8) Определение средней длины витка обмоток.

Рис. 3. Форма прямоугольной катушки.

8.1 Средняя длина витка для обмотки, помещённой первой равна:

8.2 Средняя длина витка для обмотки, уложенной поверх предыдущей равна:

8.3 Средняя длина витка для обмотки, уложенной третьей от поверхности стержня равна:

Принятые ранее обозначения имеют соответствие, определяемое порядком расположения обмоток.

Исходя из этого средние длины витков первичной, вторичной и третьей обмотки трансформатора равны:

9) Масса меди обмоток.

Масса меди обмоток находится по формуле:

Общая масса меди равна:

10) Масса стали сердечника.

Масса стали сердечника складывается из массы стали стержня и ярма:

Масса стержня равна:

где - удельная масса стали, равная

h – высота окна сердечника, см;

Масса ярма равна:

где – геометрическое сечение ярма;

:

Отсюда находим полную массу стали:

Рис. 3. Пластинчатый сердечник, броневой (Ш-образный)

11) Потери в меди обмоток.

Потери в меди обмоток трансформатора находятся по формуле:

где n – соответствующая обмотка трансформатора;

В первичной обмотке:

В первой вторичной обмотке:

Во второй вторичной обмотке:

Суммарные потери в меди равны:

12) Потери в стали сердечника.

Суммарные потери в стали сердечника:

где – потери в стержне и определяется по формуле:

где – удельные потери в стали при индукции 1.0Тл, толщине пластин 0.5мм (из п.4 расчета) и частоте 50Гц из таблицы приложения 7 равны 1.55Вт/кг, а =1.3Тл (из п.4 расчета), т.е. марки горячекатаной стали Э-41;

–потери в стали ярма определяется по формуле:

где - индукция в ярме и определяется по формуле:

Отсюда суммарные потери в стали равны:

13) Определение тока холостого хода.

Ток холостого хода трансформатора равен:

где - намагничивающий ток или реактивная составляющая тока холостого ход;

–активная составляющая тока холостого хода;

Величина находится по закону полного тока ( для пластинчатых сердечников):

где и– напряжённость магнитного поля (А/см) в стержне и ярме; они определяются по кривым намагничивания(приложение 12 а) в соответствии с величинами идля марки электротехнической сталиЭ-41.

n – число зазоров (стыков) на пути магнитной силовой линии равное 2;

–величина эквивалентного воздушного зазора, равная 0.004 (см);

- длина магнитной линии в стержне,

- длина средней магнитной линии в ярмах трансформатора, определяется по формуле:

–коэффициент, учитывающий наличие в намагничивающем токе высших гармоник, его величина принимается по данным таблицы из приложения 13, для берется усредненное

Исходя из этих значений определяем (из п.1 расчета :

Активная составляющая тока холостого хода определяется наличием потерь в стали сердечника, а также потерями в меди первичной обмотки трансформатора от тока холостого хода. Эта величина очень мала по сравнению с потерями с стали поэтому:

При частоте 50 Гц величина мала по сравнению с намагничивающим током. Поэтому в этом случае при приближенных расчётах ею можно пренебречь и считать:;

Полученное значение тока холостого хода в процентах по отношению к току номинальному первичной обмотки при частоте 50Гц должно быть приблизительно в пределах 30 – 50%, I₁=(A) из п.1 расчета.