，其磁阻主要取决于气隙尺寸。
由于气隙的磁化曲线基本上是线性的，所以其电感值仅取决于自身线圈匝数、铁心截面和气隙的尺寸。
主磁通所产生的电感LMLM=ψ/ I =μ0W2 SM / n d=1.257 W2 SM / n d×10 – 8 (H)式中：ψ─磁通量（Wb）I ─电流（A）μ0 ─空气中的导磁率= 0.4π×10 – 6 = 1.257×10 – 6 (H/m) W ─线圈匝数SM ─气隙处总有效截面积(cm 2 )n ─气隙个数d─单个气隙尺寸(cm )SM ─气隙处总有效截面积计算选择单个气隙尺寸d=0.5~3 cm计算行射宽度EE=d/π ln ((H+d) /d) cmπ=PI() 圆周率H—铁饼高度,一般5 cm计算行射面积(圆形铁心时)SESE=2E×(AM+BM+2E) cm 2 AM—叠片总厚度cmBM—最大片宽cm(矩形铁心时)SESE=2E×(AM+BM) cm 2AM—叠片总厚度cmBM—片宽cm计算气隙处总有效截面积SM=SF / KF +SE cm 2SF—铁芯截面KF—叠片系数漏磁通所产生的电感LdLd= 1.257 W2 Sdρ/ H1×10 – 6 (H) 式中：W —线圈匝数Sd —总漏磁链ρ—洛氏系数铁心电抗器电感计算公式H1 —线圈高度cmSd=2π/3 F RF +πRn2 - SF / KFρ=1- 2（RW - RO）/（πH1）式中：F —线圈幅向尺寸cmRF —线圈平均半径cmRn —线圈内半径cmRW —线圈外半径cmRO —铁芯半径cmH1 —线圈高度cm线圈总电感L= LM + Ld线圈匝数W计算∵ I L = W φ = W B S∴ W = I L /（B S）程序计算步骤：输入：I1，L1. 计算容量P = I1 ^ 2* L / 10002. 参考铁心截面积QC = 15 * P ^ 0.53. 参考片宽DOOL =（QC / 1.5）^ 0.5 * 104. 参考铁心厚DOOS = DOOL * 1.55. 铁心截面积QC = Int(DOOL * DOOS * KQ) / 1006. 初设磁密BMM =90007. 匝数N1 = Int(2 ^ 0.5 *I1 * I1*L * 10 ^ 5 / (BMM * QC))8. 复算磁密BM = Int(2 ^ 0.5 *I1 * I1*L * 10 ^ 5 / (N1* QC))9. 初设线圈高H1 = 3* DOOL10. 线圈尺寸计算11. 损耗计算12. 漏磁通所产生的电感Ld13. 主磁通所产生的电感LM = L - Ld14. 计算气隙QX15. 复算电感L16. 计算温升T117. 下一循环。
基于遗传算法的铁心电抗器优化设计
Ｈｅｌ ｇｉｎ ｌｃｒ ｏ ｅ ｉ ｎ ｊ ｇＥｅ ｔ ｃＰ ｗ ｒ ｏ ａ ｉ
Ｆ ｂ ２ １ ｅ ．０ ２
基 于遗 传 算 法 的铁 心 电抗 器 优 化 设 计
王延伟 ， 刘 骥 ， 于会凤
（ 尔 滨理 工 大 学 工程 电介 质 及 其 应 用 技 术 教 育部 重 点 实验 室 ， 龙 江 哈 尔滨 １０ ８ ） 哈 黑 ５ ０ ０
Ｗ ＡＮＧ Ｙａ ｗ ｉ Ｉ ｉ ｎ ｅ 。Ｌ Ｕ Ｊ ，ＹＵ Ｈｕｆｎ ｉ ｇ ｅ
（ ｅ ａ ｏａｏ ｆ ｎ ｉｅ ｒ ｇＤ ｅ ｃ ｃ ｎ ｓ ｐ ｌ ａ ｏ ，Ｍｉｉ ｒ ｏ ｄ ｃ ｔ ｎ Ｈａ ｉ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌ ｙ Ｋ ｙＬ ｂ ｒ ｒ ｏ ｇｎ ｅ ｎ ｉ ｅ ｔ ｓａ ｄＩ ｐ ｃ ｔ ｎ ｔｙ Ｅ ｉ ｌ ｒ ｉ ｔＡ ｉ ｉ ｎｓ ｆ ｕ ａｉ ， ｒ ｎ ｎｔ ｕｅ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｇ ， ｔ ｙ Ｅ ｏ ｂ ｉ Ｓ ｅ ｏ
设 计方 案 ） 的基 本特 征 可 以通 过 基 因 转换 机 制 被 遗
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电抗 器 的优 化设 计 而 言 ， 不 是 很 理） ｒｉ ５ ０ ０ Ｃ ｉａ
