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 масса-габаритные показатели трансформатора и выбор варианта с оптимальным сочетанием:

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

• тока холостого хода.

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; 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: .

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 расчетов приведены в таблице 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	18,02	18,02	18,02	18,02
Номинальный ток первичной обмотки, А	28,82	28,82	28,82	28,82
Номинальный ток втр.обм.	9,95	9,95	9,95	9,95
Число витков втр.обм.	578,95	289,47	578,95	289,47
Сечение магнитопровода	0,0013	0,00263	0,00214	0,004279
b	0,0363	0,051	0,0463	0,06541
Сечение провода первичной обмотки, м2	9,6	9,6	9,6	9,6
Сечение провода втр.обм., м2	3,32	3,32	3,32	3,32
h, м	268,42	189,8	268,42	189,8
c, м	107,37	75,92	107,37	75,92
Напряженность поля, А/м	200	200	200	200
lcр, м	0,89	0,73	0,936	0,79
Ток холостого хода, А	0,18	0,295	0,187	0,317
Ток холостого хода, о.е.	0,0062	0,010225	0,0065	0,011008
Длина провода первичной обмотки, м	276,3	159,3	322,98	192,82
Длина провода втр.обм. , м	115,53	88,09	144,05	110,91
Масса обмоток, кг	27,03	16,2	31,87	19,76
Масса магнитопровода, кг	9,21	15,13	15,63	26,47
Масса трансформатора, кг	36,25	31,35	47,5	46,23
Удельный показатель,кг/кВт	2,01	1,74	2,63	2,56