Файл: Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта.docx

в)

Рис.1. Основные размеры сердечников трансформатора: а) стержневой ленточный; б) броневой ленточный; в) броневой пластинчатый.

Изоляция обмоток от магнитопровода, осуществляется при помощи каркаса, который может быть клеенным, прессованным или сборным. Клеенный выполняется из электрокартона, сборный - из твердых изоляционных материалов (гетинакса или текстолита), прессованный - из пластмассы.

Броневой тип трансформатора (пластинчатый или ленточный) имеет одну катушку (рис.2, 3). Его достоинства - более высокий коэффициент

---

Рис.2. Конструкция броневого ленточного трансформатора








Рис.3. Конструкция броневого пластинчатого трансформатора

Марка стали сердечника и толщина его листов берутся согласно п.3 в зависимости от заданного критерия оптимальности (минимум массы или минимум стоимости).

В рассматриваемом примере с расчетным условием - минимум массы, выбирается броневой ленточный магнитопровод из холоднокатаной стали марки 3412 с толщиной ленты 0,35 мм.
Ток первичной обмотки:
где I_1a и I_{1 p} - активная и реактивная составляющие тока I₁ первичной обмотки, определяемые по формулам:



Напряжение U₁, мощности S₂, S₃ и cos₂, cos₃ вторичных обмоток даны в задании на проектирование. Величина КПД ( η ) определяется ориентировочно по рис. 3 в зависимости от суммарной полной мощности обмоток  S, ВА.

S = S₂ + S₃

Значение КПД ( ) подставляется в уравнение в условных единицах.

Суммарная полная мощность, ВА:
S  S₂  S₃  100  25  125ВА

По рис.3 находим   0,9 .


Рис.4. Зависимость КПД ( η ) от суммарной полной мощности обмоток _ S.
Активная составляющая тока первичной обмотки, А:

Реактивная составляющая тока первичной обмотки, А :

где - предварительная величина намагничивающего тока, принимаемая при броневых пластинчатых магнитопроводах (0,3 0,5)

---

I_la.

В данном примере = 0,3 • I_la= 0,3 • 1,002= 0,3 А.

Значения sin определяется по формуле по соответствующим значениям cos ₂ и cos ₃.

Ток первичной обмотки, А:




Токи вторичных обмоток, А




Предварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопровода

Предварительное значение магнитной индукции B^ принято обозначать предварительные значения, которые уточняются последующим расчетом) в стержне магнитопровода принимается согласно выбранной марки стали и суммарной полной мощности ∑S вторичных обмоток, ВА по таблице 5.1
Таблица 5,1

Тип магнитопровода	Материал магнитопровода и его толщина, мм	Частота, Гц	Амплитудное значение индукции B, Тл, в зависимости от c суммарной полной мощности  Sвторичных обмоток, ВА
			15-50	50-150	150-300
Броневой Пластинчатый	1512 0,35	50	1,30	1,30-1,35	1,35
Броневой или стержневой ленточный	3412 0,35	50	1,65	1,60-1,55	1,55-1,50

---

В данном примере при ∑S= 125 ВА принято B = 1.6

Предварительное значение плотности тока в обмотках принимается согласно принятого типа магнитопровода в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток _ S, ВАпо таблице 5.2.

Таблица 5,2

Конструкция магнитопровода	Материал сердечника и его тол- щина, мм	Частота сети, Гц	Плотность тока  , А/мм2, в за- висимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток  S, ВА
			15 - 20	50 - 150	150 - 300
Броневая пластинчатая	1512 0,35	50	3,0 - 2,4	2,4 - 2,0	2,0 - 1,7
Броневая или стержневая ленточная	3412 0,35	50	3,5 - 2,7	2,7 - 2,4	2,4 - 2,3

В данном примере при ∑S= 125 ВА принято ^ = 2.5 А/мм²
С=0,7 - постоянный коэффициент магнитопроводов броневого типа; полная потребляемая мощность трансформатора.



В данном примере расчета на минимум массы принято:   2,5

Поперечное сечение стержня сердечника без учета изоляций листов, см².:


Коэффициент заполнения магнитопровода в зависимости от выбранной конструкции магнитопровода. При броневом пластинчатом

---

магнитопроводе = 0,9.

Полное поперечное сечение стержня магнитопровода с учетом междулистовой изоляции:


Определение числа витков обмоток трансформатора
С учетом требования минимума массы трансформатора и уменьшения потоков рассеивания обмотки на стержне располагаем следующим образом (рис.5)


Рис. 5 Расположение обмоток в окне трансформатора

Первичная обмотка (1) - между вторичными обмотками. Действующее значение ЭДС обмоток.

Вторичная обмотка (2), имеющая меньший ток нагрузки - непосредственно на стержне.

Вторичная обмотка (3) - снаружи катушки.

Падения напряжения в обмотках выбираются из таблицы 5.3

Таблица 5.3

Частота, Гц	Величина U	Падение напряжения в обмотках U, %
		Суммарная мощность вторичных обмоток S, ВА
		15-50	50-150	150-300
50	U	13-6	6-4,5	4,5-3
	U2  U3	18-10	10-8	8-6

Для принятой конструкции магнитопровода трансформатора при ∑S= 125 ВА принимаются = 4,5%, = 8%, = 8%.
Действующие значения ЭДС обмоток:

Первичной:



Вторичных:




Предварительное значение числа витков обмоток.

Первичной:

---