Файл: Железнодорожного.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТАФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образованияПетербургский государственный университет путей сообщенияКафедра «Электротехника и теплоэнергетика»ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕна курсовой проект«ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯУСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА»Студент Подболоцкий Вадим Олегович гр. АС-032-ЗНоминальные данные проектируемого трансформатора:Линейное первичное напряжение (линейное), U1= 380 В,Номинальные мощности вторичных обмоток: S2 = 25 ВA,S3 = 10 ВAНапряжения вторичных обмоток при нагрузке, U2 = 250 ВU3 = 30 ВЧастота питающей сети, ???? = 50 Гц,Коэффициент мощности : cos φ2 =1cos φ 3 = 0,80Класс изоляции А (105 оС)Максимальная температура окружающей среды 40 оСОхлаждение воздушноеРежим работы продолжительныйДополнительное условие минимум массыВся техническая документация должна удовлетворять требованиям ЕСКД иЕСТППСрок сдачи законченного проекта___ __________ 2023г.Задание принял_ к выполнению ___ __________2022 г.Студент_ _____________________(____________________)Руководитель ___ _____(____2

Введение

---

В современных устройствах автоматики, телемеханики и связи в раз-личных цепях электропитания элементов схем сигнализации, управления,обмоток реле, радиотехнической аппаратуры для преобразования парамет-ров электрической энергии используются трансформаторы малой мощно-сти ТММ.Расчет ТММ имеет ряд особенностей в отличии от расчета обычныхсиловых трансформаторов общего назначения. Так в ряде случаев к нимпредъявляют жѐсткие требования по массогабаритным показателям, эко-номической и энергетической эффективности, по тепловому воздействиюна соседствующее с ним оборудование и собственной тепловой устойчиво-сти.

1. Задание на расчет ТММ

Предлагается произвести расчет однофазного двухобмоточного ТММ,основных размеров его магнитопровода и обмоток, вычисление потерь вних, коэффициента полезного действия и перегрева относительно окру-жающейсреды.СущественнойособенностьюданногоучебногорасчетаТММпосравнению с расчетом трансформаторов большой и средней мощности яв-ляется применение упрощенных формул и ограничение числа определяе-мых величин. Допущения, используемые при расчете, оговариваются в со-ответствующих разделахпредлагаемойметодики расчета.

Особенности трансформаторов малой мощности (ТММ) с воздушным охлаждением

Малые габариты и относительно благоприятные условия охлажденияТММ позволяют обходиться без вентиляционных каналов в сердечнике иобмотках.В связи с небольшими напряжениями обмоток (обычно менее 1000 В)толщина изоляции между обмотками делается малой. Это обуславливаетнебольшие потоки реверсирования. Поэтому в ТММ с воздушным охлаж-дением для частоты сети 50 Гц реактивная составляющая напряжения ко-роткого замыкания в несколько раз меньше активной составляющей и вданномрасчетеейпренебрегаем.Маломощные трансформаторы обычно применяются для питания ав-

---

тономной нагрузки и поэтому на параллельную работу не включаются. По-этому напряжение короткого замыкания в данном случае не является од-ной из исходных величин для расчета (как это имеет местовмощныхтрансформаторах), а определяется в конце расчета для уточнения величи-нынапряженияна вторичныхобмоткахпри нагрузке.Ток холостого хода ТММ велик и достигает 40-50% от номинальногозначения тока первичной обмотки при номинальной нагрузке вторичныхобмоток.Это объясняется значительным влиянием повышенного сопротивле-ния стыков пластин магнитопровода при относительно малом пути маг-нитногопотокапостали(по сравнениюсмощнымитрансформаторами).

---

Материалы, применяемые при изготовлении ТММ

Магнитныематериалы.Кмагнитнымматериалам,используемымдля изготовления магнитопроводов ТММ, предъявляются следующие тре-бования: высокая магнитная проницаемость, малые потери на вихревыетоки и перемагничивание, малая себестоимость. Для изготовления сердеч-ников ТММ в диапазоне от единиц до нескольких сотен вольт-ампер в ка-честве магнитного материала широко используются горяче- и холоднока-таныеэлектротехнические сталиразныхмарок и толщин.Магнитные свойства горячекатаных сталей практически одинаковы вовсех направлениях проката. Холоднокатаные стали обладают меньшимиудельными потерями и значительно лучшими электромагнитными харак-теристиками вдоль направления проката по сравнению с горячекатаными.Поэтомуизгорячекатаныхсталейвыполняютсяпластинчатыемагнито-проводы,а из холоднокатаных-ленточные.При расчете трансформатора на минимум стоимости следует выби-ратьгорячекатаныестали,а наминимум массы-холоднокатаные.С учетом наибольшего практического применения при курсовом про-ектированииТММрекомендуютсяследующие маркисталей:

1. 
   при частоте 50 Гц для пластинчатых магнитопроводов- горячеката- ная сталь марки 1512 с толщиной листов 0,35 мм;
   
2. 
   при частоте 50 Гц для ленточных магнитопроводов- холоднокатаная сталь марки 3412 с толщиной ленты 0,35 мм.
   

Обмоточные провода. При изготовлении обмоток используются об-моточные провода широкой номенклатуры, в качестве материала проволо-ки берется в основном медь, имеющая малое удельное сопротивление. ДлярасчетаТММрекомендуютсяследующиемаркиданныхпроводов:

1. 
   ПЭЛ- провод эмалированный лакостойкий, предназначен для рабо- ты при температуре до 105 ⁰С. По стоимости - относительно дешевый, применяется в трансформаторах, которые рассчитываются на минимум стоимости. Недостаток провода - малая механическая прочность его изо- ляции;
   
2. 
   ПЭВ -1 - провод, изолированный высокопрочной эмалью (ваниф- лекс) в один слой. Применяется при напряжениях до 500 В, удовлетворяет повышенным требованиям надежности, рабочая температура до 105 0С. Рекомендуется для трансформаторов наименьшей массы;
   
3. 
   ПЭВ -2 - аналогичный провод, но с изоляцией в два слоя. Применя- ется при требованиях большой надежности и при напряжениях обмоток свыше 500 В.
   

---

Электроизоляционные материалы. Данные материалы в трансфор-маторах применяются для изоляции токоведущих частей. В зависимости отназначения изоляция бывает межобмоточной, межслоевой, межвитковой иосновной(изоляциямеждукатушкой исердечником).К изоляции с рабочей температурой до 105 0С (класс изоляции А, ука-занный в задании на курсовой проект) относятся отдельные материалы наосновехлопчатобумажнойишелковойтканейилинаосновецеллюлозы,непропитанные илипропитанныелаками.В качестве материалов, используемых для межслойной и междуобмо-точной изоляции, применяются бумаги, пропитанные изоляционным ком-паундом:кабельная марки К-12, телефонная КТН; конденсаторная КОН-1; пропиточная марок ЭПИ-50 и ЭПИ-63Б. Из тканевых материалов ис-пользуютсялакоткани марок ЛХ1,ЛХ2,ЛШ1,ЛШ2.Материал для каркасов катушек: для сборных - текстолит, гетинакс,электрокартон; дляпрессованныхилитых-пресс-порошки.

---