3. Расчет трансформатора освещения

Расчет выполняется для четырех вариантов трансформатора освещения, соответствующих разным сочетаниям исходных данных: индукции В_m = var и числа витков первичной обмотки W₁=var.

Целью данного расчета является определение влияния варьируемых параметров на массо-габаритные показатели трансформатора и выбор варианта с оптимальным сочетанием:

• удельного показателя трансформатора, характеризуемого отношением массы трансформатора к его мощности;

• тока холостого хода.

Упрощенный вариант сердечника трансформатора представлен на рис. 3.1, а.

Рис. 3.1

Исходные данные:

U₁=380 В; U₂=220 В; Р₂=20 % номинальной мощности освещения (cosφ≈0,95); f=50 Гц; W₁₁=1000 витков; W₁₂=500 витков; индукция B_m1= 1,3 Тл, B_m2= 0,8 Тл; напряженность Н₁=200 А/м; Н₂ – находится из кривой намагничивания (рис. 3.1,б); плотность тока в обмотках j = 3 А/мм²; коэффициент заполнения окна ; сечение магнитопровода: S = b²; удельная плотность меди: ρ_меди = 8,9 г/см³; удельная плотность стали: ρ_ст =7,8 г/см³; соотношение сторон окна: .

Необходимо рассчитать:

1. Число витков вторичной обмотки: W₂;

2. Ток холостого хода в относительных единицах: ;

3. Габариты трансформатора;

4. Параметры обмоток: - сечения и длины проводов;

5. Массы трансформатора: G

6. Удельный показатель плотности: (кг/кВт).

Последовательность расчета

1. Определение сечения магнитопровода из соотношения

2. Определение числа витков вторичной обмотки:

• 

• 

3. Расчет значений номинальных токов первичной и вторичной обмоток:

где i=1,2; j=2,1.

Расчетные формулы соответствуют следующим допущениям:

• I₁W₁=I₂W₂;

• Р₁=Р₂.

4. Определение сечения проводов первичной и вторичной обмоток:

.

5. Определение площади окна:

6. Определение размеров окна:

7. Определение тока холостого хода:

8. Определение длин проводов обмоток:

• определение диаметра проводов:

• определение числа витков в слое (округлять до меньшего целого числа):

• определение числа слоев (округлять до большего целого числа):

• определение длин проводов обмоток; в данном расчете предлагается принять длину провода одного витка первого слоя, равной 4b, и предусмотреть запас провода по длине 10 % (к_зап.пр=1,1) получаем:

9. Определение массы проводов:

10. Определение массы магнитопровода:

11. Определение массы трансформатора:

12. Определение удельного показателя плотности:

.

Результаты расчеты оформляются в виде табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Параметры	Варианты расчета
	Bm =1,3 Тл, W1 = 1000	Bm = 1.3 Тл, W1 = 500;	Bm = 0,8, Тл, W1 = 1000;	Bm = 0,8, Тл, W1 = 500;
Мощность, кВт
Номинальный ток первичной обмотки, А
Номинальный ток вторичной обмотки, А
Число витков вторичной обмотки
Сечение магнитопровода
b
Сечение провода первичной обмотки
Сечение провода вторичной обмотки
h
c
Напряженность поля, А/м
lcр
Ток холостого хода, А
Ток холостого хода, о.е.
Длина провода первичной обмотки
Длина провода вторичной обмотки
Масса обмоток, кг
Масса магнитопровода, кг
Масса трансформатора, кг
Удельный показатель, кг/кВт