Расчет трансформатора малой мощности
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
= PS / U1 •h• cos j, (2.11)
I1макс = PS / U1 •h• cos j =23.52/(253•0.6•0.9) = 0.198(А).
.15 Определение относительной величины падения напряжения в первичной и вторичной обмотках трансформатора
Относительная величина падения напряжения в первичной DU1% и вторичной DU2% обмотках трансформатора определяется по величине PS для выбранной конфигурации магнитопровода с помощью таблицы 2.6 [2].
При низких напряжениях (до 10 -12) В и мощностях до 50 В•А величину падения напряжения во вторичной обмотке следует увеличивать на 15…20 процентов по сравнению с его величиной, указанной в таблице 2.6 [2].
Из таблицы 2.6:
DU1 = 10%, DU2 = 15%.
При расчете многообмоточных трансформаторов рекомендуется принимать значения DU2% для обмоток, расположенных непосредственно на первичной, на 10…20 процентов меньше, а для наружных обмоток - на 10…20 процентов больше указанных в таблице 2.6 [2]. Поэтому принимается:
DU2=15-10=5%,
DU3=15+10=25%.
2.16 Определение количества витков обмоток
Количество витков первичной обмотки может быть найдено по формуле:
W1 = E1 •104 /(4.44•f•Bмаксм •Scт.акт), (2.12)
где E1 - ЭДС первичной обмотки, В;
Sст.акт - сечение магнитопровода, используемое для проведения магнитного потока, см2.
Величина ЭДС первичной обмотки может быть найдена по формуле:
E1 = U1•(1-DU1) (2.13)
E1 = U1•(1-DU1) = 220•(1-0.1) = 198(В).
Величина Sст.акт может быть найдена по формуле:
Sст.акт = Sст • kст, (2.14)
Sст.акт = Sст • kст = 5.12•0.94 = 4.813(см2).
Количество витков вторичной обмотки может быть найдено по формуле:
W2 = E2 •104 /(4.44•f•Bмаксм •Scт.акт) (2.15)
Величина ЭДС вторичной обмотки может быть найдена по формуле:
E2 = U2•(1+DU2), (2.16)
E2 = U2•(1+DU2) = 28•(1+0.05) = 29.4 (В);
E3=U3•(1+DU3),
E3= U3•(1+DU3)=28•(1+0.25)=35(В).
Теперь можно определить количество витков каждой обмотки.
W1 = E1 •104 /(4.44•f•Bмаксм •Scт.акт) = 198•104/(4.44•50•1.2•4.813) = 1425;
W2 = E2 •104 /(4.44•f•Bмаксм •Scт.акт) = 29.4 •104/(4.44•50•1.2•4.813) =212,
W3 =E3 •104 /(4.44•f•Bмаксм •Scт.акт) = 35•104/(4.44•50•1.2•4.813) =252.
2.17 Определение ориентировочной величины плотности тока в обмотках
Ориентировочная величина сечения проводов обмоток определяется по величине PS для принятой конфигурации магнитопровода с использованием таблицы 2.2 [2] и рекомендаций пункта 2.5.
j1 = 2.7 А/мм2;
j2 = 2.7 А/мм2;
j3 = 2.7 А/мм2.
.18 Определение ориентировочной величины сечения проводов обмоток
Ориентировочная величина сечения проводов обмоток определяется по формуле:
Sпрi = Ii /ji, (2.17)
где i - номер обмотки, а все величины с таким индексом относятся к соответствующей обмотке.
Sпр1 = I1 /j1 = 0.198/2.7 = 73.333•10-3 (А/мм2);
Sпр2 = I2 /j2= 0.2/2.7 = 74.074•10-3 (А/мм2);
Sпр3 = I3 /j3 = 0.64/2.7 = 0.237(А/мм2).
.19 Выбор стандартных проводов
Выбор стандартных параметров обмоточных проводов осуществляется по справочным данным, например по таблице П1-1 [1].
Sпрс1 = 0.07548 мм2;
dпр1 = 0.31 мм;
dиз1 = 0.36 мм;
gпр1 = 0.671 г;
Sпрс2 = 0.07548 мм2;
dпр2 = 0.31 мм;
dиз2 = 0.36 мм;
gпр2 = 0.671 г;
Sпрс3 = 0,2376 мм2;
dпр3 = 0.55 мм;
dиз3 = 0.62 мм;
gпр3 = 2.11 г;
где Sпрсi - сечение стандартного провода;
dпрi - диаметр стандартного провода без изоляции;
dизi - диаметр стандартного провода с изоляцией;
gпрi - масса 1 м медной проволоки i-й обмотки.
.20 Определение фактической плотности тока в проводах
Фактическая плотность тока в проводах определяется по формуле:
jфi = Ii /Sпрсi, (2.18)
jф1 = I1 /Sпрс1 = 0.198/0.02895 = 2.425(А/мм2);
jф2 = I2 /Sпрс2 = 0.2/0.07548 = 2.649(А/мм2);
jф3= I3 /Sпрс3 =0.64/0.2376 = 2.694 (А/мм2).
.21 Определение допустимой осевой длины обмотки на гильзе
С этого пункта начинается конструктивный расчет обмоток. Он заключается в выборе основания для намотки (гильзы или каркаса), длины намотки, числа витков в слое и числа слоев каждой обмотки, а также в выборе междуслоевой, междуобмоточной и внешней 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. Под изоляционными расстояниями понимаются:
-расстояния от крайнего витка обмотки до сердечника;
-расстояние от первого слоя первичной обмотки до сердечника через сплошную изоляцию гильзы или каркаса сердечника;
-расстояние между верхним и нижним слоем двух соседних обмоток через сплошную междуобмоточную изоляцию;
-толщина внешней (наружной) изоляции поверх последней обмотки.
Экспериментальные данные показывают, что при напряжениях обмоток до 500 В допустимые величины hиз1 и hиз2 для большинства изоляционных материалов, применяемых в трансформаторах малой мощности, должны быть не менее 2 мм (при намотке на гильзу) как по условиям электрической прочности, так и для того, чтобы избежать западания крайних витков соседних слоев обмотки. При величинах рабочего напряжения от 500 до 1000 В величины hиз1 и hиз2 определяются лишь требованиями электрической прочности и лежат в пределах от 2 до 5 мм.
При намотке на каркас величина hиз1 при напряжениях до 1000 В определяется лишь требованиями его механической прочности и составляет (в зависимости от диаметра провода) 1.5 - 3 мм.
С целью закрепления витков обмоток и предотвращения их сползания свободное пространство между крайними витками и краем гильзы (каркаса) заполняют теми же материалами, которые применяются для междуобмоточной и междуслоевой изоляции.
Зная вели