Добавил:

Adamant Студент, если у тебя есть завалявшиеся работы, то не стесняйся, загрузи их на СтудентФайлс! Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Петербургский государственный университет путей сообщения им. императора Александра I

Предмет:

Электрические машины

Файл:

Методы / Проектирование маломощных трансформаторов

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

20.12.2020

Размер:

920.35 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 54 5 > Следующая >>>


l 2(h c)		a	2(50 32)				3,14 32	214 мм 21,4 см.
l 2(h c)			2(50 32)					214 мм 21,4 см.
С	2					2
	2					2
Масса сердечника ленточного магнитопровода.
	G			C	K	l Q 10 3 7,8 0,93 21,4 20,5 10 3			3,19 кг.
	C			C		C C C

5.11 Проверка отношения массы стали к массе меди

По полученным значениям GC и Gм необходимо определить вели-

чину GC Gм . Она должна находиться в пределах, которые рекомендова-

ны в начале расчета.

GC 3,19 2,57 . Gм 1,24

Полученное значение отношения массы стали к массе меди незначительно отличается от принятого предварительно 2,5 и находится в пределах (2 3) , рекомендуемого для расчета ТММ по критерию минимума массы.

5.12 Определение потерь в стали магнитопровода

При пластинчатых магнитопроводах и частоте 50 Гц определяются - потери в стержне

РC.C K1 p1.050BC2GC.C Вт;

- потери в ярме

РC.Я K1 p1.050BЯ2 GC.Я Вт,

где К1 1,1 1,3 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь в магнитопроводе вследствие штамповки и наличия стяжных шпилек или болтов для его сборки;

р1,0 1,2 Вт/кг - удельные потери в стали марки 1512 с толщиной

листа 0,35 при индукции 1,0 Тл и частоте 50 Гц;

ВС и ВЯ - окончательные значения магнитной индукции в стержне и ярме, Тл.

Эти величины определяются по формулам

ВС	е 104		Тл;		а		Тл.
ВС	4,44 fQ K		Тл;	ВЯ ВС 2a			Тл.
	В
	C	C				Я

Полные потери в стали магнитопровода

РС РС.С РС.Я Вт.

При ленточных разрезных магнитопроводах из холоднокатаной стали арок 3412 с толщиной ленты 0,35 мм полные потери в стали определяются как

	р		В	2		f 50 Гц;
Р			С		G Вт при

С	1,5	50	1,5		C

где p1.550 2,8 Вт/кг - удельные потери для магнитопроводов транс-

форматоров, предназначенных для общего применения. Повышенное значение удельных потерь связано с наличием стыков, величина которых зависит от технологии изготовления;

ВС определяется, как и в предыдущем случае при пластинчатом магнитопроводе.

ВС

е 104

0,63 104

1,5 Тл.

4,44 fQC KC

4,44 50 20,5 0,93

Потери в стали

1,5

2,8

3,19 8,93 Вт.

1,550

1,5

5.13 Проверка отношения потерь в меди к потерям в стали

Для трансформаторов при частоте 50 Гц это отношение обычно составляет Рм РС 1,25 2,5 .

Рм РС 13,38,93 1,5 .

Полученный результат находится в рекомендуемых пределах

(1,25 2,5).

5.14 Определение тока холостого хода

Ток холостого хода определяется по формуле

I0 I02a I02p А.

Активная составляющая тока холостого хода I0a зависит от вели-

чины потерь в стали сердечника и потерь в меди первичной обмотки при прохождении по ней тока холостого хода. Последние очень малы по сравнению с потерями в стали, ими обычно пренебрегают и считают, что

I0a РС А. U1

Намагничивающий ток I0 p при пластинчатых магнитопроводах
броневого типа находится на основании закона полного тока:
					e	1		Н	l Н	l	1,6В	104		А,
	I				в						С Э
	I	0
		0			E1		2Kиск		С C	Я Я	2
					E1		2Kиск				2
где Киск коэффициент, учитывающий наличие в намагничивающем
токе высших гармоник, определяется по табл.5.9 в зависимости от величи-
ны магнитной индукции в магнитопроводе. Если ВС и ВЯ не равны по ве-
личине, то можно принять для Киск								среднее значение.
															Таблица 5.9
Значение коэффициента высших гармоник в намагничивающем
								токе

