книги / Проектирование источников электропитания устройств связи
..pdfи реактивные сопротивления, чем броневых, то при расчете транс форматоров стержневого типа следует Д«1 и Д«2 уменьшить на 204-30% по сравнению с приведенными на рис. 1.10 значениями. После определения сечения проводов и чисел витков обмоток сле дует произвести конструктивный расчет обмоток.
Обмотки трансформаторов укладываются на каркасе, изготов ленном из изоляционного материала, в качестве которого исполь
зуется |
электрО'картон, |
пропи |
|
|
|
|
|||||
танный |
изолирующим |
лаком, |
|
|
|
|
|||||
гетиаакс, пластмасса и другие |
|
|
|
|
|||||||
■негигроскопичные |
изоляцион |
|
|
|
|
||||||
ные |
материалы, |
обладающие |
|
|
|
|
|||||
достаточно |
высокой |
нагрево- |
|
|
|
|
|||||
стойкостью. |
|
|
|
гильзы, |
|
|
|
|
|||
Каркас состоит из |
|
|
|
|
|||||||
представляющей |
собой трубку |
|
|
|
|
||||||
прямоугольного, |
квадратного |
|
|
|
|
||||||
или .круглого сечения. На кон |
|
|
|
|
|||||||
цах гильзы |
укрепляются боко |
|
|
|
|
||||||
вые |
щеки. |
При |
изготовлении |
|
|
|
|
||||
каркаса |
из |
пластмассы |
его |
|
|
|
|
||||
прессуют целиком. Иногда при |
|
|
|
|
|||||||
прессовке каркаса в щеки |
за |
Рис. |
1.10. |
0|р:Ивнпи.ровоч1ная зависи |
|||||||
прессовывают |
выводные лепе |
||||||||||
стки, |
предназначенные |
для |
мость |
от |
мощности |
трансформатора |
|||||
процентного падения |
напряжения в |
||||||||||
присоединения концов обмотки. |
.первичной AMI и вторичной Ди2 об |
||||||||||
|
Широко |
применяется |
так |
мотках .при частотах тока 50 и 400 гц |
|||||||
называемая |
|
бескаркасная |
на |
|
|
|
|
||||
мотка. При этом способе обмотка наматывается на гильзу, не имею щую боковых щек. Витки обмотки на гильзе .плотно укладываютсярядами. При укладке витков первый ряд наматывается .в одну сто рону, второй ряд — в другую. Поэтому при четном числе рядов вы воды начала и конца обмотки будут с одной стороны обмотки, а при нечетном — с противоположной.
При намотке (особенно при малом диаметре провода) может происходить «западание» витков из последующих рядов в ниже лежащие, в результате чего напряжение между отдельными вит ками может возрасти настолько, что это вызовет пробой изоляции и выход трансформатора из строя. Для предотвращения «запада ния» после намотки каждого ряда укладывается междуслоевая изоляция, в качестве которой применяется конденсаторная бума га толщиной 0,01 мм при диаметре провода 0,14-0,5 мм и кабель ная бумага толщиной 0,12 мм при диаметре провода более 0,5 мм.
Рассмотрим рис. 1.М. Ближе к стержню магнитопровода обычно располагают первичную обмотку (сетевую) и затем вторичную. В многообмоточном трансформаторе ближе к стержню помещается обмотка высшего напряжения (анодная), а снаружи— обмотки низшего напряжения (накальные). Если трансформатор имеет эк
Рис. 1.М. Размещение -обмоток на маптито-проводе
N ,- |
^об |
1, |
N 2 |
hi>6 |
|
Kyd.l |
Kyd2 |
||||
|
|
|
ранную 016-мотку, то ее поме щают между -сетевой обмот кой и обмоткой .высшего на пряжения. 'Перед намоткой обмотки на каркас уклады вается изоляционная лента из лакоткани, кольца кото рой оклеиваются полистиро ловым лаком. Обычно гиль за и боковые щеки ка-ркаса имеют одинаковую толщину (бг=бщ). Карка-сы из элек- трока-ртона или бакелизиро-
ванной |
бумаги при |
напря |
||
жении |
обмотки |
до |
500 в |
|
имеют |
толщину |
бг= 6щ = |
||
= 1—2 мм, а каркасы из |
ге- |
|||
тинакса |
или пластмассы — |
|||
6г —бщ=2—3 мм. |
|
Зазор |
||
между |
щекой |
каркаса |
й |
|
магнитопроводом составляет 0,5-М мм на сторону. Сле- до-вательно, -высота обмотки
ho6= h — 2 бщ—(l-f-2) мм,
(1.15)
где h — высота окна, мм. Число витков в одном
слое каждой обмотки
Nt |
hp6 |
(1.16) |
|
Kydi |
|||
|
|
где d —диаметр провода данной обмотки с изоляцией, мм; Ку — коэффициент, учитывающий неплотность намотки и равный 1,1ч- 4-1,15; i — номер обмотки. Еди-ница в этих выражениях учитывает возможность такого случая, когда начало первого и конец послед него витка окажутся на одной осевой линии обмотки. Число вит ков в одном слое каждой обмотки следует округлить до ближай шего меньшего целого числа. Число рядов каждой обмотки
M1=wl/N1, М2 = w2/N2, |
=Wi/Nlt |
(1-17) |
где w — число витков рассчитываемой |
обмотки для |
броневого |
трансформатора и половинное число витков рассчитываемой обмот ки для стержневого трансформатора, т. е.
