2.3 Предварительное значение плотности тока в обмотках мт

Допускаемая величина плотности тока в проводах обмоток трансформатора в значительной мере определяет его массу и стоимость. Чем выше плотность тока в обмотках, тем меньше масса их материала и соответственно стоимость трансформатора. С другой стороны с увеличением плотности тока возрастают потери в обмотках и нагрев трансформатора.

Чем меньше номинальная мощность трансформатора, тем лучше условия охлаждения его, а следовательно, и выше допускаемая плотность тока в обмотках.

В МТ мощностью до 100 ВА допускаемая плотность тока в проводах медных обмоток может составлять j = 4,5÷3,5 А/мм²; при мощности выше 100 ВА j = 3,5÷ 2,5 А/мм². Плотность тока j в обмотках из алюминиевого провода при прочих равных условиях принимают в 1,4÷1,6 раз меньше значений j для медных обмоток.

Выбранное значение плотности тока в проводах обмоток принимают за среднее значение j_ср.

Т.к. обмотки расположены в порядке 2-1-3 принимаем:

j₁ = j₂ = j_ср, j₃ = 0,925j_ср.; j_ср.=0.925*2.4=2.22;, j₃ =2.22

j_ср.=2.4÷2.0 А/мм^2, принимаем j_ср =2.4 А/мм²

j₁ = j₂ = j_ср=2.4 А/мм²

При таком распределении плотности тока в проводах обмоток получают большую стабильность выходных напряжений трансформатора при изменении нагрузки и больший КПД.

Таблица 3. Предварительное значение плотности тока в обмотках

Конструкция магнитопровода	Материал сердечника и его толщина, мм	Частота, Гц	В зависимости от суммарной мощности ΣS, ВА, плотность тока jср, А/мм2
			15 ÷ 50	50 ÷ 150	150 ÷ 300
Броневая Пластинчатая	1512 0,35	50	3,0 ÷ 2,4	2,4 ÷ 2,0	2,0 ÷ 1,7
	1521 0,20	400	5,5 ÷ 5,0	5,0 ÷ 4,0	4,0 ÷ 2,8
Броневая или стержневая ленточная	3412 0,35	50	3,5 ÷ 2,7	2,7 ÷ 2,4	2,4 ÷ 2,3
	3404 0,20	400	6,5 ÷ 6,0	6,0 ÷ 4,0	4,0 ÷ 2,7

Указанные в таблице средние значения j_ср соответствуют максимальной температуре окружающей среды θ_1max = +50 ºC. Если температура окружающей среды выше

50 ⁰С, необходимо брать нижние пределы значений плотности тока.

2.4 Предварительное значение площади поперечного сечения сердечника магнитопровода

Поперечное сечение сердечника магнитопровода без учета изоляции листов определяют, см²:

,

где с – постоянный коэффициент (для однофазных трансформаторов броневого типа с = 0,7; стержневого с прямоугольными катушками с = 0,6; S₁ – полная мощность первичной обмотки трансформатора, ВА, S₁ = U₁I₁ =127*0.85=107.95; a – отношение массы стали G_c к массе меди G_м обмоток, a = G_c/G_м=5 (при расчете на минимум стоимости a = 4 ÷ 6, на минимум массы a = 2÷3); f – частота, Гц; B¢_c – предварительное амплитудное значение индукции в стержне, Тл; j_ср – предварительное значение плотности тока обмоток МТ, А/мм².

Полное поперечное сечение стержня (с учетом межлистовой изоляции)

Q_c.расч = Q´_с.расч./ к_З =13.02*0.90=1171.8мм 117.18см

где к_З – коэффициент заполнения сердечника сталью, значение которого выбирают по таблице 4.

Таблица 4. Коэффициент заполнения сердечника сталью

Конструкция магнитопровода	Вид изоляции и способ изготовления	Значение кЗ при толщине материала
		0,35	0,20
Броневая пластинчатая	Лак	0,90	0,85
Броневая или стержневая ленточная	Навивка ленты	0,93	0,91