Ａｂｓｒ ｃ ： ｓｐａ ｅ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｏ ｔｍａ ｓｇ ｆｉｏ — ｏ ｅ ｒ ａ ｔ ｒａ ｄ ｉｓｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉｓ，ｅ ｈａ ｅ ｈ ｐ ｌ— ｔ ａ ｔ Ｔｈｉ ｐ ｒｉ ｔｏ ｕ ｅ ｈ ｐ ｉ ｌｄｅ ｉ ｎ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｃｏ ｎ ｔ ｈ ｒ ｃｅ ｔｃ ｒ ｉ ｍｐ ｓ ｓｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｃ ｔｏ ｆｇ ｎ ｔ ｌｏ ｔ ｍ ｎ ｏ ｔｍａ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｎ—ｏ ｅ ｒａ ｔｒ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｉｓ ｄ ｓｇ ｈ ｒ ｃ ｅ ｓｉ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｅｉ ａｇ ｒ ｈ ｉ ｐ ｉ ｌｄ ｓｇ ｆｉｏ ｃ ｒ ｅ ｃｏ ，ａ ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｔ ｅ ｉ ｎ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔｃ，ｐ ｏ ｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｒ ｐ ｓｓ ｉ ｌ ｍｅ ｔ ｔ ｎ ｐ ａ ｎ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ｏ ｅ ｔｃ ａ ｇ ｒｔ ｍ ， ａ ｄ ｎ ｌｚ ｓ ｔ ｃ ｎ ｍｉ ｎｄ ｘ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ａｉ ｌｎ ａ ｄ ｉ ｒ ｖ ｍｅ ｔ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｆ ｒ ｇ ｎｅｉ ｌｏ ｈ ｏ ｉ ｎ ａ ａ ｙ ｅ ｈｅ ｅ ｏ ｏ ｃ ｉ ｅ ａ ｄ ｐ ｒｏ ｍａ ｃ ｆｉｏ ・ ｏ ｅ ｒ ａ ｔ ｒｂｅ ｒ ｎｄ ａｔ ｒｏ ｔｍｉａｉ ｎ ｏ ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｅ ａ ｌ ｆｉｏ －ｏ ｅ ｒ ａ ｔ ｒｏ ｔｍｉ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｏ ｒ ｎ・ ｒ ｅ ｃｏ ｆ ｅ ａ ｆｅ ｐ ｉ ｚ ｔ ｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｘ ｍｐ ｅ ｏ ｎ・ ｒ ｅ ｃ ｏ ｐ ｉ ・ ｃ ｏ ｏ ｈ ｒ ｃ － ｚ ｔｏ ａｉ ｎ．Ｒｅ ｕ ｔｓ ｏ ｈ ｔｔ ｉ ｇ ｒｔ ｍ ｓｓ ｐ ｒｏ ｎ ｓ印 ｐ ｉｄ ｔ ｐ ｍａ ｅ ｉ ｎ ｏ ｒ ｎ—ｃ ｒ ｅ ｃ ｏ ． ｓ ｌ ｈ ｗｓ ｔ ａ ｈ ｓ ａ ｏ ｉ ｌ ｈ ｉ ｕ ｅ ｒａ ｄ ｉ ｉ ｌｅ ｏ ｏ ｔ ｌ ｄ ｓｇ ｆｉｏ ｉ ｏ ｅ ｒ ａ ｔｒ
干式铁心电抗器试验方案及安全交底
（1）试验目的
检查电抗器铁心对地的绝缘情况，防止器身内部铁心有金属接地等现象发生。
（2）规程要求
（2.1）不进行器身检查的电抗器或进行器身检查的电抗器，所有安装工作结束后应进行铁心和夹件（有外引接地线的）的绝缘电阻测量；
（2.2）铁心必须为一点接地，对电抗器上有专用的铁心接地线引出套管时，应将连接片断开后进行试验。
（4.1）直流电阻相间差百分数的计算，可按式（1）进行
△Rx =(Rmax - Rmin)/Pp式（1）
式中△Rx——直流电阻相间差的百分数，%；
Rmax——直流电阻实测值的最大值；
Rmin——直流电阻实测值的最小值；
Pp——直流电阻实测值的平均值，Pp =1/3（RUN+RVN+RWN）
（4.2）每次所测电阻值都必须换算到同一温度下，与出厂值相同部位测得值进行比较。绕组直流电阻温度换算可按式（2）进行计算
4.4被试设备的金属外壳应可靠接地。高压引线的接线应牢固并尽量缩短。
