Файл: На курсовую работу Силовой трансформатор.doc

Примечание. В числителе указаны значения магнитной индукции в стержне сердечника трансформатора, а в знаменателе – значения плотности тока в обмотках.

Определяют отношение сечения стержня к площади окна сердечника

Q_ст K_ок

K_Q = —— = 2,22 —— С₁² , (2.2)

Q_ок К_ст
где K_ок – коэффициент заполнения окна медью (табл. 2.6); Q_{ок –} сечение окна магнитопровода, мм²

Значение K_Q должно находиться в пределах, рекомендуемых табл. 2.7, иначе необходимо изменить коэффициенты K_ок и . После этого вычисляют размеры окна и сердечника с учетом рекомендаций, представленных в табл. 2.7,

Q_ст

Q_ок= ——; Q_ок= h c; Q_ст= a b, (2.3)

K_Q
где h – высота окна сердечника, мм; с – ширина окна сердечника, мм; а – ширина стержня, мм; b – толщина пакета, мм.

Для пластинчатых (шихтованных) сердечников основным параметром является ширина стержня (а), которую определяют из формулы (2.3) и выбирают из следующего ряда: 1.5, 2.0, 2.5, 3, 4, 5, 6, 8, 9,10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 64, 80, 100 мм. По выбранному параметру вычисляется другой (б) b.

Таблица 2.6

Выбор коэффициента заполнения окна

Тип сердечника	Рабочее напряжение, В	Частота, Гц	Коэффициент заполнения окна при при Sр, В·А
			5–15	15–50	50–150	150–300	300–1000
Броневой (Ш)	До 100 От 100 до 1000	50,75	0,22–0,29 0,19–0,25	0,29–0,3 0,25–0,26	0,3–0,32 0,26–0,27	0,32–0,34 0,27–0,3	0,34–0,38 0,3–0,33
Броневой (ШЛ)	До 100 От 100 до 1000	50,75	0,15–0,27 0,13–0,23	0,27–0,29 0,23–0,26	0,29–0,32 0,26–0,27	0,32–0,34 0,27–0,30	0,34–0,38 0,30–0,33
Стержневой (ПЛ)	До 100 От 100 до 1000	50,75	0,14–0,25 0,12–0,21	0,25–0,28 0,21–0,24	0,28–0,29 0,24–0,25	0,29–0,30 0,25–0,30	0,30–0,35 0,30
Броневой (Ш)	До 100 От 100 до 1000	400	0,22 0,19	0,22–0,27 0,19–0,23	0,27–0,29 0,23–0,25	0,29–0,30 0,25–0,26	0,30–0,34 0,26–0,30
Броневой (ШЛ)	До 100 От 100 до 1000	400	0,17–0.20 0,13–0,17	0,20–0,22 0,17–0,19	0,22–0,29 0,19–0,25	0,29–0,30 0,25–0,26	0,30–0,34 0,26–0,30
Стержневой (ПЛ)	До 100 От 100 до 1000	400	0,18 0,15	0,18–0,25 0,15–0,21	0,25–0,28 0,21–0,24	0,28 0,24	0,28–0,30 0,24–0,30

---

Таблица 2.7

Сводные данные по стандартным сердечникам

Тип сердечника	Серия	Q = Qст/ Qок	Размеры, мм
			b/а	h/c
Броневой пластинчатый	Ш	0.22 – 1.0	0.6 – 2.5	2.5
Броневой ленточный	ШЛ	0.4 – 0.8	1 – 2	2.5
Стержневой ленточный	ПЛ	0.25 – 0.5	1.25 – 2	1– 3.76
Стержневой ленточный	ПЛМ	0.62 – 1.25	1.45 – 1.48	1.47– 3

Для ленточных сердечников основным параметром является толщина пакета b, которая равна ширине ленты, вычисляется по формуле (2.3) и выбирается из ряда: 5 , 5.6 , 6.3 , 6.5, 7.1, 8, 9, 10, 11.2, 12, 12.5, 14, 15, 16, 18, 20, 22.4, 25, 28, 32, 35.5, 40 , 45, 50, 56, 64, 71, 80, 90,100, 240 мм. По выбранному параметру определяется другой (а).

