Учебники 80188

где Sн– потребляемая мощность, ВА.

4.3.2. Сечение сердечника магнитопровода может быть выражено через геометрические размеры (см. рис. 2, 3)

Для трансформаторов небольшой мощности, к которым относятся корабельные трансформаторы, сечения стержня обычно имеет прямоугольную форму с соотношением сторон

ε= bс = 1,2 ÷ 2,0 . aс

Меньшая сторона сечения стержня находится по формуле

4.3.3. Числа витков первичной (w1) и вторичной обмоток (w2) определяются по формулам

Значения w1 и w2 округляются до ближайшего целого числа. 4.3.4. Номинальные токи трансформатора а) в первичной обмотке

11

где ηн – КПД трансформатора. КПД можно принять равным

ηн = 0,90 ÷ 0,93 – для трансформаторов мощностью 150 – 300 ВА;

ηн = 0,93 ÷ 0,95 – для трансформаторов мощностью 300 – 1000 ВА;

ηн = 0,95 ÷ 0,98 – для трансформаторов мощностью свыше 1000 ВА.

Большие значения относятся к трансформаторам большей мощности. 4.3.5. Выбор схемы соединения обмоток и определение предварительных

значений размеров проводников обмоток. Схему соединения обмоток выбираем в соответствии с заданием и рекомендациями, изложенными на рис. 5.

Рис. 5. Схемы соединения обмоток трансформаторов: а – трансформатор ОВ-0,25-0,4; б – все трансформаторы,

кроме ОВ-0,25-0,4.

Подавляющее большинство корабельных трасформаторов (кроме ОВ- 0,25-0,4) имеют параллельное соединение катушек, расположенных на обоих стержнях. При параллельном соединении каждая из катушек первичной и вторичной обмоток, расположенных на стержне, имеют соответственно w1 и w2 витков. Сечение проводов катушек в этом случае определяется по току равному половине номинального. При последовательном соединении (трансформатор ОВ-0,25-0,4) число витков в катушках w1 2 и w 2 2, а ток равен номинально-

му. Предварительные значения сечений проводов первичной и вторичной обмоток трансформатора определяются по формулам:

а) для первичной обмотки

12

При прямоугольном сечении размеры проводников с изоляцией выбираются по таблице П.4.

Окончательные значения поперечных сечений, размеры проводов с учетом толщины кремнийорганической изоляции для марок ПСДК, ПСДКТ выписываются и следующем виде:

где а1, b1, а2, b2 – размеры проводников без изоляции (голой меди а1из, b1из, а2из, b2из – размеры проводников с изоляцией.

Как указывалось выше, при сечении проводников обмоток ВН и НИ, превосходящем 20 мм2, следует выполнять эти обмотки из нескольких (N) параллельно соединенных проводников, сечение которых не превосходит 8 – 10 мм2.

4.3.7. После выбора сечений обмоток уточняются плотности тока в о б- мотках ВН и НН:

4.3.8. Размеры окна магнитопровода.

Площадь сечения окна магнитопровода:

(рис. 2, 3) лежит в пределах hок bок = 2 ÷3 и, следовательно,

14

– для проводников круглого сечения, б) катушек НН:

– для проводников круглого сечения.

Толщина изоляции обмоток по ширине окна для двух катушек составляет

∆bиз = 23 мм, а по высоте ∆hиз = 14 мм.

Толщина изоляции по высоте включает каркас (прокладку) из стеклотекстолита, наружную изоляцию катушек из стекло-лакоткани, а также разбухание изоляции после пропитки.

Толщина изоляции по ширине окна включает толщину каркаса (прокладки от корпуса), изготовленного из стеклотекстолита, наружных слоев изоляции катушек, выполненных стекло-лакотканью, изоляцию между катушками ВН и НН, зазор на укладку и разбухание изоляции после пропитки.

4.3.14. Общая ширина катушек и изоляции по ширине составляет:

где δ – зазор между катушками в трансформаторе стержневого типа при-

нимается равным δ = 10 мм.

В том случае, если общая ширина катушек и зазора намного меньше bок, целесообразно уменьшить размер bок по сравнению с его значением, определенным в п. 9. В тех случаях, когда приведенные выше условия не выполняются, следует изменить геометрию окна.

4.3.15. Линейная нагрузка AS служит критерием нагрева трансформатора:

Здесь hк – высота катушек обмоток;

2 – учитывает протекание половинного тока в катушках трансформатора.

16

Величина AS не должна превышать значений

В тех случаях, когда значения AS превосходит указанные выше, следует изменить hк за счет изменения hок и bок.

4.3.16.Вычертить эскиз рассчитанного трансформатора в двух проекциях

суказанием размеров.

4.3.17. Масса меди обмоток трансформатора:

где l1ср, l2ср – средние длины витков первичной и вторичной обмоток. Средние длины витков трансформаторов до 10 кВА, не имеющих венти-

ляционных каналов можно найти по формулам (см. рис. 6):

Значения радиусов закругления обмоток, не имеющих вентиляционных каналов, определяются по формулам:

где r1, r2 – радиусы закругления средней длины обмоток ВН и НН соответственно (10 мм и 7 мм —толщина изоляции на участке от стержня магнитопровода до средней длины по ширине).

17

Рис. 6. Средняя длина витков l1ср, l2ср первичной и вторичной обмоток трансформатора

В трансформаторах, мощность которых равна или превосходит 10 кВА из-за наличия вентиляционных каналов, расположенных со стороны меньшего размера сечения магнитопровода (см. рис. 6), средняя длина подсчитывается по формулам:

где (m1 −1), (m2 −1) – число вентиляционных каналов по ширине;

bв = 10 мм – ширина вентиляционного канала.

Радиусы закругления подсчитываются так же, как и в предыдущем случае, в соответствии с п. д.

4.3.18. Масса стали магнитопровода трансформатора:

где γст = 7,8 г/см3– удельный вес электротехнической стали; Vст – объём стали магнитопровода, см3;

Для стержневого трансформатора:

18

т. е. при определении lс пренебрегают закруглениями при прохождении магнитных линий по магнитопроводу.

4.3.19. Соотношение между массами стали и меди:

Величина α должна находиться в пределах 2 – 5. При частоте 400 Гц: α = 1 – 2.

4.3.20. Общая масса активных и конструкционных материалов трансформатора:

где k – учитывает массу конструктивных элементов

k = 1,7 – 3,2 для водозащищённых трансформаторов; k = 1,5 – 2,0 для брызгозащищённых трансформаторов.

Большие значения выбирают для меньшей мощности. 4.3.21. Активные сопротивления обмоток:

а) обмотки ВН:

где ρ115 – удельное электрическое сопротивление меди

x2 = 2 π L2 fн ,

где L1, L2 – индуктивности обмоток, определяемые

19