4.5现场高压试验区域、被试系统的危险部位或端头，均应设临时遮拦，向外悬挂“止步，高压危险”的警告标志，并设专人监护。
4.6合闸前应先检查接线，将调压器调至零位，并通知现场人员离开高压试验区域。
4.7高压试验应有监护人监视操作，加压过程中，工作人员应精神集中，监护人传达口令应清楚准确，操作人员应复述应答，并穿绝缘靴或站在绝缘垫上，戴绝缘手套。
—
330
363
408(368)
—
500
550
544(504)
—
（4）结果分析
电抗器交流耐压试验后应结合其他试验，如电抗器耐压前后的绝缘电阻等测试结果，进行综合判断，以确定被试品是否通过试验。
电抗器样本
11√3 4.5 409 0.7 351 3160 1320 850 1450 660/660 1430 340 420 1520
CKSC-468/10-6
7800
11√3
6 409 0.93 468 4210 1410 850 1560 660/660 1540 3740 450 1800
CKSC-936/10-12
5000
11√3
6 262 1.45 300 3240 1290 740 1370 550/550 1260 319
CKSC-600/10-12
12√3
12 241 3.45 600 4320 1630 1070 1240 960/1000 1190 447
CKSC-243/10-4.5
11√3
4.5 283 1.01 243 2630 1360 850 1130 660/660 1080 362
1.机械强度高，抗短路、抗雷电冲击能力强，局部放电量小，可靠性高，处于国内领先水平； 2.自熄阻燃、防火防爆，漏磁少, 对环境污染小； 3.防潮性能好，可在100%相对湿度和其它恶劣环境下运行，无需去潮处理； 4.薄树脂结构，永不龟裂，散热性能好； 5.外形美观，体积小，占地空间小，安装费用低； 6.损耗低，节能效果好，运行经济，免维护； 7.性能指标、技术参数均满足或优于国家、IEC及行业相关标准。
12√3
12 202 4.12 504 3640 1440 850 1460 660/660 1440 376
CKSC-216/10-4.5
11√3
4.5 252 1.13 216 2340 1110 740 1370 550/550 1080 316
CKSC-288/10-6
铁心电抗器的漏磁通和漏磁损耗的特殊性
抗压 降。总磁 通 中的其它 部分称 为漏磁 通 ，激 励起漏磁 通 的 电流和 电压 称为 漏磁通 激磁 电流和 漏 电抗 电压 。图 ２ 中并未 画油 箱及夹 件 磁通流过气 隙后再流 经心饼 ，因此气隙与心饼 中的磁通为 同一值 ，再 利用公式 ￣ ｏ ＝ Ｂ Ｓ和 Ｂ ＝ Ｉ ，可 以推导出如下关系 ： 和铁 心结 构件 ，实际上大 部分漏 磁通 将在油 箱 ，夹 件等金 属结 构件
中流 通 。主 、漏磁 通均在 绕组 中产生感 应 电势。主磁 通只 在铁心 中 产生 损耗 ；而漏磁 通则在 绕组 中和油 箱、夹 件等金 属结构 件 中产 生
Ｈ ＝——＝ 一
‘
Ｈ．
０
（ Ｓ ＋Ａ ｓ ）
漏磁 损耗 ， 另外漏磁通 的一部分也要进入铁 心 ， 在铁心 中产生 损耗。 对变压器而 言 ，若无漏 电抗 ，则二次绕组短路 时，其 一次绕组也
的所 需的漏磁通激磁 电流相等 。总电流 分为主磁通激磁 电流和漏磁通 激磁 电流 ， 总 电流、漏磁通激磁电流分别相等则主磁通激磁 电流 相等 ， 因此可设此两 种铁 心电抗器的主磁通激 磁安匝数均为 Ｎ Ｉ 。图 ２ ｂ中主
铁心柱 闭合 的是主磁 通 。与 之对 应的 电抗称主 电抗 ，在 绕组 中激励 起主磁 通 的电流及其 在主 电抗上 的压 降称为主 磁通激磁 电流 和主 电
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ｂ心柱有气隙
ａ 心柱无气 隙
图 ２ 两种铁心电抗器器身
同容量、 同电压等级 的铁心 电抗器 ，铁心有气隙 时的漏磁 通将远 远大于没有气 隙时的漏磁 通。电流一定时 ，借助铁心 ，同一绕 组可提 供更大 的电抗 。图 ２ ｂ所示 电抗器是 由图 ２ ａ 所 示的铁心 电抗器 心柱分 段带气 隙得 到的 ， 其 它未变 。这种结构变化使主 、漏磁 通之 比发生 了 巨变 。 在这种心柱结构 的变化下这两种铁心 电 抗器有如下相同的参数 主磁通 回路长为 Ｌ 、 硅钢片磁 场均匀且导磁率 为 铁 心有效 面积为 Ｓ 、 绕组 匝数为 Ｎ， 并设二者 的总激磁 电流均为 Ｉ 总；有如下不 同的参 数： 图２ ａ 铁心磁 密为 Ｂ 、磁场 强度 为 Ｈ，图 ２ ｂ铁心饼及铁 轭磁 密为 Ｂ ， 、