Индукция
(амплитудное	1,0			1,1		1,2		1,3		1,4	1,5		1,6		1,7	1,8
значение),Тл

1512	1,24		1,31			1,38		1,46		1,51	1,56			-	-	-

3412	1,14		1,19			1,26		1,33		1,38	1,41		1,44		1,53	1,61

	HC		и H Я - напряженности (амплитудное значение) магнитного поля
(А/см) в стержне и ярме, определяются по табл.5.10 в соответствии с вели-
чинами ВС			и ВЯ		для выбранной марки стали;
	l	h длина магнитной силовой линии в стержне, см;
	C
	l	h 2c a a					Я	- длина средней магнитной силовой линии в ярме
	Я						Я
трансформатора, см;
	э	0,004 см - величина эквивалентного воздушного зазора.
															Таблица 5.10
				Значения напряженности магнитного поля в стали.

Марка		Напряженность магнитного поля в стали, А/см, при магнитной индук-
Марка											ции, Тл
											ции, Тл
стали
стали	0,8			0,9		1,0	1,1		1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55	1,6	1,65
	0,8			0,9		1,0	1,1		1,2	1,25	1,3	1,35	1,4	1,45	1,5	1,55	1,6	1,65

1512	1,7			2,1		2,8	3,7		5,5	7,5	10,2	16	21,5	25,5	32,0	50	80	100

3412	0,4			0,5		0,7	1,0		1,5	2,0	2,4	2,9	3,5	4,3	5,4	6,7	8,0	10

																	33

При ленточных магнитопроводах броневого типа намагничивающий ток определяется по формуле

I0	e	Н		l	1,6В 104	А,
	в			C C	С

			2Kиск
	E1		2Kиск		2

где HC - напряженность (амплитудное значение) магнитного поля

(А/см) в магнитопроводе, определяемая в соответствии с величиной индукции ВС и марки стали по табл. 5.10.

lC средняя длина магнитной силовой линии в сердечнике, см;

0,0015 см - односторонний зазор в месте стыка для разъемного магнитопровода.

В примере расчета при ленточном магнитопроводе активная составляющая тока холостого хода:

I0a

8.93

0,04 А,

220

Намагничивающая составляющая

1,6В 104

0,63

5,4 21,4

1,6 1,5 0,0015 104

0,25

А,

C C

1,41

2Kиск

213

где

значение

напряженности

магнитного поля HC

получено

из

табл.5.10 в соответствии с принятой маркой стали и величиной индукции

ВС .

Ток холостого хода

I0 I02a I02 0,042 0,252 0,253 А.

Далее определяют значение тока холостого хода в процентах по отношению к номинальному току первичной обмотки:

I0% I0 100 ,

которое должно находиться в пределах 30 50 % при частоте 50 Гц . Если ток холостого хода I0 значительно отличается от указанных пределов, то

следует изменить индукцию в магнитопроводе; при повышенном его значении - уменьшить ее, а при заниженном - увеличить.

I0% I0 100 0,253 100 17 % I1 1,51

В относительных единицах расчетный ток холостого хода равен 0,17 от I1 , что незначительно отличается от предварительно принятого зна-

чения тока I0 0,2I1 и находится в допустимых пределах для ленточных сердечников магнитопровода I0 (0,1 0,3)I1 .

5.15 Определение активных сопротивлений обмоток

Активные сопротивления обмоток определяются при условной температуре 75 0С:

- первичная: r1 Pì1 Ом;