Мх = Wi/2 Nlt М2 — W 2/2 N2, Me =-- wj2 N |
(1.18) |
После укладки каждой обмотки на каркасе помещается междуобмоточная .изоляция, представляющая собой ленту из лапотка ми в два слоя или различную марку изоляционной бумаги, намо танной в несколько слоев. При напряжении обмоток до 1000 в
толщина этой изоляции составляет 6о —0,2-^-0,3 |
мм. При напряже |
|
нии более 1000 в между обмотками устанавливается дополнитель |
||
ная изоляция из электрокартона, бумаги, гетинакса или |
другого |
|
изоляционного материала. Радиальный размер |
(толщина) |
каждой |
обмотки: |
|
|
|
«1 = |
1,2 |
б2 = 1,2 М2 d2, |
б, = 1,2 Mt dl9 |
(1.19) |
||
где множитель |
1,2 учитывает междуслоевую изоляцию |
и разбуха |
|||||
ние обмотки при намотке и пропитке. |
с учетом |
междуслоевой и |
|||||
Радиальный |
размер |
всех |
обмоток |
||||
междуобмоточной изоляции |
|
|
|
|
|||
|
|
бр = 6i+ |
б2 + бп+ (п —1)б0, |
|
(1.20)* |
||
где п — число обмоток. |
|
и магнитопроводом |
имеется зазор |
||||
Между |
гильзой каркаса |
||||||
б3аз= 0,5-М |
мм. Свободный промежуток в окне магнитопровода от |
||||||
поверхности последней обмотки до ярма в броневом трансформа торе
бс= с —бзаз—6Г—бр |
(1.21) |
и между поверхностями наружных обмоток двух стержней в транс форматоре стержневого типа
бс= |
е - 2 (бзаз+ |
бг+ б р). |
( 1.22) |
В выражениях (1.21) |
и (1.22) с |
— ширина |
окна магнитопрово |
да. Свободный промежуток должен быть не менее 1-М мм (чем больше мощность трансформатора, тем больше бс). Если свобод ный промежуток меньше указанного, то нет уверенности в том, что обмотки разместятся на сердечнике. В этот случае следует выб рать магнитопровод с большей площадью окна или увеличить элек тромагнитные нагрузки — либо магнитную индукцию, либо плот
ность тока. Если свободный промежуток окажется больше |
5-f-8 мм |
(в зависимости от мощности трансформатора), то также |
необхо |
димо произвести новый расчет.
