3. Методика расчета обмоток трансформатора.

Количество витков первичной обмотки ω₁ находим из формулы:

,

где U – напряжение сети,

В – индукция в сердечнике в гс,

Q _ж – площадь сечения сердечника в см²,

l₀ – средняя длина витка в см, Δ — плотность тока в А/мм².

После того как найдены числа витков и диаметры проводов каждой из обмоток, следует проверить их размещение в окне сердечника.

Сначала находим длину у, занимаемую обмотками, y = h – 2a, где а — толщина каркаса, которая берется порядка 1,5—2 мм.

Рисунок 2.4 – Катушка трансформатора броневого типа в разрезе.

Затем определяем число витков в слое для нижней (первичной) обмотки трансформатора

,

где d₁ – диаметр провода данной обмотки с учетом изоляции. Величина d₁ находится из справочной таблицы по известному из предыдущего расчета диаметру провода без изоляции и в соответствии с выбранным видом изоляции про­вода (ПЭ, ПШД и пр.).

Высоту обмотки с учетом изоляционных прокладок находим из выражения

где γ – толщина прокладок между слоями; β – толщина про­кладок между обмотками. Подобным же образом находим высоту всех остальных обмоток. Полная высота всех обмоток трансформатора будет равна

Высота незанятой обмотками части катушки

4. Расчет основных элементов трансформатора

Для расчета трансформатора используем исходные параметры устройства, согласно которых заданы действующие напряжения обмоток U₁, U₂ действующие токи обмоток I₁, I₂, частота питающей сети f.

Из технической характеристики устройства имеем:

– напряжение первичной обмотки U₁ = 220 В;

– напряжение вторичных полуобмоток U₂ = 36 В;

– частота питающей сети f = 50 Гц;

– действующее значение тока вторичной обмотки I₂ = 20А;

Определяем суммарную мощность вторичных обмоток трансформатора по формуле:

Вт

Определяем силу тока в первичной обмотке:

А

Задаваясь в соответствии с данными таблицы 2.1 плотностью тока в обмотках трансформатора Δ = 2 а/мм², определяем диаметры проводов каждой из обмоток.

Диаметр провода первичной обмотки:

мм

Берем провод ближайшего стандартного диаметра 1,6 мм.

Диаметр провода вторичной обмотки:

мм

Берем провод ближайшего стандартного диаметра 4,0 мм.

По таблице 2.2 находим коэффициенты заполнения медью для вычисленных диаметров проводов, считая, что ввиду относительно малого рабочего напряжения все провода могут иметь эмалевую изоляцию (ПЭ).

Вычисляем основной параметр, характеризующий сердечник трансформатора данной мощности, а именно произведение сечения сердечника на площадь окна.

см⁴

Для сборки сердечника наиболее подходящими будут пластины типа Ш-40, которые представлены в таблице 2.3. [21]

Таблица 2.3 – Справочные данные броневого сердечника Ш-40.

Найдем минимальную толщину набора сердечника с такими пла­стинами:

см

см²

см⁴

Число витков в первичной обмотке:

Число витков во вторичной обмотке:

Находим длину у, занимаемую обмотками

мм.

Число витков в слое первичной обмотки:

Количество слоев первичной обмотки:

Высота первичной обмотки:

мм.

Число витков в слое вторичной обмотки:

Принимаем 17 витков

Количество слоев вторичной обмотки:

Высота вторичной обмотки:

мм.

Находим суммарную высоту обмоток:

мм.

Высота незанятой обмотками части катушки:

мм

Условие размещения обмоток выполняется, воздушный зазор между обмотками и магнитопроводом способствует их хорошему охлаждению