РГР - Расчет трансформатора / Копия 2

1 . Знаходимо розрахункову потужність трансформатора

ВА

де значення коефіцієнта корисної дії (ККД) вибирається з таблиці , в данному випадку він становить 0.9.

ВА

2.Вибираємо конструкцію магнітопроводу згідно з величиною розрахункової потужності, частоти та максимальної напруги.,

Для трансформаторів з максимальною напругою до 1000 В з частотами 50 і 400 Гц можна скористатися такими рекоменда­ціями. При потужнос гях до 30В А та розрахунковій умові на мінімум вартості рекомендуються пластинчаті броньові трансформатори; для трансформаторів з умовою мінімальної маси більш підходять, броньові стрічкові магнітопроводи. При потужностях від ЗО до 100 ВА рекомендуються також броньо­ві трансформатори при використанні як пластинчатих, так і стрічкових магнітопроводів. Для трансформаторів потужністю вище 100 В А більш підходчть стержньові трансформатори, по-скільки вони мають більшу охолоджуючу поверхню в порів­нянні з броньовими.

В данному випадку оскільки потужнысть 220ВА вибераемо стержньовий трансформатор.

2. Вибираємо матеріал осердя.

Вибір марки сталі та її товщини проводимо згідно з заданою частотою мережі та умовою розрахунку (мінімум вартості або маси) Вибераемо марку сталы Э310 Товщина 0.35мм

3. Згідно з розрахунковою потужністю Sр та вибраної конст­рукції магнітопроводу, його матеріалу та товщини з таблиць знаходимо значення максимальної індукції Вм ,щільності струму Jср, коефіцієнту заповнення вікна к_вік, та коефіцієнту заповнення магнітопроводу к_с.

Вм=1.7

Jср=2.7

к_вік=0.27

к_с=0.93

5. Розраховуємо добуток перерізу осердя на площу вікна

'

6. Знаючи вибираємо з таблиць типовой магнітопровід, виписуємо його розміри та робимо рисунок

Вибранний магніпртопровід-ПЛ20Х40-50

а=20mm,h=50mm,c=32mm,C=72.6mm,H=91mm,b=40mm,Q_c=8

7. Визначення струмів у обмотках.

Приблизне значення первинного струму

8. Визначення електрорушійних сил (ЕРС) обмоток

де для стержньових магнітопроводів;

у відсотках, вибирають з таблиці згідно з потужністю, частотою та конструкцією магнітопроводу.

9. Кількість витків обмоток

10. Визначення струму холостого ходу

10.1. Реактивна складова струму холостого ходу ' , А,

де Iс - середня довжина силової лінії, см

Нc- напруженість поля в сталі, А/см (дивись залежності В=f(H)

рис. 9-10);

.

Рис 9

n - кількість зазорів (n=2 );

W₁- значення еквівалентного повітряного зазору: для стрічкових розрізних

10.2. Активна складова струму холостого ходу

де Рс - втрати потужності в сталі, Вт;

G_с - вага сталі, кг;

- питомі втрати потужності в сталі, Вт/кг.

Визначаються по залежностям =f(Вт) для різних товщин сталі, частот та

марок сталі (рис. 11-12);

- питома вага сталі, =7,8-10^-3 кг/ см³.

10.3 Струм холостого ходу

Дані по осердю зведемо до таблиці:

а,mm	20	Qc,сm2	8
h,mm	50	Qc*Qвік,сm2*2	128
c,mm	32	Qвік,сm2	16
C,mm	76.2	Qc/Qвік	0.5
H,mm	91	Ic,cm	308
b,mm	40	Pуд,Вт/кг	7
Bm,mm	1.7	,кг/см3	0.0078
kc,mm	0.93	Ge,кг	1.3
H,A/cm	15	рс,Вт	9.1

11. Уточнене значення.

- приведені значення активних та реактивних складових струмів вторинних обмоток.

Струми вторинних обмоток: .

Коефіцієнт потужності первинної обмотки:

Відносне значення струму холостого ходу:

12. Визначення перерізу та діаметрів дротів.

Переріз дротів:

З табл. вибираємо стандартні перерізи та диаметри дротів проми­слових марок та виписуємо необхідні справочні дані:

d_пр- діаметр дроту по міді, мм;

q_пр - розрахунковий переріз, мм²;

g_пр - маса одного метра дроту, г/м;

р - омінний опір постійного струму, Ом/м;

d_пріз - діаметр дроту з ізоляцією, мм.

d_пр1=1.2, d_пр2=1, d_пр3=1.5;

q_пр1=1.13, q_пр2=0.78, q_пр3=1.76;

g_пр1=10.1, g_пр2=6.9, g_пр3=15.7;

р₁= 0.015, р₂= 0.021, р₃=0,009.

Щільність струмів що до вибраних перерізів дротів:

_A/мм²

-вибрані стандартні перерізи дротів

Перевіряємо заповнення вікна осердя дротом:

,

де h і с - розміри вікна осердя.

13. Укладення обмоток та перевірка їх розміщення у вікні вибраного осердя.

13.1 Амплітудне значення робочих напруг обмоток

В.

По кривій (рис. 13) знайти випробувані напруги обмоток. Згідно з таблицею визначити товщину ізоляції між шарами (δмс).