电抗器的基本结构
电抗器的基本结构一、铁心式电抗器的结构铁心式电抗器的结构与变压器的结构相似，但只有一个线圈——激磁线圈；其铁心由若干个铁心饼叠置而成，铁心饼之间用绝缘板（或纸板、酚醛纸板、环氧玻璃布板）隔开，形成间隙；其铁轭结构与变压器相同，铁心饼与铁轭由压缩装置通过螺杆拉紧，形成一个整体，铁轭和所有的铁心饼均应接地。
铁心结构，铁心饼由硅钢片叠成，叠片方式有以下几种：（a）单相电抗器铁心；（b）三相电抗器铁心（1）平行叠片其叠片方式，与一般变压器相同，每片中间冲孔，用螺杆、压板夹紧成整体，适用于较小容量的电抗器。
（2）渐开线状叠片其叠片方式，与渐开线变压器的叠片方式相同，中间形成一个内孔，外圆与内孔直径之比约为4:1至5:1，适用于中等容量的电抗器。
（3）辐射状叠片其叠片方式，硅钢片由中心孔向外辐射排列，适用于大容量电抗器。
（a）平行叠片；（b）渐开线状叠片；（c）辐射状叠片在平行叠片铁心中，由于气隙附近的边缘效应，使铁心中向外扩散的磁通的一部分在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面垂直，这样会引起很大的涡流损耗，可能形成严重的局部过热，故只有小容量电抗器才采用这种叠片方式。
在辐射形铁心中，其向外扩散的磁通在进入相邻的铁心饼叠片时，与硅钢片平面平行，因而涡流损耗减少，故大容量电抗器采用这种叠片方式。
铁心式电抗器的铁轭结构与变压器相似，一般都是平行叠片，中小型电抗器经常将两端的铁心柱与铁轭叠片交错地叠在一起，为压紧方便，铁轭截面总是做成矩形或丁形。
二、空心式电抗嚣的结构空心式电抗器就是一个电感线圈，其结构与变压器线圈相同。
空心电抗器的特点是直径大、高度低，而且由于没有铁心柱，对地电容小，线圈内串联电容较大，因此冲击电压的初始电位分布良好，即使采用连续式线圈也是十分安全的。
空心式电抗器的紧固方式一般有两种：一是采用水泥浇铸，故又称为水泥电抗器；另一种是采用环氧树脂板夹固或采用环氧树脂浇铸。
空心电抗器都做成单相。
组成三相电抗器组时，有三种排列方式。
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电磁装置设计原理课程设计（二）铁心电抗器设计班级：主要参数心柱直径D(mm) 中心距Mo （mm ） 铁心饼高度H C (mm)气隙数N气隙长度δ(mm)总匝数W 190 495 80 7 7.5 68 层数N H每层匝数W H线圈高度HHH(mm) 线圈外径D H (mm) 导线规格A B(mm) 铁心磁密B m (T) 3 7.5 543 450 3.55×8.0O0.89电流密度J(A/mm 2) 主电抗X m (Ω) 漏电抗X T (Ω) 负载损耗W K (W) 铁耗P Fe (W) 温升T X (K)1.521.0160.1952845 505 86.46一、 技术要求：1、 额定容量KVA S N 360=2、 线两端电压KV U l 10=3、 额定电压V U N 381=4、 相数3=m5、 额定电流A I N 315=6、 损耗W P P k 40000≤+7、 线圈温升K T K 09<二、 铁芯参数选择铁芯直径m m S K D D 189.03/36057.0/44=⨯==，选择m D 310190-⨯= 采用30133-DQ 硅钢片，查表（5-1）得： 铁芯叠压系数：95.0=dp K 心柱有效截面面积：24105.238m A z -⨯=轭有效截面面积：24104.258m A e -⨯=角重：kg G 0.62=∆铁芯最大片宽：m B M 185.0= 铁芯总叠厚：m M 16.0=∆ 铁轭片高：m b em 17.0=三、 设计线圈时电压、电流的选择每段电抗值Ω===210.1315/381/1N N k I U X ， 设计线圈时的电压和电流分别是V U N 381=，A I N 315=四、 线圈匝数初选48.0,89.0'==m k T B ，匝7.86105.23889.050238148.0'24=⨯⨯⨯⨯⨯==-ππZ m A fB V k W ，取整得：匝86=W 五、 主电抗计算1、 初选单个气隙长度m 3105.7-⨯=δ，初选铁芯饼高度m H B 31008-⨯=2、 气隙磁通衍射宽度：m H B 331065.55700.008.05700.0ln 105.7)ln(--⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=+=πδδπδε3、 气隙磁通衍射面积：23621003.410)16018565.52(65.52)2(2mm b A M M --⨯=⨯++⨯⨯=∆++=εεδ4、 气隙等效导磁面积： 221029.01000/30.495.002385.0mm A K A A dp Z =+=+=δδ 5、 主电抗，取n=7,Ω=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=-160.110105.770292.0865081087322722πδπδn A fW X m 6、 主电抗压降V X I U m N m 2.203160.1315=⨯== 7、 磁密T VfWA U B Zm 0.8902385.0865022.20321=⨯⨯⨯==ππ六、 线圈设计1、 线圈高度估计值：m H n H n H A B l 224.011.05700.0708.0)17()1(=-⨯+⨯-=-+-=δ2、初选导线：23363.29,108.51055.3mm S mm b mm a L =⨯=⨯=--，带绝缘导线 1a =4.05⨯10-3mm 1b =9.00⨯10-3mm3、并绕根数：初取电密 'J =1.5⨯106A/m 208.7105.11063.291315'.'661=⨯⨯⨯⨯==-J S pp I M L ，取整得：M=7则电流密度准确值为：2661/1052.11063.2971315mm A M S pp I J L ⨯=⨯⨯⨯=⋅=4、 线圈高度：取每层匝数匝5.7=h Wmm b M W HHH h 543.50.97)15.7(015.1)1(015.111=⨯⨯+⨯=+=线圈电抗高度：mm b M W H h x 479.60.975.7015.1015.111=⨯⨯⨯== 5、 分成四层：3+3+3层，线圈幅向高度：mmN a MN B H H H 331111100.5110)36.0)13(50.431(05.1)36.0)1((05.1--⨯=⨯⨯-+⨯⨯⨯=⨯-+⨯=mm B H 32105.01-⨯= mm B H 33105.01-⨯=七、 绝缘设计查表4-16，线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 相间距离：mm C x 45=八、 绝缘半径计算线圈n 与线圈n+1之间有气道mm SS 161=，线圈n 外置mm 2绝缘层，线圈n+1内置mm 2绝缘层，线圈各半径计算如下：1、 铁芯半径：m D R 095.02/190.020===铁芯外径到线圈1内径间绝缘距离为mm 45，含线圈1内置mm 2的绝缘层 2、 线圈1内半径：m C R R 14.0045.0095.0001=+=+= 3、 线圈1外半径：m B R R H 515.0501.014.0112=+=+= 4、 线圈2内半径：m SS R R 717.002.0515.020123=+=++=δ 5、 线圈2外半径：m B R R H 921.0501.0717.0234=+=+=6、 线圈3内半径：m SS R R 122.002.0921.020145=+=++=δ7、 线圈3外半径：m B R R H 522.00135.0122.0356=+=+=8、 线圈直径：m R D 54.0522.02261=⨯==9、 铁芯柱中心距：m C D M x 594.0045.054.010=+=+=九、 线圈漏抗压降线圈平均半径：m R R R P 18.02/)522.014.0(2/)(61=+=+=线圈幅向厚度：m R R B H 508.014.0522.016=-=-= 线圈漏磁等效面积：22210685.095.002385.014.018.0508.03232m K A R R B A dp Z P H Q =-⨯+⨯⨯=-+=ππππ 