1 Расчёт силового трансформатора
1.1 Общая информация
Силовой трансформатор – стационарный прибор с двумя или более обмотками, который посредством электромагнитной индукции преобразует систему переменного напряжения и тока в другую систему переменного напряжения и тока, как правило, различных значений при той же частоте в целях передачи электроэнергии без изменения её передаваемой мощности.
Силовой трансформатор состоит из клемм и охладителей:
– Клеммы в сухих трансформаторах могут быть выведены на клеммную колодку в виде болтовых контактов или соединителей с плоскими контактами. Клеммы могут размещаться внутри корпуса. В герметичных масляных или жидкостных трансформаторах обеспечивается перемещение электрических соединений с внутренней стороны бака наружу:
– Охлаждающее оборудование забирает горячее масло в верхней части бака и возвращает охлаждённое масло в нижнюю боковую часть. Холодильный агрегат имеет вид двух масляных контуров с непрямым взаимодействием, один внутренний и один внешний контур. Внутренний контур переносит энергию от нагревающих поверхностей к маслу. Во внешнем контуре масло переносит тепло к вторичной охлаждающей среде. Трансформаторы обычно охлаждаются атмосферным воздухом.
1.2 Расчёт трансформатора
Используется понижающий трансформатор.
–
– Мощность
=
* 2.5 = 1 * 2.5 = 2.5 (Вт);
–
– Входное
напряжение 220 (Вольт);
–
– Частота
50 Гц;
–
– Напряжение
на вторичной обмотке (Uвх В) = 30 (Вольт);
–
=
0,2 (А) по условию;
– Uвых. = 23 (Вольт) по условию;
– ∆T
=
С – дополнительный перегрев;
– T
окр. =
С – температура окружающей среды.
Выбор материала магнитопровода:
В качестве магнитопроводов используются сердечники типа Ш или ПК (от силовых и строчных трансформаторов телевизоров). Они изготавливаются из ферритов марки: 2000НМС, 2000НМС1, 2500НМС1 и 3000НМС. Эти ферриты обладают малыми потерями в сильных магнитных полях при частоте преобразования 15 – 25 кГц.
Коэффициент трансформации:
Далее необходимо рассчитать вторичную полную мощность трансформатора:
η – коэффициент полезного действия трансформатора – табличное значение. η=0,86.
Затем вычисляется поперечное сечение сердечника трансформатора:
k – постоянная для воздушных трансформаторов – табличное значение. k=8
Вместе с изоляцией сечение сердечника увеличится на 10% или:
После рассчитывается сила тока на первичной обмотке:
Далее необходимо определить сечения проводов на обмотках трансформатора (однофазного):
δ
– плотность тока – табличное значение.
δ = 3,5
.
В курсовом проекте используется провод ПЭВ–1 со следующими характеристиками:
=
0,300 мм (диаметр провода без изоляции);
=
0,340 мм (диаметр провода без изоляции);
=
0,800 мм (диаметр провода с изоляцией);
=
0,860 мм (диаметр провода с изоляцией).
Определяется число витков в обмотках. В первичной обмотке трансформатора:
–
магнитная
индукция сердечника.
=1,38
во вторичной обмотке трансформатора:
С учётом компенсации падения напряжения в проводах принимаем