Вес меди каждой обмотки |
|
|
|
|
|
= ш<£</,1(Г3 , кг, |
|
|
(1.23) |
||
где Wi — число витков обмотки; gi — вес одного |
метра |
провода, г; |
|||
/,•— средняя длина витка обмотки, м; |
г — номер |
обмотки. |
|||
Вес меди всех обмоток GMO= GMI + Gm2+ |
+GMn. Вес 1 м про |
||||
вода известен из табл. П2.1 |
после |
выбора проводов |
обмоток, а |
||
средние длины витков обмоток равны |
(см. рис. 1.11): |
|
|||
li = 2 (а |
b “I- тс r^) 10 |
м, |
|
(1.24) |
|
23
■где |
|
|
Г1 = «мэ+ 6Г+ ( i - l) 6 0- f - + |
£ а,. |
(1.25) |
|
1 |
|
Потери в меди каждой обмотки при |
температуре |
провода |
Ю0-М05°С |
|
(1.26) |
Л., = 2 ,7 i\G H l» вт, |
|
|
где /г — плотность тока в i-й обмотке, а!мм2. |
|
|
Суммарные потери в меди всех обмоток |
|
(1.27) |
Рм. = Рмг+ Рм,+ Рм.+ |
|
|
а кпд трансформатора |
|
|
Л = Р/(Р+Рст + Рм.), |
|
(1.28) |
где Р —Р2— полезная мощность в нагрузке для двухобмоточного трансформатора и автотрансформатора; Р= Р2+Рз — для много обмоточного трансформатора; Р= РИ/3 — мощность на фазу для трехфазного трансформатора.
Активное сопротивление обмоток трансформатора
Гс=Рн |
НЩ |
(1.29) |
9 |
||
|
Ж |
|
где рм — удельное сопротивление |
медного провода, |
которое при |
температуре 105°С равно 2,35-10-2 ом-мм2/м. Остальные величи ны, входящие в эти выражения, определены выше.
Полное активное сопротивление двухобмоточного трансформа
тора, приведенное к первичной обмотке: |
|
Гк=г1 + г'2=г1 + r2 (wJWi)2. |
(1.30) |
Для многообмоточного трансформатора полное активное сопро тивление I-й обмотки, приведенное к первичной обмотке:
ги ^ r l + r'[ =r1 + rl (WjWtf. |
(1.31) |
Активная составляющая напряжения короткого замыкания, вы раженная в процентах:
«а=(/1'*М)Ю0, % , |
(1.32) |
где U1 и h — номинальные напряжения и ток первичной обмотки соответственно.
Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания, выраженная в процентах:
их |
180 Л Г / |
п/ |
(1.33) |
|
vBS^oelO* °* |
/0’ |
|||
|
|
где A W — средние |
ампер-витки, равные |
для |
двухобмоточного и |
||||
многообмоточного трансформатора соответственно: |
|
||||||
|
AW = |
+ (/0 |
|
и |
|
|
|
|
A W = ) |
/ (/lH |
+ /и1а2+ • • • + /лиа,")* + (/0 шх)2; |
|
|||
/ — средняя длина |
всех |
обмоток, м, равная |
для |
двухобмоточного |
|||
и многообмоточного трансформатора соответственно: |
|
||||||
|
/==А + А |
и / =Л + /» + /з+ |
|
+ 1д |
|
|
|
|
|
2 |
я |
|
|
|
|
где /ь /2 — средние длины витков первой, |
второй и т. д. обмоток; |
||||||
п — число |
обмоток; |
v — число стержней, |
несущих обмотки |
(для |
|||
броневого |
и трехфазного трансформатора v = l, |
для стержневого |
|||||
v= 2); В — амплитуда магнитной индукции, |
тл; |
Л0б — высота |
об |
||||
мотки, мм; Sc.a— активное сечение магнитопровода, см2\ б' — рас четный зазор для потока рассеяния, мм, равный для двухобмоточ ного и' многообмоточного трансформаторов соответственно:
g' _ g _J_ Дх+ б2 |
и ф/ _ g _J_ 61 + бд + 63 + .. -бд + (п — 1 ) б0 |
3 |
з |
Напряжение короткого замыкания, выраженное в процентах:
= |
+ |
(1.34) |
Изменение вторичного напряжения при изменении нагрузки от нуля до номинальной, выраженное в процентах:
Аы = Д и 1 + Д и 2 = иасозф2-1-ых8т ф 2. |
(1.35) |
При чисто активной нагрузке (ф2= 0) Ды = «а, %. Вычисленные падения напряжения следует сопоставить с теми, которыми зада лись в (1.14), и уточнить число витков обмоток.
Температура перегрева обмоток относительно окружающей среды может быть определена по формуле
Д Г ^_Рст+_Рмо_оС |
П.36) |
|
<XT SOXJ. 10* |
v |
' |
где Pet и Рио — потери в стали и в меди всехобмоток, вг, |
ат — ко |
|
эффициент теплоотдачи трансформатора; Soxл — общая |
поверх |
|
ность охлаждения, м2. |
|
|
Коэффициент теплоотдачи трансформатора не является величи
ной постоянной и |
зависит как от мощности трансформатора, |
так |
и от частоты тока |
питающей сети, его принимают равным |
ат= |
= (1,1S-1,3)-10- 3 вт/м20С.
