Б. Индуктивные сопротивления обмоток и индуктивные падения напряжения.

Индуктивное сопротивление пары обмоток — первичной и вторичной обмоток , приведенной к первичной, т.е. индуктивное сопротивление короткого замыкания этой пары обмоток

индуктивное сопротивление первичной обмотки

индуктивное сопротивление n-ой обмотки, приведенное к первичной

относительное индуктивное падение напряжения в первичной обмотке в %

относительное индуктивное падение напряжения в n-ой обмотке

В формулах l_s — расчетная длина магнитной линии потока рассеяния, можно принять l_s  h (см); _S1n — приведенная ширина канала потока рассеяния. При расположении первичной обмотки первой ;

В. Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания

Полное сопротивление короткого замыкания пар обмоток многообмоточного трансформатора

Напряжение короткого замыкания пар обмоток

Величину напряжения короткого замыкания требуется знать в тех случаях, когда рассчитываемый трансформатор может быть применен для параллельной работы.

15. Изменение напряжения при нагрузке.

Для окончательного уточнения витков обмоток надо определить изменение напряжения при номинальной нагрузке. ∆U_12%≈u_a1%*cosφ₁+u_a2%*cosφ₂+u¹²_p1%sinφ₁+u_p2%sinφ₂= =3,8*0,74+4,55*0,95+0,008*0,36+0,03*0,31=5,231 % ∆U_13%≈u_a1%*cosφ₁+u_a3%*cosφ₃+u¹³_p1%sinφ₁+u_p3%sinφ₃= =3,8*0,74+1,79*0,9+0,006*0,36+0,003*0,44=5,235 % В результате выполненного расчета следует определить фактическую величину напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке:

U₂ =U₁ (ω₂ / ω₁)*(1 - ΔU₁₂% / 100)= 220*(69/316)*(1 – 5,231/100)=45,54 (В)

U₃ =U₁ (ω₃ / ω₁)*(1 - ΔU₁₃% / 100)=46,83 (В)

16. Коэффициент полезного действия.

К. п. д. трансформатора при номинальной нагрузке:

Отличие=3%

17. Проверка трансформатора на нагрев.

В маломощных трансформаторах нагрев катушек определяется с учетом потерь в сердечнике и его охлаждающей поверхности:

Δτ_к = (Р_м +Р_с ) / [α_к П_к (1+β√ν)] ( ˚С),

где П_к - поверхность охлаждения -наружная открытая поверхность катушек.

П_к=2h(a+πc)+2c(2a+πc)=2*4,7*(2.6+3,14*1,7)+2*1,7*(2*2.6+3,14*1,7)=110,4464 (см²);

П_с - поверхность охлаждения - наружная открытая поверхность сердечника.

П_с=8h_я(c+b+h_я)+4 h_я(a+h)+2b(a+2c+h)=

=8*1,7*(1,7+5.2+1,7)+4*1,7*(2.6+4.7)+2*5.2*(2.6+2*1,7+4.7)=277,88 (см²)

ν = Р_с / Р_м = 10,13/5,81 = 1,7

β= П_с / П_к=277.88 /110,4464 =2,515

α_к –коэффициент теплоотдачи катушки, равный 0.0009 вт/см²˚С (определяется по кривым).

Δτ_к=(10,13+5,81) / [0.0009*110,4464*(1+2,515*√0,34)] ≈ 64 (˚С).

Температура обмотки (катушки)

τ_к =Δτ_к +τ₀ (˚С),

где τ₀ –температура окружающей среды, которая для обычных условий может быть принята в пределах 35 - 50 ˚С.

Величина τ_к не должна превосходить допустимую величину τ_к ≤ 105(˚С).

τ₀≈35 (˚С)

τ_к = 35+64=99(˚С), что допустимо.

18. Сводные данные расчета.

Суммарная отдаваемая полная мощность S₁₁=0.2 (ВА)

Масса стали сердечника G_с =2,6102 (кг),

Масса меди обмоток G_м =0, 2576 (кг),

Удельный расход стали G_с / S₁₁ = 20,5 (кг/кВА),

Удельный расход меди G_м / S₁₁ = 1,288 (кг/кВА),

Отношение массы стали к массе меди G_c/G_м=10,1

Потери в стали сердечника Р_с =7,697 (Вт),

Потери в меди обмоток Р_м = 4,062 (Вт),

Отношение потерь в меди к потерям в стали P_м/P_с=0,527

КПД при номинальной нагрузке η = 0,87

Превышение температуры трансформатора над температурой окружающей среды

Δτ_к=64 (˚С)

Отношение намагничивающего тока к первичному I/I₁=36,5 %

Относительное изменение напряжения при номинальной нагрузке (среднее значение) ΔU% =6,47%

Литература

• Басова Б.К. Руководство по курсовому проектированию маломощных трансформаторов. Расчет маломощных трансформаторов. Кафедра электрических машин, 1970. Выпуск 1.

• Басова Б.К. Конструкция маломощных однофазных трансформаторов с воздушным охлаждением. Методическое руководство по курсовому проектированию маломощных трансформаторов. Кафедра "Электрические машины и электрооборудование", 1969. Выпуск 2.

18