Файл: Проектирование маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта.docx

Вторичных:





Число вольт на один виток любой обмотки, В/виток:



Определение геометрических размеров обмотки. Определение площади окна магнитопровода.
Расчет обмотки может выполнятся исходя их различных критериев оптимальности. Так при требовании минимальной стоимости, следует использовать медный провод марки ПЭЛ. При требовании минимума массы следует выбирать медный провод марки ПЭВ-1. Номинальные размеры обмоточных проводов круглого сечения приведены в Приложении табл.1. Выбор сечения провода определяется токовой нагрузкой, т.е. допустимой плотностью тока, зависящей от места расположения обмотки по отношении к стержню и суммарной полной мощностью вторичных обмоток и условиям охлаждения.

Выбирая плотность тока в обмотке, расположенной непосредственно на стержне, следует уменьшить среднее значение плотности тока на 15 - 20%, а в обмотках, расположенных на наружной поверхности катушек следует увеличить плотность тока на 10-15 %


В рассматриваемом примере расчета при расположении обмоток на стержне в следующем порядке принимаются следующие значения тока:







_{Предварительное значение поперечных сечений проводников обмотки, мм2:}






По Приложению табл.1 находятся ближайшие к рассчитанным стандартные провода и выписываются их размеры: диаметр голого провода - d, диаметр изолированного провода – d_и, сечение голого провода q. Эти размеры будут использоваться в дальнейших расчетах. Если расчетное сечение провода более 5 мм2, то данную обмотку следует наматывать в два параллельных провода. Стандартные сечения голых проводников, мм2,

---

q1  0,5027мм2;

q2  0,2043мм2;

q3  0,5411мм2.

Диаметры проводов, мм:



Уточненные плотности тока в обмотках из стандартного провода,

А/мм2:






Определение площади окна магнитопровода
По таб. 5.4. выбирается в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток ∑S коэффициент заполнения окна сердечника K_ок

Он показывает, какую часть площади окна занимает непосредственно

обмоточный провод. Остальная часть площади окна предназначена для

изоляции обмоток, прокладок, воздушного зазора между катушкой и ярмом.

Таблица 5.4

Частота, Гц	Коэффициент заполнения окна Кок
	Суммарная мощность вторичных обмоток Р, Вт
	15 - 50	50 - 150	150 - 300
50	0,22-0,28	0,28-0,34	0,34-0,36

При ∑S=125 принято

Предварительное значение площади окна магнитопровода:


Определение размеров магнитопровода
На рис 1 а представлен эскиз пластинчатого магнитопровода броневого типа.

Основные размеры сердечников, мм:

a - ширина стержня;

в- толщина пакета;

с- ширина окна;

h - высота окна;

- ширина ярма;

- длина средней силовой магнитной линии.

Форма окна сердечника ТММ оказывает значительное влияние на величину намагничивающего тока, расход стали и меди. Излишняя высота окна сердечника повышает намагничивающий ток, увеличивает расход стали и соответственно массу трансформатора.

---

Размеры выбранного сердечника пластинчатого магнитопровода должны удовлетворять следующим требованиям:

а) площадь поперечного сечения стержня, см²



При этом идеальный вариант a = b, допустимо отклонение в до a = (1 ÷2,5)а.

Сечение стержня квадратной формы a = b обеспечивает минимальный расход меди обмоток, снижение потерь в обмотках и общей стоимости трансформатора.
б) площадь окна должна быть достаточной для размещения обмоток, т.е: , где h – высота окна, с – ширина окна (размеры a,b,c,h – по рис. 1а и 1б).

Максимальное значение a может быть при выборе стержня квадратного сечения когда a и b равны.

Если предварительно принять условие в' = а', тогда:



Из этого следует, что , определив ориентировочное значение а, как равное производят выбор магнитопровода из нормализованного ряда (табл.2÷3 приложение) с учетом достаточности размеров окна из условия , но не более .

В пластинчатых сердечниках можно отступать при нормализованных значениях ширины стержня а от нормализованного значения толщины пакета b’ с соблюдением условий. Значения h и c должны соответствовать нормализованным. В этом случае будет использован не нормализованный магнитопровод, а только стандартные пластины для его сборки.

В рассматриваемом примере исходными данными для выбора сердечника являются выбранный ранее броневой пластинчатый тип магнитопровода и рассчитанные предварительные значения:





Возможное максимальное значение:



Площадь окна , соответствующая нормализованным размерам

h = 80мм и с

---

= 32мм будет равна = h н - c н = 80 - 32 = 2560 мм² н =25,6 см², что значительно превышает = 11,97 см².

Выбранный сердечник из нормализованного ряда имеет площадь сечения стержня = а н в н = 3,2 • 5,5 = 17,6 см², превышающую требуемую расчетную
Откорректированные значения чисел витков обмоток:







Откорректированная площадь окна:




Площадь окна с учетом возможной неполноты заполнения слоев обмотки:



Высота окна:


Укладка обмоток на стержне магнитопровода
Конструктивный расчет обмоток заключается в выборе основания для намотки (в данном проекте рекомендуется каркас рис.6), расчете высоты обмотки, числа витков в слое и числа слоев каждой обмотки, а также типа изоляции. Для обеспечения надежной работы обмоток необходимо выбирать изоляционные расстояния так, чтобы во время работы в нормальных условиях и при испытании повышенным напряжением, катушка трансформатора не повреждалась.

---