1. Определение токов в обмотках трансформатора

А. Определение токов во вторичных обмотках I₂ = S₂ / U₂ = 40/48 = 0,833 (А) I₃ = S₃ / U₃ = 65/36 = 1,805 (А)

Б. Определение тока в первичной обмотке І₁ = P₁₁ / (U₁ηcosφ₁ ) (А), где P₁₁ –активная суммарная мощность вторичных обмоток трансформатора, она равна: P₁₁= S₂cosφ₂ + S₃cosφ₃=40*0,95+65*0,9 =96,5 (ВТ) η -к. п. д. трансформатора, величина его определяется в результате расчёта. Здесь принимается предварительная величина, которая взята из таблицы 1 , с учётом S₁₁=S₂ + S₃= 40+65 =105 (ВА) -сумма полных мощностей всех вторичных обмоток. Исходя из того, что S₁₁=100 ВА, то η = 0,8 ÷ 0,9. Примем что η = 0,86; cosφ₁ –коэффициент мощности первичной обмотки: cosφ₁= I_1а / I₁ = I_1а / √(I_1а ² + I_1р² ), где I_1а , I_1р. – активная и реактивная составляющие тока первичной обмотки.

Для расчета I_1р. требуется взять предварительную величину намагничивающего тока I_оμ, которая для маломощных трансформаторов при частоте ƒ=50 Гц берётся в пределах 35 ÷ 50 % от I_1а при активной нагрузке и несколько меньшей при активно-индуктивной.

I_1а ≈ (S₂cosφ₂ + S₃cosφ₃ )/ (U₁η) = (40*0,95+65*0,9)/(220*0,86)=0,510 (А),

cosφ₂=0.95 → sinφ₂ = 0,31

cosφ₃ = 0.9 → sinφ₃ =0,44 Примем, что I_оμ = 0,37* I_1а = 0,37*0,510= 0.188 (А) I_1р= I_оμ+( S₂ sinφ₂₊S₃ sinφ₃)/(U₁η)=0.188 + (40*0,31+65*0,44)/ (0,86*220)=0,404(А), cosφ₁ = I_1a/ ( √I²_1a+I²_1p)=0,51/0,648=0,79

I₁= P₁₁/(√ U₁η cosφ₁) = 96,5/149,468=0,65 (А).

2. Выбор электромагнитных нагрузок –магнитной индукции и плотности тока.

А. Выбор магнитной индукции.

В броневых трансформаторах с уширенным ярмом при частоте 50 (Гц) индукция в сердечнике может быть взята примерно равной Вс≈1,3 ÷ 1,1 (Тл). Примем предварительную величину магнитной индукции Вс' = 1,3 (Тл).

Б. Выбор плотности тока.

При частоте 50 Гц для трансформаторов с броневым пластинчатым сердечником типа ШУ мощностью от 100 до 300 ВА значение плотности тока можно принять j' =3,5 (а/мм²).

3. Определение основных размеров сердечника.

А. Определение главных размеров сердечника.

Используем основное уравнение:

k_с -коэффициент заполнения сечения сердечника сталью

k_ок -коэффициент заполнения окна

Q_с -геометрическое сечение стержня

Q_ок -площадь окна сечения

k_ок =0.3

Толщина пластин 0,2 (мм), вид без специальной изоляции (сталь марки Э41).

k_с =0,95

S₁ = I₁ U₁ = 0,65* 220= 143 (ВА)

Q_с Q_ок =(143 *100)/(2,22*50*1,3*3,5*0,95*0,3)=133,33 ( )

Б. Определение основных размеров сердечника.

Q_с Q_ок =130 (), по данным таблицы приложения 2 выбираем сердечник марки ШУ30x45. Из этой же таблицы берем основные размеры сердечника:

а =30 (мм), b =45 (мм), с =25 (мм), h =53 (мм), h_я=19 (мм) . Геометрическое сечение стержня: Q_с= 13.5 (см²). Площадь окна сердечника: Q_ок= 13,25 (см²).

h_я

h

h_я с аb