
- •1. Применение трансформатора в вагоне поезда
- •2. Выбор стали для магнитопровода и определение токов в обмотках трансформатора
- •2.1 Выбор конструкции магнитопровода
- •2.2 Предварительное значение индукции
- •2.3 Предварительное значение плотности тока в обмотках мт
- •2.4 Предварительное значение площади поперечного сечения сердечника магнитопровода
- •2.5 Определение числа витков обмоток трансформатора
- •2.6 Определение сечения и диаметра проводов обмоток
- •2.7 Площадь окна магнитопровода трансформатора
- •2.8 Выбор магнитопровода трансформатора
- •2.9 Укладка обмоток на стержне и проверка размеров окна
- •2.10 Масса меди обмоток трансформатора
- •2.11 Потери в меди обмоток мт
- •2.12 Масса стали сердечника трансформатора
- •2.13 Потери в стали сердечника трансформатора
- •2.14 Определение тока холостого хода мт
- •2.15 Проверка результатов расчета мт по коэффициенту a, b и току Im
- •2.16 Коэффициент полезного действия мт
- •2.17 Активные падения напряжения и сопротивления обмоток мт
- •2.18 Индуктивные падения напряжения и сопротивления обмоток трансформатора
- •2.19 Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания. Изменение напряжения при нагрузке
- •2.20 Проверка трансформатора на нагревание
- •2.21 Сводные данные расчета мт
2.6 Определение сечения и диаметра проводов обмоток
Порядок расположения обмоток зависит от расчетного условия и диаметра проводов. При расчете МТ на минимум стоимости последовательность намотки зависит от диаметра провода обмотки. Чем меньше диаметр провода обмотки, тем ближе ее располагают к стрежню, так как 1 кг тонкого провода дороже 1 кг толстого провода.
В остальных случаях первой обычно наматывают сетевую обмотку, а затем вторичные – в порядке возрастания диаметра провода.
Предварительные значения поперечных сечений и диаметров проводов обмоток определяют по формулам, мм2:
q¢1 = I1 / j¢1=0.85/2.4=0.3541 мм2
q¢2 =I2 / j¢2=0.375/2.4=0.1562 мм2;
q¢3 =I3 / j¢3=2/2.22=0.9009 мм2
Необходимо иметь в виду, что в таблице 3 приведены средние значения плотности тока j ср для всеx катушек в целом.
Окончательные значения поперечных сечений q1, q2, q3 и диаметров проводов d1, d2, d3 выбирают по ближайшим данным ГОСТа из таблицы П1 Приложения:
q1 =0.3526 мм2, q2 =0.1521 мм2, q3 =0.8495 мм2,
d1 =0.67 мм, d2 =0.44 мм, d3 =1.04 мм,
d1и =0.72 мм, d2и =0.49 мм, d3и =1.12 мм,
где d1, d2, d3 – диаметры проводов без изоляции, a d1и, d2и, d3и – с изоляцией.
По выбранным стандартным сечениям проводов уточняют плотности тока в обмотках:
j1 = I1 / q1=0.85/0.3526=2.41;
j2 = I2 / q2=0.375/0.1521=2.46;
j3 = I3 / q3=2/0.8495=2.35.
Если сечения проводов получают более 5 мм2, обмотку следует выполнять в два параллельных провода.
2.7 Площадь окна магнитопровода трансформатора
Площадь окна магнитопровода трансформатора, см2, определяют по формуле
Qoк = (q1w1 + q2w2 + q3w3) / (100кок)=(0.3526*338*+0.1521*203+0.8495*27)/(100*0.28)=119.1788+30.8763+22.9365)/(100*0.28)=172.9916/(100*0.28)=6.2
где кок – коэффициент заполнения окна обмоткой, выбирают по табл. 6 в зависимости от суммарной мощности вторичных обмоток и частоты тока.
Таблица 6. Значения кок магнитопровода
Частота, Гц |
Коэффициент заполнения окна кок в зависимости от суммарной мощности вторичных обмоток ΣS, ВА |
||
|
15 ÷ 50 |
50 ÷ 150 |
150 ÷ 400 |
50 |
0,22 ÷ 0,28 |
0,28 ÷ 0,34 |
0,34 ÷ 0,36 |
400 |
0,21 ÷ 0,25 |
0,25 ÷ 0,28 |
0,28 ÷ 0,30 |
Значения кок в таблице 6 даны для обмоток из проводов круглого сечения при рабочем напряжении Uраб < 1000 В.
2.8 Выбор магнитопровода трансформатора
Форма окна магнитопровода МТ оказывает значительное влияние на значение намагничивающего тока, расход стали и меди. Излишняя высота окна повышает намагничивающий ток, приводит к увеличению расхода стали и массы трансформатора, а заниженная – повышает нагрев обмотки. Размеры выбранного сердечника (как для броневого, так и для стержневого трансформаторов) должны удовлетворять следующим требованиям:
а) площадь поперечного сечения стержня, см2, Qc.выбр = aв » Qc.расч.=25*50 »1250мм=125см
б) площадь окна должна быть достаточной для размещения обмоток, т. е. hc ³ Qoк=62.5*25=1562.5³1171.8;
где h – высота, с – ширина окна, см (размеры а, в, с и h – по рис. 1).
Окончательные размеры сердечников МТ выбирают с учетом стандартных значений из таблиц П2÷П5 Приложения. Если при выборе пластинчатого магнитопровода окажется, что стандартная толщина пакета (размер в) не подходит для выполнения условия Qc.выбр = Qc.расч, то допускается изменять толщину набора в пределах в = (0,8÷2,5)а. В этом случае будет использован не нормализованный магнитопровод, а собранный только из стандартных пластин.
В случае выбора ленточного магнитопровода, когда Qc.выбр несколько отличается от Qc.расч, необходимо заново произвести перерасчет чисел витков обмоток, индукции Bc (Bc = (Bc.расч(Qc.расч / Qc.выбр.)) и ЭДС одного витка с учетом выбранного сечения, и дальнейший расчет трансформатора следует вести на основе новых значений.