Беремо ізоляційний матеріал ЄИП-63Б два шари, з сумарною товшиною 2Х0.11 мм

13,2. Товшйна ізоляції між обмотками δ_об знаходиться відповідно від максимальної випробуваної напруги. Якщо U_вип <1000 В, рекомендується брати три шари паперу ЄИП-63Б або два шари паперу К12; при U_вип до 1600 В — чотири шари ЄИП-бЗБ або три шари К12; при U_вип до 2000 В - п'ять шарів ЄИП-бЗБ або чотири шари К12.

Товшйна ізоляції між обмотками становить п'ять шарів паперу ЄИП-бЗБ.

13.3. Покровна ізоляція котушки δ_П включає два шари бумаги К12 при робочих напругах до 500 В. Якщо робоча напруга більше 500 В, то δп збільшується на один шар паперу на кожні 250 В.

Покровна ізоляція котушки становить 8 шарів паперу К12.

13.4. Зазор між осердям та каркасом котушки

,

де h_k - висота котушки.

Товщина каркаса котушки ∑_k = 2 - 5 мм.

Щоб витки верхніх котушок не западали на нижні шари, ізоляційні проміжки вибирають за умовою h_iз3> h_iз2> h_iз1, h_iз=2-ІО мм.

(рис. 15)

Висота котушки без ізоляційної проміжки:

(рис. 15)

Максимальна ширина для двохкотушечних трансформаторів

(рис.20)

.

δ_k-cумарна товщиа котушок (рис. 19)

k_b- коефіцієнт вилучення (рис. 14)

Кількість витків в одному шарі кожної обмотки:

K_y- коефіцієнт укладення (рис. 16)

Кількість шарів кожної обмотки:

Для двохкотушечних трансформаторів:

Товщини котушок (рис. 1 7)

14. Середня довжина витків обмоток (рис.20)

Опір постійного струму:

_Om,

де p₁ — омічний опір одного метра дроту вибраного перерізу, Ом/м

Маса обмоток:

_Гр

Де g_i - маса одного метра мідного дроту вибраного перерізу, г/м.

Маса міді:

Гр

Електричні втрати потужності в міді:

Вт.

Дані по обмотках зведемо до таблиці:

Параметр	Номер обмотки
	1	2	3
S, Вт	232	200	20
U, B	127	100	4.5
Ia, A	2.3	2.2	5.2
Ip, A	2.1	0	1.02
I, A	3.1	2.2	5.3
qпр, мм2	1.28	0.88	2.9
Jср, А/мм2	2.7	2.7	2.7
dпр, мм	1.2	1	1.5
q`пр, мм2	1.13	0.78	2.9
gпр, г/м	10.1	6.9	15.7
p, Ом/м	0.015	0.021	0.009
dпріз, мм	1.42	1.22	1.76
j, А/мм	2.6	2.7	2.9
Тип дроту	ПЄВ-1	ПЄВ-1	ПЄВ-1
W	417	447	16
W1w	34	38	32
m	7	6	1
δмс, мм	0.22	0.22	0.22
δк, мм	5.3	4.4	6.5
l, м	165	178	199
G, г	695	555	49
R, Ом	1.03	1.6	0.3
P, Вт	9.8	7.7	8.4

15. Перевірка трансформатора на нагрів. Перегрів від заданої температури t_ос до встановленої t_H дорівнює:

П_м - поверхня охолодження осердя;

Пч - поверхня охолодження котушок; - 9,35-10²*² Вт/см² С - коефіцієнт теплопередачі.

Температура трансформатора в нагрітому стані має бути в межах 95°С<Гн<120 °С.

16, Коефіцієнт корисної дії:

Электричьна схема трансформатора.

_{Данні трансформатора зведемо до таблиці:}

Gc ,кг	1.3	Pm/Pc ,	2.5
Gc/(S2+S3),кг/ВА	0.0059	η ,	0.8
Gm ,кг	1.29	tH ,С	108
Gm/(S2+S3),кг/ВА	0.0058	i0 ,%	22.5
Gc/ Gm ,	1.007	ΔU , %	5
Pc ,Вт	10.53	(P2+P3)/(Gc+Gm) Вт/кг	36.43
Pm ,Вт	25.9		2.59

17. Вибір дротів для виводів обмоток.

Для обмоток з діаметром дроту менше 0,2 - 0.35 мм виводи роблять монтажним дротом з поперечним перерізом 0,05 - 0,2 мм². При більш товстих дротах обмоток виводи виконують самим прово­дом. Якщо діаметр проводу 0,9 — 1 мм, виводи роблять петлею. При діаметрах дротів біля-2 мм виводи роблять монтажним дротом.

Котушці 2 виводні кінці виведемо петлею,а у котушках 1 та 3 виводи робимо монтажним дротом,марка дроту

18. Побудови векторної діаграми.

1 .Відкладіть вектор магнітного потоку на вісі абсцис.

2. Під кутом-90 відкладіть електрорушійні сили Е₂ іЕ₃

(рис 23).

3. З кінців вектора Е2 і ЕЗ відкладіть трикутники напруг δU₁ δU₃

4. Скориставшись рівняннями напруги трансформатора на вторинній стороні, побудуйте вектори напруг

_i

_та

5. Під кутомі відносно векторів відповідних напруг відкладіть вектори струмів і , які дорівнюють:

6.Побуду-йте вектор струму:

7. Згідно з рівнянням рівноваги напруги первинної обмотки побудуйте вектор напруги U₁

8. З трикутників напруг знайдіть індуктивності обмоток W₁,W₂,W₃

[В]