Состояние вопроса. Основным направлением развития электромеханики в ХХІ столетии является комплексное сбережение энергетических и материальных ресурсов при производстве электромеханических устройств [1]. В [2] указано, что потери распределительных трансформаторов в Европейском союзе составляют 2% от всей произведенной электроэнергии, или 1/3 от общих потерь. Основные потери приходятся на распределительные трансформаторы мощностью 25–630 кВ·А напряжением 6–10 кВ. Поэтому существует необходимость решения первоочередной задачи повышения энергоэффективности трехфазных трансформаторов (ТТ) мощностью до 6300 кВ·А, особенно ТТ І и ІІ габаритов [2, 3]. Задачу предлагается решать известными способами снижения электромагнитных нагрузок (ЭМН), использования аморфной электротехнической стали (ЭТС), высокотемпературных сверхпроводниковых и «кабельных» обмоток. Однако при использовании таких способов ухудшаются массостоимостные или стоимостные показатели ТТ и возникают определенные особенности и вопросы эксплуатации [2, 3].
Анализ основных достижений. В последние десятилетия дополнительно к лучшим электроматериалам использовались остаточные резервы усовершенствования электромагнитных систем (ЭМС) трансформаторов и реакторов «традиционных» конструкций [4, 5]. Выполнена, несмотря на значительное усложнение технологии, замена «прямых» стиков текстурированных шихтованных магнитопроводов на «косые» [5–7]. Исходя из возможности снижения трудоемкости изготовления магнитопроводов, использование прямоугольных образующих контуров (ОК) стержней и обмоточных катушек расширено до мощности 1000 кВ·А – серии Tumetic (ФРГ) и ОСМ (Япония) [5]. При этом известные проблемы прямоугольных ОК обмоточных катушек [4] решаются клеющим покрытием межслойной изоляции или капсулированием обмоток [5, 6]. В первой части работы [8] универсальным методом структурного синтеза (оптимизационного сопоставления) [9] определено, что в ТТ класса напряжения 1–110 кВ с шихтованными стержневыми магнитопроводами и медными и алюминиевыми обмотками замена круговых ОК на прямоугольные приводит к улучшению показателей массы и стоимости ЭМС.