ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Специальность 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов»

Специализация «Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте»,

Курсовая работа

по дисциплине

«Электрические машины»

на тему: «Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта»

Форма обучения – очная

Вариант: 81

Выполнил студент Факультет: АИТ Специальность: АР-709 Номер зачетной книжки: 01-709-02	__________________ подпись, дата	Баранов Д.А.
Руководитель	__________________ подпись, дата	Давидчук Г.А.

Санкт-Петербург

2018

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Факультет «Автоматизация и интеллектуальные технологии»

Кафедра «Теоретические основы электротехники»

Специальность 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов»

Специализация «Радиотехнические системы на железнодорожном транспорте»,

Задание на выполнение курсовой работы

по дисциплине

«Электрические машины»

Баранов Дмитрий Антонович

Тема: «Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта»

Исходные данные для выполнения проекта:

Однофазный трехобмоточный трансформатор малой мощности содержит следующие элементы данных:

1. Номинальное напряжение первичной обмотки: U₁=220В.

2. Частота питающего напряжения: f₁=50Гц.

3. Магнитопровод трансформатора броневого типа.

4. Класс изоляции А (Нагревостойкость 105°С)

5. Температура воздуха t_в=40°С.

6. Тип трансформатора – ТА

7. Номинальные мощности вторичных обмоток: S₂=75 ВА; S₃=25 ВА.

8. Напряжение вторичных обмоток при нагрузке: U₂=180 В; U₃=95 B.

9. Коэффициент мощности нагрузок: cosφ₂=0,8; cosφ₃=0,9.

10. Критерий оптимизации: минимум стоимости.

Содержание пояснительной записки:

Рассчитать однофазный трансформатор малой мощности,

• Выбрать сталь сердечника и определить токи в обмотках трансформатора;

• Рассчитать предварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопровода;

• Рассчитать геометрические размеры обмотки. Найти площадь окна магнитопровода;

• Проверить отношение массы стали к массе меди;

• Рассчитать коэффициент полезного действия;

• Подготовить требуемые отчеты.

Определить:

• Число витков обмоток трансформатора;

• Размер магнитопровода;

• Укладку обмоток на стержне магнитопровода;

• Среднюю длину витков обмоток;

• Массу меди обмоток;

• Потери в стали магнитопровода;

• Ток холостого хода;

• Активные сопротивления обмоток;

• Изменение напряжения трансформатора при нагрузке;

По результатам выполнения задания оформить пояснительную записку к Курсовой работе.

Перечень графического материала:

Результаты работы (данные о трансформаторе, вид трансформатора) должны быть представлены в таблицах и рисунках в пояснительной записке (см. методические указания).

Дата выдачи задания: 11 сентября 2018 года

Руководитель: ______________________ Давидчук Г.А.

Задание принял к исполнению: _______________________ Баранов Д.А.

Оценочный лист на курсовую работу

по дисциплине Б1.Б.30 «Электрические машины»

Тема курсовой работы «Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта»

Студента______________________________________ группы____________

№ п/п	Материалы необходимые для оценки знаний, умений и навыков	Показатель оценивания	Критерии оценивания	Шкала оценивания	Начислено баллов
1	Пояснительная записка	Соответствие исходных данных варианту задания	Соответствуют	5
			Не соответствуют	0
		Соблюдение требований оформления	Соблюдены	10
			Не соблюдены	0
		Правильность расчетов	Расчеты безошибочны	25
			В расчетах имеются некритические ошибки	20
			В расчетах допущены грубые ошибки	10
	Итого максимальное количество баллов по п. 1			40
2	Графическая часть	Соблюдение требований оформления	Соблюдены	30
			Не соблюдены	10
	Итого максимальное количество баллов по п. 2			30
ИТОГО максимальное количество баллов за курсовую работу				70

Вид контроля	Материалы, необходимые для оценивания	Максимальное количество баллов в процессе оценивания	Процедура оценивания	Начислено баллов
1. Текущий контроль	Курсовая работа	70	Количество баллов определяется в соответствии с таблицей. Допуск к защите = 50 баллов и более.
2. Промежуточная аттестация	Защита курсовой работы	30	Получены полные и правильные ответы на вопросы – 23-30 баллов; получены в основном полные и правильные ответы на вопросы – 17-22 баллов; получены в основном неполные и неправильные ответы на вопросы – 10-16 баллов; не получены ответы на вопросы или вопросы не раскрыты – 0 баллов.
ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ	Отлично – 86 баллов и более Хорошо – 75…85 балла Удовлетворительно – 60…74 баллов

ИТОГОВАЯ ОЦЕНКА_________________________________________________

Руководитель ____________________________ /____________________________

«_____» ____________________ 2018 _____ г.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 7

1. ЗАДАНИЕ НА РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ 8

2. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ С ВОЗДУШНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ 8

3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ 9

4. КОНСТРУКЦИЯ ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ 10

5.1 ВЫБОР СТАЛИ СЕРДЕЧНИКА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКОВ В ОБМОТКАХ ТРАНСФОРМАТОРОВ 14

5.2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ СТЕРЖНЯ МАГНИТОПРОВОДА 16

5.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ВИТКОВ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА. 18

5.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ОБМОТКИ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОЩАДИ ОКНА МАГНИТОПРОВОДА 19

5.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ МАГНИТОПРОВОДА 21

5.6 УКЛАДКА ОБМОТОК НА СТЕРЖНЕ МАГНИТОПРОВОДА 23

5.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ДЛИНЫ ВИТКОВ ОБМОТОК 26

5.8 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ МЕДИ ОБМОТОК 27

5.9 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ В МЕДИ ОБМОТОК 27

5.10 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССЫ СТАЛИ МАГНИТОПРОВОДА 27

5.11 ПРОВЕРКА ОТНОШЕНИЯ МАССЫ СТАЛИ К МАССЕ МЕДИ 28

5.12 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ В СТАЛИ МАГНИТОПРОВОДА 28

5.13 ПРОВЕРКА ОТНОШЕНИЯ ПОТЕРЬ В МЕДИ К ПОТЕРЯМ В СТАЛИ 29

5.14 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА ХОЛОСТОГО ХОДА 29

5.15 ОПРЕДЕЛЕНИЕ АКТИВНЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ОБМОТОК 31

5.16 АКТИВНЫЕ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ОБМОТКАХ 31

5.17 ИЗМЕНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ НРАНСФОРМАТОРА ПРИ НАГРУЗКЕ 32

5.18 КОЭФФИЦИЕНТ ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ 32

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 33