3УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

3.1Особенности расчета маломощных трансформаторов

Маломощными считаются трансформаторы номинальная мощ­ ность которых не превышает 1000 В·А. Номинальное напряжение их об­ моток обычно не превышает 1000 В, т.е. эти трансформаторы относятся к низковольтным.

В маломощных трансформаторах, в отличие от трансформаторов большой и средней мощностей, получение максимального коэффициента полезного действия не является, как правило, обязательным требованием, однако при проектировании следует стремиться к получению максималь­ но возможного значения этого параметра.

При проектировании, во многих случаях приходится учитывать специальные требования, такие как требование минимальной стоимости – для трансформаторов общего, массового применения, или минимальной массы – для трансформаторов специального применения, например, при­ меняемых в переносных приборах. Для каждого конкретного случая су­ ществует так называемая оптимальная геометрия, т.е. наилучшее соотно­ шение между основными размерами трансформатора, причем для выпол­ нения различных требований оптимальная геометрия получается различ­ ной. Анализ показывает, что невозможно создание единой оптимальной геометрии для удовлетворения различных требований при различных условиях.

Расчет трансформатора представляет собой математически неопределенную задачу со многими решениями, так как число определяе­ мых неизвестных больше числа уравнений, связывающих их. Вследствие этого на начальном этапе проектирования приходится задаваться опреде­ ленными значениями некоторых электромагнитных и конструктивных ве­ личин, базируясь на рекомендациях, полученных в процессе проектирова­ ния трансформаторов подобного класса. Кроме того, часто единственным вариантом является использование приближенных, оценочных, вычисле­ ний по эмпирическим зависимостям.

12

На последующих этапах расчета следует выполнять проверки с целью уточнения соответствия значений параметров, принятых в начале проектирования, значениям этих же параметров, полученных в процессе проектирования. Если итоговое значение параметра отличается от перво­ начально принятого более чем на 10 %, то необходимо провести повтор­ ный расчет, приняв новое, уточненное значение этого параметра.

3.2Определение токов трансформатора

Токи вторичных обмоток I2, I3 определяются достаточно легко:

где

S2, S3 – полные мощности вторичных обмоток, ВА;

U2, U3 – номинальные напряжения на вторичных обмотках, В.

Ток первичной обмотки трансформатора определяется в первом приближении по формуле:

где

P = å3 Si × cosϕ i , – сумма активных мощностей вторичных обмоток, Вт;

i= 2

m1 – количество фаз питающего напряжения; U1ф – питающее (фазное) напряжение, В;

η% – коэффициент полезного действия трансформатора, %;

cos φ1 – коэффициент мощности трансформатора со стороны первичной обмотки.

Поскольку трансформатор еще не рассчитан и η% неизвестен, то на этой стадии расчета необходимо задать величину η%. По кривой η%=f(P), приведенной на рисунке 3, можно определить величину η% в первом при­ ближении.

Величина cos φ1, также неизвестная на этой стадии расчета, опре­ деляется в первом приближении по формуле:

13

ров работающих на повышенных частотах (400 и более Гц) величина Iμ должна приниматься в 1,5÷2 раза меньше, чем для частоты 50 Гц.

3.3Выбор индукции в сердечнике трансформатора

Величина индукции определяет значение тока намагничивания – чем выше принятое значение Вc, тем больше величина тока намагничива­ ния Iμ (рисунок 1). Поэтому допустимая величина индукции в стержне и ярме сердечника трансформатора определяется выбранным значением Iμ%, маркой материала, числом стыков в сердечнике, а также мощностью трансформатора и частотой питающего напряжения.

Выбор рациональной величины индукции обусловлен рядом фак­ торов: так увеличение индукции уменьшает размеры трансформатора, но

14