Розрахунок трансформатора малої потужності
МЕТА РОБОТИ: дослідження методики та формування навиків розрахунку
однофазових трансформаторів
2. ПРИЛАДИ ТА УСТАТКУВАННЯ: ПК IBM 486 або PENTIUM
3. Загальні теоретичні відомості
Силові трансформатори випрямлювачів малої потужності , що викорис-
товуються для живлення електронної апаратури , являють собою електромаг-
нітні пристрої , що складаються з феромагнітного осердя (магнітопроводу)
та обмоток.
Осердя трансформаторів виготовляють з високолегованих електротех-
нічних сталей . За частоти мережі 50 Гц для осердь використовують сталі
марок Е41, Е42 , Е43 , Е310 , Е320 , Е330 , Е3100 , Е3200 за товщині ста-
левих листів або стрічок 0,5 та 0,35 мм . На підвищених частотах ( 400 Гц
та вище ) використовують сталі марок Е44 , Е45 , Е46 , Е47 , Е48 , Е340 ,
Е370 з товщиною пластин або стрічок 0,2 ; 0,15 ; 0,1 ; 0,08 ; 0,05 мм .
Магнітні властивості деяких марок електротехнічної сталі та величини їх
питомих втрат наведені в табл. 1 та 2.
а б в г д
Мал.1. Конструкція трансформаторів:
а - пластинчатий стержньовий;
б - пластинчатий броньовий;
в – стрічковий стержневий;
г – стрічковий броньовий;
д – тороїдальний.
За конструктивним виконанням осердя трансформаторів підрозділяють ся на три загальних типа: стержньові, броньові та тороїдальні. Відповідно, у залежності від конструкції осердя, і трансформатори підрозділяються на три вказаних вище типа . Конструктивні властивості малопотужних силових трансформаторів ілюструє мал. 1. Магнітопроводи стержньових та броньових трансформаторів виконуються відповідно з П-подібних та Ш-подібних пластин трансформаторної сталі ( мал.1 а,б), а також з стрічкових осердь підковоподібної форми.
Загальні властивості деяких марок сталі за частоти 50 Гц
Таблиця 1.
¦ ¦ Магнітна індукція ¦ Питомі втрати (не
¦ ¦ (не меньше), Тл, за ¦ більше), Вт/кг,
Марка ¦ Товщина ¦ напруги магнітного ¦ за магнітної
сталі ¦ сталі, ¦ поля, А/см ¦ індукції, Тл
¦ ¦
¦ мм ¦ 10 ¦ 25 ¦ 50 ¦ 1,0 ¦ 1,5
Э41 ¦ 0,50 ¦ 1,30 ¦ 1,46 ¦ 1,57 ¦ 1,55 ¦ 3,50
Э41 ¦ 0,35 ¦ 1,30 ¦ 1,46 ¦ 1,57 ¦ 1,35 ¦ 3,00
Э42 ¦ 0,50 ¦ 1,29 ¦ 1,45 ¦ 1,56 ¦ 1,40 ¦ 3,10
Э42 ¦ 0,35 ¦ 1,29 ¦ 1,45 ¦ 1,56 ¦ 1,20 ¦ 2,80
Э43 ¦ 0,50 ¦ 1,29 ¦ 1,44 ¦ 1,55 ¦ 1,25 ¦ 2,90
Э43 ¦ 0,35 ¦ 1,29 ¦ 1,44 ¦ 1,55 ¦ 1,05 ¦ 2,50
Э43A ¦ 0,50 ¦ 1,29 ¦ 1,44 ¦ 1,55 ¦ 1,15 ¦ 2,70
Э43A ¦ 0,35 ¦ 1,29 ¦ 1,44 ¦ 1,55 ¦ 0,90 ¦ 2,20
Э310 ¦ 0,50 ¦ 1,60 ¦ 1,75 ¦ 1,83 ¦ 1,25 ¦ 2,45
Э310 ¦ 0,35 ¦ 1,60 ¦ 1,75 ¦ 1,83 ¦ 0,80 ¦ 1,75
Э320 ¦ 0,50 ¦ 1,65 ¦ 1,80 ¦ 1,87 ¦ 0,95 ¦ 2,10
Э320 ¦ 0,35 ¦ 1,65 ¦ 1,80 ¦ 1,87 ¦ 0,70 ¦ 1,50
Э330 ¦ 0,50 ¦ 1,70 ¦ 1,85 ¦ 1,90 ¦ 0,80 ¦ 1,75
Э330 ¦ 0,35 ¦ 1,70 ¦ 1,85 ¦ 1,90 ¦ 0,60 ¦ 1,30
Э330A ¦ 0,50 ¦ 1,70 ¦ 1,85 ¦ 1,90 ¦ 0,50 ¦ 1,10
Э3100 ¦ 0,50 ¦ -- ¦ 1,50 ¦ 1,60 ¦ 1,70 ¦ 3,70
Э3200 ¦ 0,50 ¦ -- ¦ 1,48 ¦ 1,58 ¦ 1,50 ¦ 3,40
Загальні властивості деяких марок сталі за частоти 400 Гц
Таблиця 2.
¦ ¦ Магнітна індукція ¦ Питомі втрати (не
¦ ¦ (не менше), Тл, за ¦ більше), Вт/кг,
Марка ¦ Товщина ¦ напруги магнітного ¦ за магнітної
сталі ¦ сталі, ¦ поля, А/см ¦ індукції, Тл
¦ ¦
¦ мм ¦ 5 ¦ 10 ¦ 25 ¦ 0,75 ¦ 1,0
Э44 ¦ 0,20 ¦ 1,21 ¦ 1,29 ¦ 1,42 ¦ 7,20 ¦ 12,5
Э44 ¦ 0,10 ¦ 1,19 ¦ 1,28 ¦ 1,40 ¦ 6,00 ¦ 10,5
Э340 ¦ 0,20 ¦ 1,50 ¦ 1,60 ¦ 1,70 ¦ 7,00 ¦ 12,0
Основні переваги стержньового трансформатора :
- велика площа охолодження обмотки;
- мала індуктивність розсіювання;
- малі витрати обмоткового проводу;
- мала чутливість до зовнішніх магнітних полів ( тому , що знаки ЕРС
перешкод , що наводяться в обох котушках , протилежні і взаємно знищують-
ся ) .
Стержньові осердя застосовуються для трансформаторів різноманітної
потужності.
Броньові осердя розраховані на малі потужності . Їх переваги :
- наявність лише однієї котушки з обмотками ( замість двох у осердя
стержньового типу ) ;
- більш високий коефіцієнт заповнення вікна осердя обмотковим прово-
дом ;
- захист обмотки ярмом осердя від механічних пошкоджень .
Тороїдальні осердя використовують для трансформаторів малої потуж-
ності , що працюють на підвищених частотах - від 400 і вище . Перевагами
таких трансформаторів є :
- відносно малий магнітний опір ;
- майже повна відсутність зовнішнього потоку розсіювання ;
- нечутливість до зовнішніх магнітних полів .
Обмотки та інші струмоведучі частини трансформаторів ізолюють за
допомогою спеціальних електроізоляційних матеріалів . Загальні відомості
про деякі з них наведено у табл.3.