Файл: Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта.docx
Добавлен: 12.01.2024
Просмотров: 89
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
см2
Площадь окна с учетом возможной неполноты заполнения слоев обмотки.
При намотке на каркасе осевую длину обмотки находят по формуле ho6= (h -1) - 2 из, мм,
где из- толщина каркаса, обычно равная 1÷3 мм, определяется требованиями его механической прочности.
В примере принимаем из= 2мм, тогда
ho6= (h -1) - 2 из= (80 -1) - 2 • 2 = 75 мм.
Далее находим число витков в одном слое каждой обмотки:
мотки, определяемый по табл. 1.
где - коэффициент укладки провода для соответствующей обмотки, определяемой по Табл.1
Зная число витков в одном слое, находим число слоев каждой из обмоток:
Эти числа необходимо округлить до большего целого числа.
Определим
Выбрав междуслоевую изоляцию, находим радиальные размеры обмоток:
Определим
При более высоких рабочих напряжениях применяем формулу
где .
По табл.5.7 находим величину испытательного напряжения
= Кв ) + мм,
Где Кв = 1,05 -1,2 - коэффициент выпучивания, учитывающий разбухание катушки при намотке и пропитке;
2 - 5 мм - расстояние от катушки до ярма магнитопровода;
0 = из - толщина изоляции при намотке на каркас.
Катушка размещается в окне магнитопровода, если с’≤с.
Приняты: толщина каркаса = 2 мм, расстояние от катушки до ярма магнитопровода ε3 = 2 мм, Междуобмоточная изоляция = 0,24 мм (по табл. 1 по наибольшему испытательному напряжению = 1600В и dи= (0,4÷1,0) мм принято три слоя бумаги К-08 толщиной 0,08 мм), аналогично = 0,36мм (по табл.3 по наибольшему испытательному напряжению
= 1550 В и = (1 ÷1,5) мм, принято три слоя бумаги К-12 толщиной 0,12 мм).
Необходимая ширина окна магнитопровода для размещения катушки.
= Кв ) + мм
= 1,2(2 +7,1+ 0,24 +6,7+ 0,36 + 8,3+ 0,12) + 2 = 31,81 мм.
с’ = 31,81 мм <с = 32 мм. Катушка размещается в окне выбранного сердечника магнитопровода.
В данном примере
см
см.
Общая масса меди обмоток трансформатора:
Суммарные потери в меди обмоток
Суммарные потери в меди обмоток
Рм= Рм1+Рм2 +Рм3 =9,15+3,77+1,76 =14,7 Вт.
При пластинчатом магнитопроводе масса стержня
кг
Масса ярма
где = 7,8 г/см3 - удельная масса стали;
- длина ярма, см (см.рис.1 в)
=3,2+2*(3,2+1,6)=12,8 cm
Qя=b*αβ= 5,5*1,6=8,8 см
Масса магнитопровода
кг
По полученным значениям Gи Gнеобходимо определить величину Она должна находиться в пределах, которые рекомендованы в начале расчета.
,12.
При пластинчатых магнитопроводах и частоте 50 Гц определяются
- потери в стержне
- потери в ярме
Где К = 1,1÷ 1,3 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь в магнитопроводе вследствие штамповки и наличия стяжных шпилек или болтов для его сборки;
= 1,2 Вт/кг - удельные потери в стали марки 1512 с толщиной ’/50 листа 0,35 при индукции 1,0 Тл и частоте 50 Гц;
и - окончательные значения магнитной индукции в стержне и ярме, Тл.
Эти величины определяются по формулам
=1,45* = 1,45 Тл
определяется, как и в предыдущем случае при пластинчатом магнитопроводе.
Потери в стали
где = 2,8 Вт/кг - удельные потери для магнитопроводов трансформаторов, предназначенных для общего применения. Повышенное значение удельных потерь связано с наличием стыков, величина которых зависит от технологии изготовления.
Для трансформаторов при частоте 50 Гц это отношение обычно составляет
Полученный результат находится в рекомендуемых пределах (1,25÷2,5).
Намагничивающий ток при пластинчатых магнитопроводах броневого типа находится на основании закона полного тока:
А
= h- длина магнитной силовой линии в стержне, см;
h+ 2c+ a+ ая = 8+2*3,2+3,2+1,6=12,8 см- длина средней магнитной силовой линии в ярме трансформатора, см;
= 0,004 см - величина эквивалентного воздушного зазора.
Ток холостого хода
Далее определяем значение тока холостого хода в процентах по отношению к номинальному току первичной обмотки:
Которое должно находиться в пределах 30÷50% при частоте 50 Гц. В относительных единицах расчетный ток холостого хода равен 0,25 от , что незначительно отличается от предварительно принятого значения тока и находится в допустимых пределах для ленточных сердечников магнитопровода = (0,1 ÷0,3) .
Активные сопротивления обмоток
-первичная
-вторичные
Площадь окна с учетом возможной неполноты заполнения слоев обмотки.