Общая |
поверхность охлаждения S0Xn= Sk + S Cскладывается из |
поверхности охлаждения обмотки S* и сердечника, которые для |
|
броневого |
трансформатора равны: Sk^2h06[a+ n(c—4)]10_6, м2\ |
S c~2[(C + H)b + (C + h)a + hb]\Q~*, м2. Все |
размеры указаны на |
рис. 1.5. Для стержневого трансформатора |
Sk ^ 2 h 0d[2a+ b-{-2nX |
X (~ —2)]10“6, м2\ Sc^2[2Ca + b(C+2a)]\0~6, м2. Определив тем
пературу перегрева и прибавив к ней температуру окружающей среды, получим рабочую температуру проводов обмотки. Эта тем пература не должна превышать предельно допустимую величину, на которую рассчитана изоляция применяемого провода. Напри мер, для провода ПЭЛ предельно допустимая температура равна 105°С, а для ПЭВ-2, в зависимости от класса изоляции, 120 и 130°С.
Трансформатор, закрепленный на шасси, рассеивает значитель но большую мощность, так как шасси играет роль теплоотвода, увеличивающего поверхность охлаждения. В крупных радиотех нических трансформаторах с непропитанными обмотками тепло от внутренних слоев обмоток отводится медными шинами, вводимы ми во внутренние слои обмоток и закрепляемыми на шасси.
1.3.ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ
ИТОРОИДАЛЬНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ
•Бели напряжение одной из обмоток (обычно (Вторичной) или потенциал этой обмотки относительно корпуса более 1000 в, то такой транс форматор является высоковольтным или высокопотенциальнььм.
В конструктивном отношении высоковольтные .и высокопоген1Ц'иальные транс форматоры отличаются от трансформаторов, рассчитанных на напряжение до 1000 в, увеличенными изоляционными промежутками, которые уменьшают ко эффициент заполнения окна мапнитопровода медью, увеличивая габариты и вес трансформатора. Кроме того, высоковольтные трансформаторы, используемые в выпрямительных устройствах для питания ускоряющих электродов ламп бе гущей волны, резонаторов клистронов, анодов ооциллографи1ческих трубок и т. д., работают при весьма милых токах вторичной обмотки ((несколько микроампер), ■и поперечное сечение провода выбирается не с точки зрения допустимой то ковой нагрузки, а из условий достаточной их механической прочности. Это также приводит к увеличению габаритов и веса трансформатора, в результате чего увеличиваются -потери в стали -мапнитопровода и в меди обмоток, ток холостого хода и (реактивная намагничивающая мощность, потребляемая из сети для возбуждения магнитного поля, падение напряжения в сопротивлениях
обмоток и уменьшается |
кпд. |
|
|
||
|
Трансформаторы |
с |
рабочим напряжением или |
потенциалом |
обмотки до |
3 |
кв конструктивно |
подобны трансформаторам/ рассчитанным на |
напряжение |
||
до |
1000 в, и отличаются большими изоляционными |
промежутками. Поэтом\ |
|||
расчет таких трансформаторов ведется так же, как описано выше. При расчете
необходимо |
несколько |
уменьшить |
плотность |
тока во вторичной обмотке / |
(на |
10ч-15%) и |
коэффициент заполнения окна |
(мапнитопровода медью /См |
(*на |
||
20ч-40%). |
|
|
|
|
|
В транс форматор ах |
с рабочим |
напряжением или потенциалом обмотай |
бо |
||
лее 3 кв величины / и /См должны быть снижены в большей степени. В таких трансформаторах не допускается открытого исполнения обмотки ВН /(высшего напряжения), и она должна быть покрыта изоляцией необходимой толщины со всех сторон. Расстояние от наружной поверхности .изоляции до мапнитопровода в радиальном и осевом направлениях должно .быть не мен-ее 5 мм. Длина намотки выбирается так, чтобы на один слой обмотки -гириходилось напряжение 2004-250 в, так как -при большем напряжении вследствие перехлестывания край них витков и повреждения изоляции одного .из .проводов возможно замыкание
этих витков. Поэтому при большой высоте озона, когда напряжение, приходя щееся та один слой обмотки более 250 в, обмоггку высокого .напряжения разде ляют по высоте окна на несколько последовательно соединенных катушек, изо лированных друг от друга.