I12

- вторичные: r	Pì2	Ом;
- вторичные: r	I 2	Ом;
2	I 2
	2

r	Pì3	Ом.
r	I 2	Ом.
3	I 2
	3

Определение активных сопротивлений короткого замыкания пар обмоток трехобмоточного трансформатора производится с приведением их к первичной обмотке:

									r r r r						W		2
							r									1		Ом;
							r											Ом;
							ê(1-2)				1	2	1	2
															W2
										r r					W		2
							r						r r			1		Ом.
							r						r r					Ом.
							ê(1-3)				1	3	1	3
															W3
Активные сопротивления обмоток:
- первичная: r				Pì1				7,9		3,46			Ом;
- первичная: r								2		3,46			Ом;
			1		I	2		2
					I		1,51
					1
- вторичные: r					Pì2			3,7			11,8 Ом;
- вторичные: r					I 2			0,562			11,8 Ом;
			2		I 2			0,562
						2
			r		Pì3			1,7			0,89		Ом.
			r		I 2			1,392			0,89		Ом.
			3		I 2			1,392
						3
Активные сопротивления пар обмоток
	r r				W1		2						336	2
r		r r						3,46 11,8								6,42 Ом;
r		r r						3,46 11,8								6,42 Ом;
ê(1-2)	1 2	1	2
					W2								665
			r r								W1	2						336 2
	r						r r						3,46 0,89						31,4	Ом,
	r						r r						3,46 0,89						31,4	Ом,
	ê(1-3)		1			3		1	3
											W3							60

где r2 и r3 - сопротивления вторичных обмоток приведенные к числу витков первичной обмотки.

5.16 Активные падения напряжения в обмотках

- первичная обмотка: èà1 I1r1 100 %;

I2r2 W1

- вторичные обмотки: èà 2 W2 100 %;

I3r3 W1

èà3 UW3 100 %.

В примере расчета:


	èà1			I1r1			100			1,51 3,46	100 2,37 %;
	èà1						100				100 2,37 %;
				U1				220
		I2r2		W1
		I2r2	W						0,56 11,8 336			100	1,51	%;
èà 2			2			100
èà 2						100				220 665
		U1								220 665
		I3r3	W1
		I3r3	W					1,39 0,89 336				100	3,15	%.
èà3			3		100
èà3					100					220 60
		U1								220 60

5.17 Изменение напряжения трансформатора при нагрузке

Для окончательного уточнения числа витков вторичных обмоток необходимо определить изменение напряжения на их зажимах при номинальной нагрузке. Для ТММ в общем случае оно определяется по формуле

U(1 2) ua1 cos 1 ua2 cos 2 up1(1 2) sin 1 up2 sin 2 %;U(1 3) ua1 cos 1 ua3 cos 3 up1(1 3) sin 1 up3 sin 3 %.

Действующее значение напряжений на зажимах вторичных обмоток трансформатора при номинальной нагрузке

U1 2

В;

100

U1 3

В.

100

В ТММ при частоте 50 Гц индуктивные падения напряжения Uð весьма малы (менее 1%) и в примере расчета они не учитываются.

Изменение напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке.

U(1 2) ua1 cos 1 ua2 cos 2 2,37 0,81 1,51 0,9 3,28 %;U(1 3) ua1 cos 1 ua3 cos 3 2,37 0,81 3,15 0,8 4,44 %.

Действующее значение напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке

U		U			W2	1		U1 2	220	665		1	3,28	420 В;
	2		1
					W1
							100			336			100
U		U		W3		1	U1 3		220	60	1		4,44	37,5 В.
	3
		1		W1
							100			336			100

Отклонение напряжения U2 420 В от заданного значения 400 В составляет 5% и находится в допустимых пределах.

Отклонение напряжения U3 37,5 в от заданного значения 36 в составляет 4,2% и находится в допустимых пределах.

5.18 Коэффициент полезного действия

КПД трансформатора при любой нагрузке с учетом изменения потерь в стали и меди определяется по формуле

			P					,
		U	U 2		2	2	2

	P PC 1					(Pì - I0 p r1) I0 r1
		200
			200
где P суммарная активная мощность вторичных обмоток, Вт;
коэффициент, характеризующий				отношение			данной нагрузки

трансформатора к номинальной (считается, что обе вторичные обмотки работают с одинаковым коэффициентом нагрузки);

U среднее значение величины изменения напряжения при номинальной нагрузке, %:

U U1 2 U1 3 .

При номинальной нагрузке вторичных обмоток ( 1) КПД трансформатора определяется по формуле

100

S 2 cos 2

S 3

cos 3

100%;

P P

cos

Если полученная величина КПД при 1,0 значительно отличается от предварительно принятой в начале расчета (более чем на 5-7%), то следует произвести уточнение расчета – найти величину тока I1 в начале расчета при полученном значении КПД и соответственно скорректировать все величины в последующих этапах расчета.