-
Укладка обмоток на стержне магнитопровода
При намотке на каркасе осевую длину обмотки находят по формуле ho6= (h -1) - 2 из, мм,
где из- толщина каркаса, обычно равная 1÷3 мм, определяется требованиями его механической прочности.
В примере принимаем из= 2мм, тогда
ho6= (h -1) - 2 из= (80 -1) - 2 • 2 = 75 мм.
Далее находим число витков в одном слое каждой обмотки:
мотки, определяемый по табл. 1.
где - коэффициент укладки провода для соответствующей обмотки, определяемой по Табл.1
Зная число витков в одном слое, находим число слоев каждой из обмоток:
Эти числа необходимо округлить до большего целого числа.
Определим
Выбрав междуслоевую изоляцию, находим радиальные размеры обмоток:
Определим
При более высоких рабочих напряжениях применяем формулу
где .
По табл.5.7 находим величину испытательного напряжения
= Кв ) + мм,
Где Кв = 1,05 -1,2 - коэффициент выпучивания, учитывающий разбухание катушки при намотке и пропитке;
2 - 5 мм - расстояние от катушки до ярма магнитопровода;
0 = из - толщина изоляции при намотке на каркас.
Катушка размещается в окне магнитопровода, если с’≤с.
Приняты: толщина каркаса = 2 мм, расстояние от катушки до ярма магнитопровода ε3 = 2 мм, Междуобмоточная изоляция = 0,24 мм (по табл. 1 по наибольшему испытательному напряжению = 1600В и dи= (0,4÷1,0) мм принято три слоя бумаги К-08 толщиной 0,08 мм), аналогично = 0,36мм (по табл.3 по наибольшему испытательному напряжению
= 1550 В и = (1 ÷1,5) мм, принято три слоя бумаги К-12 толщиной 0,12 мм).
Необходимая ширина окна магнитопровода для размещения катушки.
= Кв ) + мм
= 1,2(2 +7,1+ 0,24 +6,7+ 0,36 + 8,3+ 0,12) + 2 = 31,81 мм.
с’ = 31,81 мм <с = 32 мм. Катушка размещается в окне выбранного сердечника магнитопровода.
-
Определение средней длины витков обмоток
В данном примере
см
см.
-
Определение массы меди обмоток
Общая масса меди обмоток трансформатора:
-
Определение потерь в меди обмоток
Суммарные потери в меди обмоток
Суммарные потери в меди обмоток
Рм= Рм1+Рм2 +Рм3 =9,15+3,77+1,76 =14,7 Вт.
-
Определение массы стали магнитопровода
При пластинчатом магнитопроводе масса стержня
кг
Масса ярма
где = 7,8 г/см3 - удельная масса стали;
- длина ярма, см (см.рис.1 в)
=3,2+2*(3,2+1,6)=12,8 cm
Qя=b*αβ= 5,5*1,6=8,8 см
Масса магнитопровода
кг
-
Проверка отношения массы стали к массе меди
По полученным значениям Gи Gнеобходимо определить величину Она должна находиться в пределах, которые рекомендованы в начале расчета.
,12.
-
Определение потерь в стали магнитопровода
При пластинчатых магнитопроводах и частоте 50 Гц определяются
- потери в стержне
- потери в ярме
Где К = 1,1÷ 1,3 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь в магнитопроводе вследствие штамповки и наличия стяжных шпилек или болтов для его сборки;
= 1,2 Вт/кг - удельные потери в стали марки 1512 с толщиной ’/50 листа 0,35 при индукции 1,0 Тл и частоте 50 Гц;
и - окончательные значения магнитной индукции в стержне и ярме, Тл.
Эти величины определяются по формулам
=1,45* = 1,45 Тл
определяется, как и в предыдущем случае при пластинчатом магнитопроводе.
Потери в стали
где = 2,8 Вт/кг - удельные потери для магнитопроводов трансформаторов, предназначенных для общего применения. Повышенное значение удельных потерь связано с наличием стыков, величина которых зависит от технологии изготовления.
-
Проверка отношения потерь в меди к потерям в стали
Для трансформаторов при частоте 50 Гц это отношение обычно составляет
Полученный результат находится в рекомендуемых пределах (1,25÷2,5).
-
Определение тока холостого хода
Намагничивающий ток при пластинчатых магнитопроводах броневого типа находится на основании закона полного тока:
А
= h- длина магнитной силовой линии в стержне, см;
h+ 2c+ a+ ая = 8+2*3,2+3,2+1,6=12,8 см- длина средней магнитной силовой линии в ярме трансформатора, см;
= 0,004 см - величина эквивалентного воздушного зазора.
Ток холостого хода
Далее определяем значение тока холостого хода в процентах по отношению к номинальному току первичной обмотки:
Которое должно находиться в пределах 30÷50% при частоте 50 Гц. В относительных единицах расчетный ток холостого хода равен 0,25 от , что незначительно отличается от предварительно принятого значения тока и находится в допустимых пределах для ленточных сердечников магнитопровода = (0,1 ÷0,3) .
-
Определение активных сопротивлений обмоток
Активные сопротивления обмоток
-первичная
-вторичные