Трансформаторы |
с тороидальным |
мапнитопроводом отличаются от |
броне |
|
вых и стержневых |
отсутствием немагнитного зазора в магнитопроводе |
и |
зна |
|
чительно более сложной конструкцией |
обмоток. Отсутствие немагнитного |
про |
||
межутка позволяет увеличить машинную индукцию, которая .при частоте тока 400 гц для маг.иито»прювод'а из ленточной стали ЭЗЗО толщиной 0;1б мм выби рается равной l/7-r-il,5 тл для трансформаторов мощностью Р= 10-=-100 ва и 1,5-7-1Д5 тл для трансформаторов мощностью Я=100ч-300 ва. Плотность тока обычно выбирается / = 7-f-4 а/мм2 при />=104-100 ва и /= 44-2,5 а/мм2 при />=11004-300 ва.
Особенностью конструкции обмоток тороидального трансформатора являет ся то, что они имеют мало слоев и радиальный размер каждой обмотки на внутренней 'окружности ггороида больше, чем на внешней. Числа витков и диа метры проводов всех обмоток ограничиваются тем, чтобы после укладки на
магнитопроваде всех обмоток и (изоляции внутри тороида |
осталось отверстие |
с диаметром, на '1—2 мм большим проходного диаметра |
намоточного станка. |
1.4.ПОРЯДОК РАСЧЕТА ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ
|
Заданными |
величина ми /при |
расчете |
трансформатора явля |
||
ются следующие: |
напряжение |
питающей |
сети |
U\ |
и |
вторичных обмоток V2t |
Уз, (в); мощности |
Pi, Рз(ва) |
или токи |
/ 2, h (a ) |
вторичных обмоток; частота |
||
тока питающей сети f (гц).
Р а с ч е т т р а н с ( ф о р м а т о р а в е д е м в с л е д у ю щ е м п о р я д к е : 1. Определяем суммарную мощность вторичных обмоток: Р = Р 2+ Р 3; для трехфазного трансформатора— мощность на фазу />=/>2/3; для -автотрансформато
ра — электромагнитную МОЩНОСТЬ P = Pi(\— t/н.н/^вн).
2.Выбираем конфигурацию машитопро вод а, учитывая рекомендации, при веденные выше, марку стали и толщину пластин или ленты в соответствии с заданной частотой тока шитающей сети.
3.По ф-ле |(1Л) определяем величину ScS0j выбрав В, j, Км, Кс в соответ ствии с мощностью Р но соображениям, указанным выше. По ф-ле i(il.3) опре деляем ориентировочню ширину стержня магнитопровода.
4. По табл. П.1 приложения выбираем магнитол ров-од и выписываем из таблицы его размеры.
5.По ф-ле (1.4) определяем потери в стали.
6.По ф-лаМ (1.5) — (1.7) определяем относительные значения активной и
реактивной составляющих, |
а также абсолютное |
значение |
тока |
холостого хода. |
||||||
|
7. Определяем токи |
и |
поперечное сечение |
проводов |
всех |
обмоток |
q \ , q% |
|||
в соответствии с выбранной плотностью тока из выражений |
(1.9), |
(1.12). По |
||||||||
табл. П.2 приложения выбираем |
стандартные провода, сечения |
которых |
близки |
|||||||
к |
вычисленным, и выписываем |
из таблицы марку провода, поперечное |
сечение |
|||||||
qt, |
qi |
диаметр проводов |
с изоляцией dlt d2 |
и без нее |
d 1§ |
d2 |
вес |
одного |
||
метра |
провода gi, S2 |
.Вычисляем действительную плотность |
тока |
в обмотках |
||||||
исреднее ее значение.
8.По ф-лаМ |(»1ЛЗ), (l.il4) определяем числа витков всех обмоток транс
форматора.