Активная полезная мощность ТММ

P S2 cos2 S3 cos3 225 0,9 50 0,8 242,5 Вт.

Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке вторичных обмоток

P		100	242,5 100	91,6% .

P P	P		242,5 8,93 13,3
C	ì

Расчетное значение КПД в рассмотренном примере 91,6% отличается менее чем на 5% от предварительного его значения 90% .

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ

1.Давидчук Г.А., Лебедев А.М. Электрические машины и трансформа-

торы ч.1, ПГУПС, 2008.-100с.

2.Кацман М.М. Электрические машины М.: Высш. шк., 2004

3.Болдырев Г. Л., Мельников В.И., Попов Г.А. Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта, ч.3 Л.,ЛИИЖТ, 1988

4.Ермолин Н.П. Расчет трансформаторов малой мощности, М.: Энергия,

1969.

5.Черномашенцев В.Г., Пацкевич В.А., Типикин С.В. Расчет маломощного трансформатора. Г., БелЛИИЖТ, 1990

Приложение

Таблица 1

Номинальные данные обмоточных проводов круглого сечения

Диаметр	Расчетное		Максимальный наружный диаметр, мм
проволоки			Максимальный наружный диаметр, мм

	сечение, мм2
по меди, мм	сечение, мм2	ПЭЛ		ПЭВ-1	ПЭВ-2
по меди, мм


1	2	3		4	5
0,03	0,00070	0,045		0,045	-
0,04	0,00126	0,055		0,055	-
0,05	0,00196	0,065		0,070	0,08
0,06	0,00283	0,075		0,085	0,09
0,07	0,00385	0,085		0,095	0,10
0,08	0,00503	0,095		0,105	0,11
0,09	0,00636	0,105		0,115	0,12
0,10	0,00785	0,12		0,125	0,13
0,11	0,00950	0,13		0,135	0,14
0,12	0,01131	0,14		0,145	0,15

0,13	0,01327	0,15		0,155	0,16
0,14	0,01539	0,16		0,165	0,17
0,15	0,01767	0,17		0,18	0,19
0,16	0,02011	0,18		0,19	0,20

0,17	0,02270	0,19		0,20	0,21
0,18	0,02545	0,20		0,21	0,22
0,19	0,02835	0,21		0,22	0,23
0,20	0,03142	0,225		0,23	0,24

0,21	0,03464	0,235		0,24	0,25
0,23	0,04155	0,255		0,27	0,28
0,25	0,04909	0,275		0,29	0,30
0,27	0,05726	0,31		0,31	0,32

0,29	0,06605	0,33		0,33	0,34
0,31	0,07548	0,35		0,35	0,36
0,33	0,08553	0,37		0,37	0,38
0,35	0,09621	0,39		0,39	0,41

0,38	0,1134	0,42		0,42	0,44
0,41	0,1320	0,45		0,45	0,47
0,44	0,1521	0,49		0,48	0,50
0,47	0,1735	0,52		0,51	0,53

0,49	0,1886	0,54		0,53	0,55
0,51	0,2043	0,56		0,56	0,58
0,53	0,2206	0,58		0,58	0,60
0,55	0,2376	0,60		0,60	0,62

0,57	0,2552	0,62		0,62	0,64
0,59	0,2734	0,64		0,64	0,66
0,62	0,3019	0,67		0,67	0,69
0,64	0,3217	0,69		0,69	0,72

0,67	0,3526	0,72		0,72	0,75

0,69	0,3739	0,74		0,74	0,77
0,72	0,4072	0,78		0,77	0,80
0,74	0,4301	0,80		0,80	0,83

0,77	0,4657	0,83		0,83	0,86

0,80	0,5027	0,86		0,86	0,89
0,83	0,5411	0,89		0,89	0,92

<<< < Предыдущая 1 2 34 / 54 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Методы

#
15.10.20201.36 Mб40МУ к выполнению лабораторных работ.pdf
#
20.12.2020920.35 Кб23Проектирование маломощных трансформаторов.pdf