Файл: Железнодорожного.docx

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Петербургский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Электротехника и теплоэнергетика»

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на курсовой проект

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ

УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА»

Студент Подболоцкий Вадим Олегович гр. АС-032-З
Номинальные данные проектируемого трансформатора:
Линейное первичное напряжение (линейное), U1= 380 В,

Номинальные мощности вторичных обмоток: S2 = 25 ВA,

S3 = 10 ВA

Напряжения вторичных обмоток при нагрузке, U2 = 250 В

U3 = 30 В

Частота питающей сети, ???? = 50 Гц,

Коэффициент мощности : cos φ2 =1

cos φ 3 = 0,80

Класс изоляции А (105 оС)

Максимальная температура окружающей среды 40 оС

Охлаждение воздушное

Режим работы продолжительный

Дополнительное условие минимум массы

Вся техническая документация должна удовлетворять требованиям ЕСКД и

ЕСТПП

Срок 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 обычных силовых трансформаторов общего назначения. Так в ряде случаев к ним предъявляют жѐсткие требования по массогабаритным показателям, эко- номической и энергетической эффективности, по тепловому воздействию на 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 в них, коэффициента полезного действия и перегрева относительно окру- жающей среды.

Существенной особенностью данного учебного расчета ТММ по сравнению 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 разделах предлагаемой методики расчета.

Особенности трансформаторов малой мощности (ТММ) с воздушным охлаждением

Малые габариты и относительно благоприятные условия охлаждения ТММ позволяют обходиться без вентиляционных каналов в сердечнике и обмотках.

В связи с небольшими напряжениями обмоток (обычно менее 1000 В) толщина изоляции между обмотками делается малой. Это обуславливает небольшие 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 в данном расчете ей пренебрегаем.

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 место в мощных трансформаторах), а определяется в конце расчета для уточнения величи- ны напряжения на вторичных обмотках при нагрузке.

Ток холостого хода ТММ велик и достигает 40-50% от номинального значения тока первичной обмотки при номинальной нагрузке вторичных обмоток.

Это объясняется значительным влиянием повышенного сопротивле- ния стыков пластин магнитопровода при относительно малом пути маг- нитного потока по стали (по сравнению с мощными трансформаторами).

---

Материалы, применяемые при изготовлении ТММ

Магнитныематериалы. К магнитным материалам, используемым для изготовления магнитопроводов ТММ, предъявляются следующие тре- бования: высокая магнитная проницаемость, малые потери на вихревые токи 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- таные электротехнические стали разных марок и толщин.

Магнитные свойства горячекатаных сталей практически одинаковы во всех направлениях проката. Холоднокатаные стали обладают меньшими удельными потерями и значительно лучшими электромагнитными харак- теристиками вдоль направления проката по сравнению с горячекатаными. Поэтому из горячекатаных сталей выполняются пластинчатые магнито- проводы, а из холоднокатаных - ленточные.

При расчете трансформатора на минимум стоимости следует выби- рать горячекатаные стали, а на минимум массы- холоднокатаные.

С учетом наибольшего практического применения при курсовом про- ектировании ТММ рекомендуются следующие марки сталей :

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. Для расчета ТММ рекомендуются следующие марки данных проводов:

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 от назначения изоляция бывает межобмоточной, межслоевой, межвитковой и основной (изоляция между катушкой и сердечником).

К изоляции с рабочей температурой до 105 0С (класс изоляции А, ука- занный в задании на курсовой проект) относятся отдельные материалы на основе хлопчатобумажной и шелковой тканей или на основе целлюлозы, не пропитанные или пропитанные лаками.

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- пользуются лакоткани марок ЛХ1, ЛХ2, ЛШ1, ЛШ2.

Материал для каркасов катушек: для сборных - текстолит, гетинакс, электрокартон; для прессованных и литых - пресс - порошки.

---