9. (Выбрав ^золицию обмоток в зависимости от их рабочих напряжений и .потенциалов, .под которыми они находятся, производим конструктивный расчет
обмоток. По ф-Дам |
(1.15) — (1.22) |
определяем |
высоту обмотки, число |
витков в |
|
одном слое, число |
слоев, радиальный размер, свободный |
промежуток в окне |
|||
матнитопровода. |
(1.23) — (1.27) |
определяем |
суммарные |
потери в |
проводах |
10. По ф-лам |
|||||
обмотки. |
|
|
|
|
|
11. По ф-ле |
(1.28) |
определяем кпд трансформатора. |
сопротивление |
каждой |
|||||||||||||||||||||
12. По |
ф-лам |
(1.29) — (1.31) |
определяем |
активное |
|||||||||||||||||||||
•обмотки и полное соорбнивление -всех обмоток, приведенных к первичной. |
|
||||||||||||||||||||||||
13. По |
ф-лам (1.32) — (1.35) |
определяем активную и реактивную составляю |
|||||||||||||||||||||||
щие, |
полное (напряжение |
короткого |
замыкания, |
-изменение напряжении |
вторич |
||||||||||||||||||||
ной обмотки при изменении нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
>14. Из |
(1.36) определяем АТ и рабочую температуру обмоток. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
П р и м е р |
р а с ч е т а |
т р а н с ф о р м а т о р а . |
Требуется |
рассчитать |
бро |
||||||||||||||||||||
невой |
трансформатор |
со |
|
следующими |
|
данными: напряжения |
обмоток |
£Л= Ы5 в, |
|||||||||||||||||
U2=250 в, ток нагрузки |
h =0,8 а, частота тока |
питающей сети |
/= 400 |
гц. |
|
||||||||||||||||||||
Расчет ведем в следующем порядке: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1. -Расчетная мощность Р = 250*0,8= 200 ва. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
2. Так как частота тока |
сети /= 4 0 0 гц, выбираем ленточный машитопровод |
||||||||||||||||||||||||
из стали ЭЗЗО толщиной 0,15 мм. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
3. |
Из |
графиков |
рис. |
|
1.7 по величине расчетной мощности Р определяем |
ве |
|||||||||||||||||||
личины т|, |
|
В, j |
(т]=0,95; |
|
В=/1,4 тл\ /= 3 ,5 а!мм2). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Величину /См определяем по табл. 1.6: /См«0,28. Значения Кс находим по |
|||||||||||||||||||||||||
табл. (1.7: /Сс=0,9. Из выражения |
(1Л) |
|
определяем |
ScSo |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
~~ |
|
|
1 + Л |
|
р Юа |
|
|
|
1 + |
0.95 |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
с |
0 |
|
|
г) |
4MfBjKuKc |
|
|
0.95 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
__________ 200-10»_____________ 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
Х 4,44 -400 -1 ,4 -3 ,5 -0 ,2 8 -0 .9 |
|
~ 18-7 с м - |
|
|
|
|
|||||||||||||||
Считая, что трансформатор должен иметь минимальный вес, из (1.3) опре |
|||||||||||||||||||||||||
деляем граничные значения а (см): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
для у = |
1 |
а = |
0 ,8 I/ S CTSOK = 0 |
, 8 |
1 8 . 7 = |
1,66 |
см; |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
для у = 2 |
а = |
0 ,6 7 V-SCTSOK == 0*6? V 18.7 = |
|
1.4 |
см. |
|
|
|
||||||||||||||
4. По табл. П1.2 приложения |
выбираем магнитапровод |
Ш Л16X20. Размеры |
|||||||||||||||||||||||
магнитопровода: а—16 мм, 6 = 4 0 |
мм, с = 16 Мм, С= 64 |
мМ, Н = 56 мм, 6 = 20 |
мм. |
||||||||||||||||||||||
Активная площадь сечения магнитопровода <Sc.a=2,8 см2; средняя длина |
|||||||||||||||||||||||||
магнитной силовой линии |
/с= 13,6 см; |
величина |
5 с5о=20,5 |
смк; |
активный |
объем |
|||||||||||||||||||
магнитопровода |
Vc.a=38,1 |
см3; вес магнитопровода |
С?Ст=295 |
г. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