洛氏系数：58.0543.0)095.0522.0(21)(2106=--=⋅--=ππρx L H R R线圈漏电抗：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⨯=961.010543.08506.058.086508108722722πρπσx a L H A fW X 漏电抗压降：V X I U N q 61.6961.0315=⨯==σ十、 各分接总电抗及其压降总电抗：Ω=+=+=212.1961.0160.1σX X X m k总电抗压降：V X X I U U U m N q m k 81.73212.1315)(=⨯=+=+=σ 各分接总电抗误差：符合要求%,5.2%0.1621.1212.11.2111<=-=-=k kk e X X X K十一、 线圈导线总长线圈平均匝长：m R l p p 1304.118.022=⨯==ππ总长：,6.878.1861304.1'm l Wl l p =+⨯=+=其中m l 8.1'=十二、 线圈损耗电阻：Ω=⨯⨯⨯⨯⨯=⋅=--79600.01063.29716.8710021.066L MS pp l r ρ电阻损耗：W r mI P r 371279600.0315322=⨯⨯==线圈损耗：W P k P r FS k 284526232.1=⨯==十三、 线圈导线重量裸导线重量：kg S M pp ml G L c 435109.863.29716.87331=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=-ρ， 绝缘导线重量：m k alc 3105.0,17-⨯=∆=87.11063.2910)2/5.057.15.855.3(2/5.017/)257.1(266=⨯⨯⨯++⨯⨯=∆⨯++∆⋅=--L alc c S a b k k kg G k G c c cu 443435%)78.11(%)1(=⨯+=⨯+=十四、 铁芯窗高线圈至上铁轭距离：m H S 075.01=线圈至下铁轭距离：m H S 075.02= 铁芯窗高：m H H H H S S L 693.0543.0075.0075.0210=++=++=十五、 铁芯损耗铁心柱重量：kg A n H K G Fe Z P Z 54.431065.702385.0)0065.07693.0(3)(30=⨯⨯⨯⨯-=-=ρδ铁轭重量：kg A M K G Fe e Pe 4.9131065.7104.258594.0444340=⨯⨯⨯⨯⨯=-=-ρ铁芯重：kg G G G G e Z 745.86291.4354.43=++=++=∆ 查表4-9，得kg W p kg W p e z /47733.0,/34773.0== 铁芯损耗：WG G p G G p K P A e e A Z z Fe 505))2/6291.43(47733.0)2/6254.43(34773.0(8.1))2/()2/((0=+⨯++⨯⨯=+++=总损耗：W P P P Fe k 350350528451=+=+=十六、 线圈温升计算mm K A D dp Z x 0.17995.05.2383.113.11=== mmn SS n D R ss ss x 08.19)12/()1622/)2/179140(()1/()2/)2/((1=+⨯+-=+⋅+-=δ7237.03.55408.1956.056.046.146.1===HHH K δα25432112.83554.0)9.0)122.0921.0717.0515.0(14.0(6)9.0)(22(3mH R R R R R S X=⨯⨯++++⨯=⨯⨯++++=πππ262305.23554.0522.02323m H R S X =⨯⨯⨯=⨯⨯=ππ 221983.5305.22.87237.0m S S K S =+⨯=+=αW P P P Fe k 569050535.1284535.1221=+⨯=+⨯=KS P T k 86.46983.5569033.033.08.08.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=十七、 成本计算成本=44380+745.835=61543元十八、 附图。