расчет трансформатора малой мощности

Для определения относительных индуктивных сопротивлений рассеяния обмоток сначала рассчитаем следующие величины:
(6.3)
(6.4)
(6.5)

(6.6)
Приближенные значения площадей каналов рассеяния обмоток трансформатора, при размещении обмоток в порядке 1-2-3:

(6.7)

где – толщина межобмоточной изоляции между соответствующими обмотками трансформатора, мм.
Теперь рассчитываем относительные индуктивные сопротивления рассеяния обмоток по формуле:
(6.8)
Определяем относительные индуктивные сопротивления рассеяния каждой из обмоток, подставляя в (6.8) результаты расчетов по (6.3)-(6.7). При этом значение высоту обмотки подставляем в м, а площадь канала рассеяния n-ой обмотки трансформатора в м2:



6.3 Падение напряжения на обмотках трансформатора в относительных единицах при номинальной нагрузке

(6.9)


(6.10)


(6.11)

6.4 Полные падения напряжения на вторичных обмотках трансформатора в относительных единицах
(6.12)
; (6.13)
6.5 Действительные напряжения на вторичных обмотках трансформатора

(6.14)
Проверяем:


Полученные значения U12 % и U13 % при расчетном ограничении по падению напряжения отличаются от заданных не более чем на 2 %,
6.6 Коэффициент полезного действия трансформатора при номинальной нагрузке
(6.15)
где и – активные мощности нагрузок во вторичных обмотках трансформатора, Вт:
(6.16)

Подставляем найденные значения активных мощностей нагрузок в (6.15):

6.7 Коэффициента нагрузки
Значение коэффициента нагрузки при котором КПД трансформатора принимает максимальные значение:
(6.17)


7 ТОК ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

При включении трансформатора в сеть переменного напряжения возникает большой всплеск тока, который необходимо учитывать при выборе защитной аппаратуры и определяется выражением:
(7.1)
где – коэффициент включения, определяется по [1] при различных значениях отношения r1/2πƒL1, где
(7.2)
Тогда ток включения равен:

7.2 Кратность тока включения
(7.3)
C учетом тока включения выбираем предохранители в первичной обмотке трансформатора.


8 ВЫВОДЫ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА И СВОДНЫЕ ДАННЫЕ

Так как диаметр проводов для 1-й и 2-й обмоток меньше 0,05-0,2 мм², выводные концы и отводы в трансформаторе выполняем гибким монтажным проводом сечением 0,05 мм² марки МГШДЛ. Для 3-й обмотки, диаметр которой 0,9 мм выводы и отводы делаем обмоточным проводом марки МГШДЛ, причем отводы выполняем петлей.
Конструкция выводов для открытых низковольтных трансформаторов показана на рисунок 8.1. В этой конструкции выводы осуществляются путем припайки проводов обмоток, одетых в изоляционные (полихлорвиниловые или фторопластовые) трубки, к лепесткам, распложенным на изоляционных панелях. Панель с лепестками крепится к стяжной обойме.
С целью уменьшения числа необходимых деталей при намотке катушки на каркас выводные контакты или лепестки закрепляют на одну из его щечек с конструкцией (рисунок 8.2), в которой лепестки размещаются по наружному периметру в торцевых частях катушки.





Рисунок 8.1. Конструкция выводов в низковольтных трансформаторах. Рисунок 8.2. Установка лепестков на катушке в трансформаторе. Трансформатора броневого типа показан на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3. Трансформатор броневого типа с ленточным магнитопроводом

По результатам расчета трансформатора составляем таблицу обмоточных данных, в которой указываются параметры всех обмоток трансформатора.
Таблица 8.1. Обмоточные данные

Наименование параметра Номер обмотки 1 2 3 Марка провода ПЭЛ ПЭЛ ПЭЛ Сечение провода, мм² 0,04909 0,03142 0,6362 Диаметр провода с изоляцией, мм 0,275 0,225 0,96 Число слоев в обмотках 10 5 2 Число витков в слое 67 82 19 Число витков в обмотке 673 406 38 Длина обмотки, м 0,083 0,103 0,136 Масса меди, г 25 12 26 Выводы (марка, сечение) МГШДЛ МГШДЛ 0,05 0,05 0,64 Тип изоляции и толщина, мм: -между слоями – КТН 0,05 ЭИП-63Б 0,11 -между обмотками телефонная бумага, электроизоляционный картон 0,3 -наружная бумага ЭИП-63Б, батистовая лента 0,38 0,38 0,38
Сводные данные:
- напряжение обмоток, мощности и частота………...220/127/12 В; 32,241/10/20 ВА; 400 Гц
тип магнитопровода трансформатора………………………….……….…броневой ленточный
марка стали и толщина……………………………………………………………..……3414/0,15 мм.
токи обмоток и ток холостого хода, А………..………………………..0,147/0,079/1,667; 0,034
масса стали сердечник, кг…………………………………………………………………………..0,126
отношение массы стали к массе меди………………………………………………………..…2,022
потери в стали сердечника, Вт…………………………………………………………………...2,468
потери в меди обмоток, Вт………………………………………………………………………..1,248
отношение потерь в меди к потерям в стали……………………………………..…………..0,506
КПД при номинальной нагрузке…………………………………………………….……………..0,843
Максимальное превышение температуры обмотки над температурой окружающей среды, 0С…………………………………………………………………………..……………………..…45,028
максимальная температура обмотки, 0С……………….………………………………...…..95,028
отношение тока холостого хода к току первичной обмотки……………………………...0,197
полные падения напряжений на вторичных обмотках трансформатора при номинальной нагрузке, %………………………………………………………………...…...………....…….1,355/0,717.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Методическое пособие для выполнения курсовой работы по трансформаторам малой мощности. НЧОУ ВПО «Южно-Сахалинский институт экономики, права и информатики». Южно-Сахалинск: 2012.
Белопольский, И.И., Каретникова, Е.И., Пикалова, Л.Г. Расчет трансформаторов и дрос-селей малой мощности.// И.И. Белопольский, Е.И. Каретникова, Л.Г. Пикалова. - М.: Энергия, 1963. – 263 с.










6








21


2