5. |
Из |
графиков |
рис. |
|
1.8 и 1.9 определяем величину удельных потерь рСт |
||||||||||||||||||||
для стали |
ЭЗЗО толщиной |
0,15 мм (рогп=2\ вт/кг) и величину удельной намаг |
|||||||||||||||||||||||
ничивающей мощности qc (<7с= 145 вар/кг). Из |
(1.4) |
определяем потери |
в ста |
||||||||||||||||||||||
ли Рст: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рст= Рсг^ст= 21 0,295 = |
6,2 |
вт. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
6. |
|
|
Из выражений |
(1.5) — (1.7) |
|
определяем |
ток |
холостого |
хода |
и |
его |
состав |
|||||||||||||
ляющие: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РСТ |
|
|
|
100-6.2 |
= |
3,1%; |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
/а = - ^ 100%=- |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b |
= |
qcG, |
lOOo/o = |
145-0.295 |
100 = |
21.4»/.; |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
V |
|
■ - 20Q |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
-о = |
]/" ia + ‘p |
= / 3 . 1 » + |
21.4» = |
21. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Из |
выражения |
(1.8) |
|
определяем |
|
величину |
тока |
Л, |
при |
этом |
величину |
||||||||||||||
cos cpi принимаем |
равной |
0,95: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
Л = |
|
|
|
Р |
|
|
|
|
200 |
|
|
= |
1.94 |
а |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Ux Т] COS фх |
|
----------------------115-0,95-0,95 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
21,6
|
|
|
|
100 |
А |
100 |
1,94 = 0,42 а. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
7. Из |
выражений |
(1.12) |
определим |
поперечные |
сечения |
проводов |
обмо |
||||||
ток: <7|= / i / / = |
1,94/3,6=0/55 мм2; |
q2 = *2//=0,8/3,6=0,23 |
мм2. |
|
|
|
|
||||||
Выбираем |
провод |
1марки |
ПЭВ-1: |
<71=0,5411 |
г м2; |
d\ =0,83 |
мм; |
<*i = 0,89 мм; |
|||||
#1=4,81 г и <72=0,2376 мм2; d2 =0,55 мм; <*2=0/6 мм; £2=2,11 г. |
|
|
|
|
|||||||||
Определяем действительную плотность тока в обмотках: |
/i = /i/<7i = |
||||||||||||
=1,94/0,54.11=3,68 а/мм2; / 2= I2/qz=0,8/0,2376=3,4 |
а/мм2. |
|
j = |
V |
____ |
||||||||
Средняя |
плотность тока / |
в |
обмотках |
трансформатора: |
/ 1/2 = |
||||||||
= У 3,58 |
3 ,4 = 3,5 ам/мм*. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
8. Из (1ЛЗ), /(.1.Л4) определяем число витков пер.вичной и |
вторичной |
обмо |
|||||||||||
ток. Величины Atti и Аи2 |
определяем |
из трафиков рис. |
К10 |
(A«i = 1,2%; |
|||||||||
А</2=1,5%): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
£--1,г(1+Т^)-250(,+ш)=25,*;
|
WI = |
Ег 10* |
|
|
113.610* |
163; |
|||
|
4.44/SSca |
|
4 .44 - |
|
= |
||||
|
|
|
400-1.4-2.8 |
|
|||||
|
«!, = ■ |
£,’10* |
|
_______ 254________ = |
363. |
||||
|
|
4,44/£ S c а |
|
4 .44 - |
400-1,4-2,8 |
|
|||
9. |
Конструктивный |
.расчет |
|
обмоток. |
Из |
(1-15) |
найдем Аов : /г0б= |
||
=А—26.»— (1-7-2) = 4 0 —3— 1=36 мм. |
|
|
|
|
|||||
Из (1.16) найдем число витков в одном слое: |
|
|
|||||||
|
N1 = |
Арб |
|
1 = |
36 |
|
35; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kydt |
|
|
1.1-0.89 |
|
|
|
|
JV,= |
Аоб |
|
|
36 |
|
: 53. |
|
|
|
|
|
1.1 0.6 |
|
|||||
|
|
|
Kydt |
|
|
|
|
||
Из |
(.1-1(7) определим число рядов каждой |
обмотки: |
|
||||||
|
м |
Wl |
163 с м |
0's |
363 |
|
|||
|
л<1=^ |
= ^ |
' Я:!5:УИа= ^ |
= ' й да7- |
|||||
Из .(11.19) определяем радиальные размеры каждой обмотки:
6, = 1 . 2 ^ ! = 1.2-5-0.89 = 5.35 мм;
6 , = \.2М ^г = 1.2-7-0.6 = 5.05 мм.
Из (1.20) определяем радиальный размер всех о-бмоток:
5р =5 61 -f- 6, -f- йд = 5,35 “j- 5,05 -f- 0, 3= 10,43 мм.
