5. Расчет однофазного трансорматора малой мощности

Рис.2 – Конструкция броневого пластинчатого трансформатора

5.1 Выбор стали сердечника и определение токов в обмотках трансформаторов

Марка стали сердечника и толщина его листов берутся согласно п.3 в зависимости от заданного критерия оптимальности (минимум массы или минимум стоимости).

В рассматриваемом примере с расчетным условием - минимум стоимости, выбирается броневой пластинчатый магнитопровод из горячекатаной стали марки 1512 с толщиной листов 0,35 мм.

Ток первичной обмотки:

,

где и – активна и реактивная составляющая тока первичной обмотки, определяемые по формулам:

;

;

Напряжение U1, мощности S2, S3 и cos  , cos вторичных обмоток даны в задании на проектирование. Величина КПД (η) определяется ориентировочно по рис. 3 в зависимости от суммарной полной мощности обмоток  :

.

Значение КПД (η) подставляется в уравнение в условных единицах.

Суммарная полная мощность

По графику рис. 3 находится η≈0,86.

_Рис. 3 – Зависимость КПД (η) от суммарной полной мощности обмоток

Активная составляющая тока первичной обмотки

0,44 А,

где =Р – суммарная активная мощность вторичных обмоток, Вт.

Реактивная составляющая тока первичной обмотки

0,35 А,

где – предварительная величина намагничивающего тока, принимаемая при пластинчатых магнитопроводах (0,3…0,5) .

В данном примере 0,128 А.

Значение определяется по формуле по соответствующим значениям cos и cos .

Ток первичной обмотки

0,56А;

0,8.

Токи вторичных обмоток

0,42 А; 0,26 А.

5.2 Предварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопровода

Предварительное значение магнитной индукции в стержне магнитопровода принимается согласно выбранной марки стали и суммарной полной мощности вторичных обмоток, ВА по таблице 5.1.

Таблица 5.1

Значение магнитной индукции

Конструкция магнитопровода	Марка стали магнитопровода и толщина пластин или ленты сердечника, мм	Частота, Гц	Амплитудное значении индукции, Тл, в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток, ВА
			15-50	50-150	150-300
Броневой Пластинчатый	1512 0,35	50	1,30	1,30-1,35	1,35
Броневой или стержневой ленточный	3412 0,35	50	1,65	1,60-1,55	1,55-1,50

Для моего варианта с броневым пластинчатым магнитопроводом при =100 ВА принято .

Предварительное значение плотности тока в обмотках принимается согласно принятому типу магнитопровода в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток , ВА по таблице 5.2.

Таблица 5.2.

Значения плотности тока в обмотках.

Конструкция магнитопровода	Марка стали сердечника и толщина его пластин или ленты, мм	Частота сети, Гц	Плотность тока А/мм2, в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток ВА
			15-50	50-150	150-300
Броневая пластинчатая	1512 0,35	50	3,0-2,4	2,4-2,0	2,0-1,7
Броневая или стрежневая ленточная	3412 0,35	50	3,5-2,7	2,7-2,4	2,4-2,3

В данном примере при =100 ВА принято ∆' = 2 А/мм².

Поперечное сечение стрежня сердечника без учета изоляций листов, см².

где С=0,7 - постоянный коэффициент магнитопроводов броневого типа; полная потребляемая мощность трансформатора

ВА;

- отношение массы стали магнитопровода к массе меди обмоток, принимается при расчете на минимум массы в пределах , при расчете на минимум стоимости в пределах . В данном расчете на минимум стоимости принимаем значение: α = 5.

Полное поперечное сечение стержня магнитопровода с учетом междулистовой изоляции:

Коэффициент заполнения магнитопровода выбирается по таблице 5.3. в зависимости от выбранной конструкции магнитопровода. Выбираем для броневого пластинчатого магнитопровода с толщиной 0,35 мм =0,90.

Таблица 5.3.

Коэффициент заполнения магнитопровода К_3.

Конструкция магнитопровода	Вид изоляции и способ изготовления	Значение К3 при толщине материала, мм
		0,35	0,20
Броневая пластинчатая	Лак	0,9	0,85
Броневая или стержневая ленточная	Навивка ленты	0,93	0,91