33. Расчет потерь в магнитопроводе трансформатора питания.

Потери в стали вызываются вихревыми токами и гистерезисом. Эти потери зависят от материала магнитопровода, толщины пластин, магнитной индукции и массы магнитопровода. Величина P_c определяется с использованием удельных потерь [Вт/кг], при соответствующей магнитной индукции . Тогда потери в магнитопроводе P_c=P₀G_c , где G_c – масса магнитопровода, [кг]. Величина P_{0 –} удельные потери в магнитопроводе, соответствуют выбранному значению магнитной индукции B_m. В соответствии с этим необходимо произвести перерасчет удельных потерь P₀= · )² . Оценим массу магнитопровода G_c. Определим в начале его объем. Измеряется в см³. V_c=l_c·S_c , где l_c-длина средней магнитной петли магнитопровода [см]. l_c=2(b+h+ ) – для случая, когда сечение магнитопровода одинаковое, если нет, то выполняют дополнительные вычисления. Считая, для электротехнических сталей ρ_с=7,6 г/см³; тогда G_c=7,6 V_c·10^-3[кг]

34. Расчет потерь в обмотках магнитопровода и кпд трансформатора питания.

Для расчета кпд трансформатора необходимо определить потери в магнитопроводе (стали) и потери в обмотках трансформатора ( меди).

Для расчета потерь в обмотках трансформатора следует воспользоваться следующей формулой

где

R₁, R₂ – сопротивление первичной и вторичной обмоток.

Выражая токи через плотность тока I₁, I₂→j [A/мм²], а сопротивление R₁, R₂ через массу обмоток R₁, R₂→G_M (кг). В результате получим, что потери в меди

(1)

Масса отдельно взятых обмоток трансформатора

[кг] (2)

d – диаметр провода (мм)

- длина обмоточного провода, (м)

N – число витков в обмотке

l_ср – средняя длина витка обмотки

, где r_i – радиус закругления

Формулы (1) и (2) получены для медного провода г/см³, температура перегрева ∆Т≈70⁰

Р₂ – мощность вторичной обмотки

Р_с - потери в магнитопроводе ( стали)

Р_М – потери в обмотках трансформатора ( в меди)

35.Расчёт размещения провода в трансформаторе

Выполним рисунок части трансформатора при размещение обмоток на каркасе.

1 ,2-первичная и вторичная обмотки трансформатора

3-каркас

4-магнитопровод

l-длина намотки, равна внутренней длине каркаса

- число витков слоя с учётом неплотности намотки

- коэффициент неплотности

- диаметр проводов в изоляции, который определяется как сумма диаметра провода без изоляции и толщины двухсторонней изоляции провода

Число слоёв обмотки определяется суммарная толщина одной обмотки

- толщина межслоевой изоляции

Межслоевая изоляция в зависимости от диаметра провода выполняется из конденсаторной бумаги, намоточной бумаги и кабельной бумаги. Внешняя и межобмоточная изоляция выполнены из нескольких слоёв кабельной бумаги.

36.Расчёт температуры перегрева трансформатора питания.

Т емпература перегрева Т определяет тепловой режим трансформатора, от которого зависят его эксплуатацион­ные характеристики, надежность, срок службы, а также размеры, масса и стоимость. Чем меньше допустимый пе­регрев, тем долговечнее и надежнее трансформатор, но тем больше его размеры и масса, выше стоимость.

Поэтому температура перегрева должна быть выбрана в соответ­ствии с классом нагревостойкости материалов по ГОСТ 8865-70 и температурой окружающей среды. Допустимые температуры перегрева для трансформаторов с обычной изоляцией (класс У или А), устанавливают в пределах 45 — 70° С, а при использовании теплостойкой изоляции (класса Е или В) — 100° С и выше.

Т емпература перегрева зависит от мощности потерь, размеров трансформатора и состояния наружных поверх­ностей. Определить температуру перегрева можно по фор­муле

T =P_м(1+v)/α_kS_охл.к(1+β√v)

Где v=P_c/P_m;β=S_охл.с/S_охл.к — отношение наружных охлаждаемых частей поверхности сердечника S_охл.с и ка­тушки S_охл.к; αк — коэффициент теплоотдачи, Вт/(см2-°С). Величины S_охл.с и S_охл.к определяются по геометрическим размерам сердечника и катушки; величина v может лежать в пределах 0,3 — 0,95, причем большие значения соответ­ствуют сердечникам меньших размеров и сердечникам бро­невого типа. Коэффициент теплоотдачи αк зависит от состоя­ния наружных поверхностей; его значение лежит обычно в пределах от 0,9 • 10^-3 до 2*10^-3 Вт/(см2- °С); большие зна­чения αк соответствуют меньшим размерам сердечника.

Для понижения температуры перегрева применяется пропитка трансформаторов теплопроводящими компаун­дами, покрытие их непрозрачными эмалями с повышенным лучеиспусканием, заделка торцов обмоток теплопроводя­щими пастами. Теплотводу от внутренних слоев цилин­дрических обмоток способствует размещение между слоями пластинок из медной фольги, концы которых выво­дятся наружу. В галетных обмотках между галетами поме­щают ребра охлаждения (радиаторы), также выступаю­щие наружу. Способствует охлаждению и использование шасси для отвода тепла от сердечника. Например, распо­лагая трансформатор с шихтованным сердечником на шасси «лежа», можно понизить его температуру на 5—7 °С. Значи­тельное охлаждение дают обдув трансформатора воздухом и испарение специальных жидкостей.