Из -(1.21) определяем свободный .промежуток ,в окне маонгитопровода:
йс = с -— бзаз — бГ — 6р = 1 6 — 1 — 2 — 10.43 = 2,57 мм.
10. Из |
(1.23)—;(rl.27) |
определяем |
суммарные |
потери |
|
в проводах |
обмотюи |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
б, |
= 1+ 2 + |
5.35 |
== ^»67 мм> |
|
||||||||
|
|
|
г\~ б3аз + $r + |
|
^ |
|
|
|||||||||||||
/1 = 2 ( а + 6 + |
я г 1)10- 3 |
= |
2 ( 1 6 + 2 0 4 |
3.14-5,67) 10- э |
= 0.108 |
ж; |
||||||||||||||
|
|
G„i = |
« а д А К Г 3 |
= |
163-4.81 -0.108 |
10~3 = |
0.085 кг-, |
|
||||||||||||
г2 = |
бзаз + 6г 4" |
4* |
2 |
Ч~ |
= |
|
1 + |
2 + |
5,35 + |
2,52 + |
0,3 = |
11,17 мм- |
||||||||
(2 = 2 (а + |
5 + |
л r2) 10- 3 |
= 2 ( 1 6 |
+ 20 + |
3.14-11.17) 10“ 3 |
= 0 . 1 4 2 |
м- |
|||||||||||||
|
|
G |
, j = |
« s/s 10"3 |
= |
363-2,11-0.142-10—3 = 0,108 кг; |
|
|||||||||||||
|
|
|
РМ1« 2 ,7/f GM1 = |
2,7- 3 ,58г-0 ,085 = |
2,94 |
вт\ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
Риг « |
2 .7 /|0 М2 = |
2.7-3,42-0.108 = |
3.35 |
вт\ |
|
|
|||||||||||
|
|
|
Ри = Рт + Риг = 2.94 + 3,35 = |
6.29 |
от. |
|
|
|||||||||||||
И. Из выражения |
(-1.28) определяем кпд трансформатора: |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
П — |
|
|
Р |
|
|
= |
|
200 |
|
|
= |
0,94 |
|
|
||||
|
|
Я + Р ст + |
Рм |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
200 + 6,2 + 6.29 |
|
|
|
|
||||||||||
12. |
Из |
(1.29), '.(.1.30) |
определяем величину сопротивлений rit г2, г к- |
|
||||||||||||||||
|
|
|
г1= |
hwi |
|
п |
|
, |
о 0.Ю8 |
163 |
|
_ |
ом; |
|
|
|||||
|
|
|
р ------ |
<7i |
= 2,35 |
|
10 |
2 --------------- |
0,5411 |
= |
0,77 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
г2 = |
|
U w |
О |
|
|
|
о„ 0.142-363 |
= |
5,1 |
ом; |
|
|
|||||
|
|
|
р — |
= |
2.35-10“ 2 |
0.237 |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Яг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
/ щ \ 2 |
|
|
|
|
/163\2 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0 -7 7 + 5 -| (з й ) - ‘ ■7 9 “ - |
|
||||||||||
13. |
Из |
.(-1.32)—,(1.35) |
определяем величины иа, |
их, ин, Ди: |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
ыа = |
11нгк |
|
|
1,94-1,79 |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
~г1 |
ЮО = |
|
' |
1 0 0 « 3%; |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Ui |
|
|
|
115 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
ti + h |
|
|
0.108 + |
0.142 |
|
_ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
/ = ~~2~' |
= |
----------- |
|
2----------- |
|
= |
0.125 |
|
ж; |
|
|
|||||
|
|
|
|
л г = у |
|
|
|
|
|
+ |
( / Л )2 = |
|
|
|
||||||
|
|
= |
л / |
(1.94-163 + |
0.8-363)2 |
+ (0 .42 • 1 бЗ)2 = |
4,3 -102 - |
|
||||||||||||
|
|
у |
----------------- |
|
|
2--------------— |
|
|||||||||||||
|
|
*, . |
|
. |
6 х + 6 2 |
|
, |
я , |
5.35 + |
5,05 |
„ _ |
|
|
|||||||
|
|
о |
= 6 0 + ------ |
|
------- |
= |
|
0,3 + ---------- |
|
^--------- |
|
|
= |
3,77 жж; |
|
|||||