Файл: На курсовую работу Силовой трансформатор.doc

КПД трансформатора достигает максимального значения при равенстве потерь в меди и стали в соответствии с выражением
Р_ст= К_н² Р_м , (7.19)
где К_н – коэффициент нагрузки трансформатора.

Значение коэффициента нагрузки, при котором КПД трансформатора принимает максимальные значения,

К_н = . (7.20)
Для оптимально спроектированных трансформаторов коэффициент нагрузки принимает значения 0,7÷ 0,89 при частоте 50 Гц и 0,816÷1 при частоте 400 Гц.

---

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКА ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА

П

Рис. 8.1. Зависимость коэффициента включения от параметров трансформатора
ри включении трансформатора в сеть переменного напряжения возникает большой всплеск тока, А, который необходимо учитывать при выборе защитной аппаратуры, и определяют по выражению

910 U₁ В_ст l_ст К_вкл

_вкл=  , (8.1)

1,4 U₁ W₁ + 650 В_ст l_ст r₁ К_вкл
где l_ст – длина средней магнитной линии сердечника, мм (см. табл. 4.2); К_вкл –коэффициент включения, определяют по рис. 8.1 при различных значениях отношения r₁/2L₁, где
L₁ – индуктивность, Гн,

К_ст Q_ст

L₁= 22 W₁²  10^-8. (8.2)

l_ст

Кратность тока включения определяют по формуле
К = _вкл / ₁,
с учетом этого выбирают предохранители в первичной обмотке трансформатора.

9. ВЫВОДЫ ОБМОТОК ТРАНСФОРМАТОРА.
СВОДНЫЕ ДАННЫЕ

Выводные концы и отводы в трансформаторе выполняют гибким монтажным проводом сечением 0,05–0,2 мм² для обмоток, выполненных проводом диаметром менее 0,2–0,35 мм. При напряжении до 127 В применяют монтажный провод марки МГШДО, при напряжении до 220 В – марки МГШДЛ, при напряжении до 500 В – марки МГТФЛ.

При диаметре провода более 0,35 мм выводы и отводы делают обмоточным проводом, причем при диаметрах более 0,9–1,0 мм отводы выполняют петлей. При диаметрах проводов около 2 мм снова переходят к монтажному проводу.

Конструкция выводов для открытых низковольтных трансформаторов показана на рис. 9.1. В этой конструкции выводы осуществляются путем припайки проводов обмоток, одетых в изоляционные (полихлорвиниловые или фторопластовые) трубки, к лепесткам, расположенным на изоляционных панелях. Панель с лепестками крепится к стяжной обойме.

C целью уменьшения числа необходимых деталей при намотке катушки на каркас выводные контакты или лепестки закрепляют на одну из его щечек. Наиболее распространенной является конструкция

---

, приведенная на рис. 9.2, в которой лепестки размещаются по наружному периметру в торцевых частях катушки.

Рис. 9.1. Конструкция выводов в низковольтных трансформаторах	Рис. 9.2. Установка лепестков на катушке в трансформаторе

Конструкции крепления и стяжки ленточных магнитопроводов трансформаторов стержневого и броневого типа показаны на рис. 1.4, 1.5.

По результатам расчета трансформатора составляют таблицу обмоточных данных, в которой указываются параметры всех обмоток трансформатора (табл. 9.1).

Таблица 9.1

Обмоточные данные

Наименование параметра	Номер обмотки
	1	2	3
Марка провода
Сечение провода, мм2
Диаметр провода с изоляцией, мм
Число витков
Число витков в слое
Число витков в обмотке
Длина обмотки, м
Масса меди, г
Выводы (марка, сечение)
Тип изоляции и толщина, мм: – между слоями; – между обмотками; – наружная

Завершают проект сводными данными, где приводят основные расчетные показатели трансформатора:

---

– напряжения обмоток, мощности и частота

– тип магнитопровода трансформатора

– марка стали и толщина

– токи обмоток и ток холостого хода, А

– масса стали сердечника, кг

– удельный расход стали, кг/кВА

– масса меди, кг

– удельный расход меди, кг/кВА

– отношение массы стали к массе меди

– потери в стали сердечника, Вт

– потери в меди обмоток, Вт

– отношение потерь в меди к потерям в стали

– КПД при номинальной нагрузке

– максимальное превышение температуры обмотки
над температурой окружающей среды, ⁰C

– максимальная температура обмотки, ⁰C

– отношение тока холостого хода к току первичной обмотки

– полные падения напряжений на вторичных обмотках
трансформатора при номинальной нагрузке, %
Примечание. Удельный расход стали или меди определяется отношением этих величин к суммарной полной мощности вторичных обмоток трансформатора.

---

10. ПРИМЕР РАСЧЕТА ТРАНСФОРМАТОРА

Выполнить расчет трансформатора малой мощности с двумя вторичными обмотками при заданных параметрах:

– частота питающего напряжения =50 Гц;

– напряжение первичной обмотки U₁=127 В;

– напряжения вторичных обмоток U₂=220 В, U₃=6.3 В;

– мощности вторичных обмоток S₂=30 ВА, S₃=15 ВА;

– коэффициенты мощности cos ₂=0.9, cos ₃=0.7;

– температура окружающей среды Q₀=40 ⁰C;

– расчетное условие минимум массы;

– расчетное ограничение максимальная температура.


Выбор магнитопровода. Конструкцию магнитопровода выбирают на основе расчетной мощности трансформатора, которая при суммарной мощности во вторичных обмотках до 100 ВА определяется выражением
1 1

S_р = — (S₂ + S₃) ( 1 + — ), (10.1)

2 
где  = 0,79 – коэффициент полезного действия трансформатора выбирается по табл. 2.1, тогда
1 1

S_р = — (30 + 15) ( 1 + —— ) = 51 .

2 0.79
На основании рекомендаций табл. 2.2 и 2.3 принимают броневой трансформатор с ленточной конструкцией сердечника серии ШЛ, а в качестве материала выбирают сталь холоднокатаную марки 3411, толщиной ленты 0,35 мм.

Для принятой конструкции магнитопровода по расчетной мощности из табл. 2.4–2.7 принимают ориентировочные значения магнитной индукции, плотности тока, коэффициента заполнения окна и коэффициента заполнения магнитопровода, а результаты сводят в табл. 10.1.
Таблица 10.1

Магнитная индукция, плотность тока и коэффициенты

Магнитная индукция	Плотность тока	Коэффициент окна	Коэффициент стали
Вст=1,65 Тл	jср=2,7 А/мм2	кок=0,26	кст=0,93

Сечение стержня магнитопровода трансформатора, мм²
Q_ст = , (10.2)
где С₁ = 0,7 – постоянный коэффициент для броневого трансформатора;  = 2,5 – отношение массы стали к массе меди при расчете на минимум веса.

---