Расчет трансформатора малой мощности
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?таты которых обычно представлены в виде таблиц и графиков. В таблицах 2.1 и 2.2 [2] приведены зависимости Вмакс и j для трансформаторов на более чем с двумя вторичными обмотками и вторичном напряжении не более 500 В. При большем числе и больших напряжениях необходимо: уменьшить индукцию Вмакс примерно на 10 процентов и уменьшить плотность тока j примерно на 5 процентов для суммарной мощности вторичных обмоток до 100 В•А и на 10 процентов для больших мощностей.
Из таблицы 2.1 [2] :
конструкция магнитопровода: броневая пластинчатая;
материал сердечника: электротехнические стали 1512, D = 0.35 мм;
магнитная индукция Вмакс = 1.3 Тл.
Из таблицы 2.2 [2]: для дальнейших расчетов выбираем среднее значение плотности тока j=2.7А/мм2
Если заданы пределы отклонения напряжения питания, то найденное по таблице 2.1 значение Вмакс необходимо уменьшить так, чтобы при увеличении напряжения питающей сети в заданных пределах максимальная индукция не превышала табличное значение. Найденная величина Вмаксм используется далее наряду с величиной Вмакс. Выбирается Вмаксм =1.2 Тл.
.6 Определение коэффициента заполнения окна и коэффициента заполнения магнитопровода
Коэффициент заполнения окна магнитопровода kok определяется по таблице 2.3 [2]: kok=0.25
Коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью kст определяется по таблице 2.4 [2]: kст= 0.94
2.7 Определение произведения сечения стали магнитопровода на площадь его окна
Произведение сечения стали магнитопровода Sст на площадь его окна Sок однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода. Произведение определяется по формуле:
Sст•Sок=(Р?•102)/(2.22•f •Bmax•j•Kок•Кст), (2.3)
где PS - суммарная мощность вторичных обмоток, В • А;
f - частота питающей сети, Гц;
Вмакс - амплитудное значение магнитной индукции в сердечнике, Тл;
j - плотность тока во вторичной обмотке, А/мм2;
kок -коэффициент заполнения окна обмоткой;
kст - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.
Sст • Sок =23.52•102/2.22•50•1.2•2.7•0.25•0.94=25.688
.8 Выбор магнитопровода
Основным технологическим требованием при проектировании магнитопровода является сведение к возможному минимуму количества штампов и приспособлений, необходимых для его изготовления. Поэтому количество типоразмеров магнитопроводов ограничено и представлено в виде рядов магнитопроводов. Рядом магнитопроводов называется совокупность геометрически подобных материалов, обеспечивающая возможность разработки трансформаторов в заданном диапазоне мощностей. В зависимости от поставленных требований могут существовать ряды, обеспечивающие получение минимальных массы, объема или стоимости.
Для трансформатора с данными параметрами можно выбрать магнитопровод Ш14•32:
Рисунок 2.1 - Броневой пластинчатый магнитопровод типа Ш
a = 16 мм;
h = 40 мм;
c = 14 мм;
C = 64 мм;
H = 56 мм;
B = 32 мм;
Sст = 5.12 см2;
lст = 13.7 см;
Sст • Sок = 32.6 см4;
Gст = 0.510 кг;
f = 50 Гц;
Количество пластин = 83 шт.;
PS = 27 Вт.
.9 Определение потерь в стали магнитопровода
Полные потери в стали Pст могут быть определены по формуле:
Pст = pст • Gст, (2.4)
где pст - удельные потери в стали магнитопровода;
Gст - масса стали магнитопровода.
Величина удельных потерь зависит от выбранного значения магнитной индукции, марки стали, ее толщины и частоты сети. На рисунке 2.2 [2] приведены экспериментальные кривые зависимости удельных потерь в стали от индукции для наиболее часто применяемых марок трансформаторной стали.
Из рисунка 2.2 [2]: pст = 3.45 Вт/кг.
Pст = pст • Gст = 0.510•3.45= 1.759 (Вт).
.10 Определение активной составляющей тока холостого хода
Определение активной составляющей тока холостого хода осуществляется для максимально напряжения питающей сети по формуле:
I0а = Pст /U1макс, (2.5)
I0а = Pст /U1макс = 1.759/253 = 6.954•10-3 (А).
.11 Определение полной намагничивающей мощности
Полная намагничивающая мощность определяется по формуле:
Qст = qст • Gст, (2.6)
где qст - полная удельная намагничивающая мощность.
Полная удельная намагничивающая мощность может быть найдена по зависимостям, изображенным на рисунке 2.3 [2].
Из графика:
qст = 40 В•А/кг.
Qст = qст • Gст = 40•0.510= 20.4 (В•А).
2.12 Определение реактивной составляющей тока холостого хода
Реактивная составляющая тока холостого хода может быть определена по формуле:
I0р = Qcт /U1макс, (2.7)
I0р = Qcт /U1макс =20.4/253 = 80.632•10-3 (А).
.13 Определение абсолютного и относительного тока холостого хода
Абсолютное значение тока холостого хода можно определить по формуле:
Io=vIoa2+Iop2, (2.8)
Io=vIoa2+Iop2 = v (6.954•10-3)2+(80.632•10-3)2= 80.931•10-3 (А).
Номинальный ток первичной обмотки при максимальном напряжении можно найти по формуле:
I1max=P?/(U1max•h•cosj), (2.9)
где h - коэффициент полезного действия трансформатора по таблице 2.5 [2];
cos j - коэффициент мощности трансформатора по таблице 2.6 [2].
Из таблицы 2.5: h = 0.6; из таблицы 2.6: cos j = 0.9.
I1max=P?/(U1max•h•cosj)= 23.52/(253•0.6•0.9) = 172.15•10-3 (А).
Относительное значение тока холостого хода можно определить по формуле:
I0отн = I0 /I1макс, (2.10)
I0отн = I0 /I1макс = 80.931•10-3 /172.15•10-3 = 0.471 (А)
2.14 Определение номинального тока первичной обмотки
Номинальный ток первичной обмотки можно найти по формуле:
I1