---

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА ВИТКОВ ОБМОТОК
ТРАНСФОРМАТОРА

При расчете трансформатора на минимум стоимости обмотку с наименьшим диаметром провода выгодно располагать на стержне первой, так как это дает экономию в затратах. В остальных случаях первой обычно наматывается сетевая обмотка, а затем вторичные – в порядке возрастания диаметра провода.

Для оценки порядка расположения обмоток предварительно определяют токи

S_р S₂ S₃

‘₁=  ; ₂=  ; ₃=  , (3.1)

U₁ U₂ U₃
а при одинаковой средней плотности тока диаметр провода будет пропорционален току в соответствующей обмотке.

Выбрав расположение обмоток, определяют ЭДС по формулам:
E₁= U₁ (1 – U₁10^-2) ; E₂= U₂ (1 + U₂10^-2) ;
E₃= U₃ ( 1 + U₃ 10^-2 ), (3.2)
где U₁, U₂, U₃ – падение напряжения на обмотках трансформатора от номинальных значений напряжений соответствующих обмоток, %.

Рассчитывая трансформатор при заданном падении напряжения, следует принимать

U₁₂

U₁= U₂= ———; U₃= U₁₃ – U₁, (3.3)

2
где U_12, U₁₃ – падения напряжения на вторичных обмотках трансформатора при номинальной нагрузке (заданы в исходных данных),%.

---

Рассчитывая трансформатор при заданной максимальной температуре, значения U₁, U₂, U₃ выбирают в табл. 3.1 по величине расчетной мощности и частоте для выбранной конфигурации магнитопровода.

Таблица 3.1

Падения напряжения в обмотках трансформатора

Тип сер­дечника	Величина, U, %	Частота, Гц	Расчетная мощность Sр , В·А
			5–15	15–50	50–150	150–300	300–1000
Броневой (Ш, ШЛ)	U1 U2 U3	50,75	20–13 21–15 29–20	13–6 15–8 20–11	6–4,5 8–7 11–9	4,5–3 7–5 9–7	3–1 5–2 7–2
Стержневой (ПЛ)	U1 U2 U3	50,75	18–12 28–14 38–20	12–5,5 14–7 20–10	5,5–4 7–5 10–7	4–3 5–3 7–5	3–1 3–2 5–2
Броневой (Ш, ШЛ)	U1 U2 U3	400	10–8 8–7,2 11,5–9,7	8–4 7,2–4,2 9,7–5,7	4–1,5 4,2–1,7 5,7–2,3	1,5–1,0 1,7–1,0 2,3–1,4	1,0–0,5 1–0,4 1,4–0,6
Стержневой (ПЛ)	U1 U2 U3	400	7–5 6,8–5,5 9,2–7,5	5–2 5,5–5,1 7,5–3,5	2–1 5,1–1,3 3,5–1,7	1–1 1,3–0,9 1,7–1,2	1–0,5 0,9–0,4 1,2–0,6

---

ЭДС одного витка, В, и число витков каждой из обмоток трансформатора определяют по следующим формулам:
Е’_в= 4,44 · ·B_c ·Q_ст· К_с· 10^-6 , (3.4)

Е₁ Е₂ Е₃

W’₁= —— ; W’₂= —— ; W’₃= —— . (3.5)

Е’_в Е’_в Е’_в
где Е’_в – ЭДС одного витка, В; W’₁, W’₂, W’₃ – число витков соответствующих обмоток трансформатора.

Число витков обмотки низшего напряжения округляют до ближайшего целого числа с соответствующим перерасчетом ЭДС витка, величины индукции в стержне и чисел витков в других обмотках

W’₃ W’₃ W₃ W₃

Е_в= Е’_в —— ; B_с= B_СТ ——; W₁= W’₁ ——; W₂= W’₂ —— . (3.6)

W₃ W₃ W’₃ W’₃
где Е_в, B_с, W₁, W₂, W₃ – действительные значения ЭДС одного витка, магнитной индукции в стержне и числа витков в обмотках трансформатора.

---