Файл: Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта.docx
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 542
Скачиваний: 19
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
в) Рис.1. Основные размеры сердечников трансформатора: а) стержневой ленточный; б)броневойленточный; в)броневой пластинчатый.Изоляция обмоток от магнитопровода, осуществляется при помощикаркаса, который может быть клеенным, прессованным или сборным. Клеенный выполняется из электрокартона, сборный - из твердых изоляционных материалов (гетинакса или текстолита), прессованный - из пластмассы.Броневойтиптрансформатора(пластинчатыйилиленточный)имеетоднукатушку(рис.2,3).Егодостоинства-болеевысокийкоэффициент
заполнения окна сердечника обмоточным проводом, частичная защита обмотки ярмом сердечника от механических повреждений.
Стержневой тип трансформаторов имеет большие габариты и его обмотки менее защищены от внешнего механического воздействия. В данном курсовом проекте рекомендуется принимать сердечник броневого типа.
Конструктивное оформление ТММ броневого типа представлено на рис. 2
Для уменьшения воздушного зазора в стыках и уровня шума магнитопроводы стягиваются шпильками посредством специальных накладок, которые одновременно используются и для крепления трансформатора к шасси. Вместо накладок можно использовать штампованные крышки; последние также являются и кожухом ТММ, защищая его от механических повреждений.
При малых размерах магнитопровода для стяжки железа иногда используют обойму специальной формы, в которую запрессовывают собранный трансформатор; обойма имеет ушки для крепления к шасси.
Стяжка ленточных магнитопроводов осуществляется механически тонкими стальными лентами с помощью специальных приспособлений.
Стяжные шпильки, планки, ленты и обоймы должны быть изолированы от магнитопровода бумагой или электрокартоном с тем, чтобы предотвратить возможность образования короткозамкнутого витка вокруг всего сердечника или его части. Образование такого витка приводит к сильному нагреву ТММ и потери мощности.
Рис.2.Конструкцияброневоголенточноготрансформатора Рис.3.КонструкцияброневогопластинчатоготрансформатораМарка стали сердечника и толщина его листов берутся согласно п.3в зависимости от заданного критерия оптимальности (минимум массы илиминимумстоимости).Врассматриваемомпримересрасчетнымусловием-минимуммассы, выбирается броневой ленточный магнитопровод из холоднокатанойсталимарки 3412столщинойленты 0,35мм.Ток первичной обмотки: где I1a и I1p - активная и реактивная составляющие тока I1 первичной обмотки, определяемые по формулам:Напряжение U1, мощности S2, S3 и cos2, cos3 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 + S3Значение КПД ( ) подставляется в уравнение в условных единицах.Суммарная полная мощность, ВА:S S2 S3 100 25 125ВАПо рис.3 находим 0,9.Рис.4. Зависимость КПД(η)от суммарной полноймощности обмотокS.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)
Ila.В данном примере
= 0,3 • Ila= 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, АПредварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопроводаПредварительное 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 5.1Таблица 5,1
В данном примере при ∑S= 125 ВА принятоB = 1.6Предварительное значение плотности тока в обмотках принимаетсясогласнопринятоготипамагнитопроводавзависимостиотсуммарнойполной мощности вторичныхобмотокS,ВАпотаблице5.2.Таблица 5,2
В данном примере при ∑S= 125 ВА принято = 2.5 А/мм2С=0,7 - постоянный коэффициент магнитопроводов броневого типа; полная потребляемая мощность трансформатора.В данном примере расчета на минимум массыпринято:2,5Поперечноесечениестержнясердечникабезучетаизоляцийлистов,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 трансформатораС 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 5.3Таблица 5.3
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:
заполнения окна сердечника обмоточным проводом, частичная защита обмотки ярмом сердечника от механических повреждений.
Стержневой тип трансформаторов имеет большие габариты и его обмотки менее защищены от внешнего механического воздействия. В данном курсовом проекте рекомендуется принимать сердечник броневого типа.
Конструктивное оформление ТММ броневого типа представлено на рис. 2
Для уменьшения воздушного зазора в стыках и уровня шума магнитопроводы стягиваются шпильками посредством специальных накладок, которые одновременно используются и для крепления трансформатора к шасси. Вместо накладок можно использовать штампованные крышки; последние также являются и кожухом ТММ, защищая его от механических повреждений.
При малых размерах магнитопровода для стяжки железа иногда используют обойму специальной формы, в которую запрессовывают собранный трансформатор; обойма имеет ушки для крепления к шасси.
Стяжка ленточных магнитопроводов осуществляется механически тонкими стальными лентами с помощью специальных приспособлений.
Стяжные шпильки, планки, ленты и обоймы должны быть изолированы от магнитопровода бумагой или электрокартоном с тем, чтобы предотвратить возможность образования короткозамкнутого витка вокруг всего сердечника или его части. Образование такого витка приводит к сильному нагреву ТММ и потери мощности.
Рис.2.Конструкцияброневоголенточноготрансформатора Рис.3.КонструкцияброневогопластинчатоготрансформатораМарка стали сердечника и толщина его листов берутся согласно п.3в зависимости от заданного критерия оптимальности (минимум массы илиминимумстоимости).Врассматриваемомпримересрасчетнымусловием-минимуммассы, выбирается броневой ленточный магнитопровод из холоднокатанойсталимарки 3412столщинойленты 0,35мм.Ток первичной обмотки: где I1a и I1p - активная и реактивная составляющие тока I1 первичной обмотки, определяемые по формулам:Напряжение U1, мощности S2, S3 и cos2, cos3 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 + S3Значение КПД ( ) подставляется в уравнение в условных единицах.Суммарная полная мощность, ВА:S S2 S3 100 25 125ВАПо рис.3 находим 0,9.Рис.4. Зависимость КПД(η)от суммарной полноймощности обмотокS.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)
Ila.В данном примере
= 0,3 • Ila= 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, АПредварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопроводаПредварительное 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 5.1Таблица 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 принятоB = 1.6Предварительное значение плотности тока в обмотках принимаетсясогласнопринятоготипамагнитопроводавзависимостиотсуммарнойполной мощности вторичныхобмотокS,ВАпотаблице5.2.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 |
магнитопроводе
= 0,9.Полное поперечное сечение стержня магнитопровода с учетом междулистовой изоляции:Определение числа витков обмоток трансформатораС 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 5.3Таблица 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 | |
= 4,5%, = 8%, = 8%.Действующие значения ЭДС обмоток:Первичной: Вторичных:Предварительное значение числа витков обмоток. Первичной: