Курсовой проект
«Расчет однофазного трансформатора».
Исходные данные для проекта: магнитопровод стержневой ленточный;
Количество вариантов – 100, варьируя напряжениями U, U, мощностью Sном, частотой f – 50 Гц и 400 Гц
Исходные данные взять из таблицы 1.
Таблица 1 Исходные данные
|
U1 = 400 Вольт |
U1 = 230 Вольт |
||
U2 |
F=50 гц |
F=400 гц |
F=50 гц |
F=400 гц |
6 12 24 28,5 36 42 115 |
6 12 24 28,5 36 42 115 |
6 12 24 28,5 36 42 115 |
6 12 24 28,5 36 42 115 |
|
Sном |
25 B*A 40 B*A 63 B*A 100 B*A |
400 B*A 630 B*A 1000 B*A 1600 B*A 2500 B*A |
25 B*A 40 B*A 63 B*A 100 B*A |
400 B*A 630 B*A 1000 B*A 1600 B*A 2500 B*A |
Методика расчета трансформатора.
Выбор магнитопровода
Определяем расчетную мощность трансформатора
;
(1) где 𝜼
- КПД
В соответствии с заданной мощностью выбираем n из таблицы 1.
Таблица 1. Ориентировочные значения КПД.
Частота, Гц |
Величина КПД при расчетной мощности трансформатора, ВА |
|||||
|
2—15 |
15—50 |
50—150 |
150—300 |
300—1000 |
1000—2500 |
50 |
0,5—0,6 |
0,6—0,8 |
0,8—0,9 |
0,9—0,93 |
0,93—0,95 |
|
400 |
0,82—0,87 |
0,87 |
0,87—0,94 |
0,94—0,96 |
0,96—0,97 |
0,97 |
Выбираем конструкцию магнитопровода по величине расчетной мощности Sp, частоте и максимальному напряжению.
Тип ленточного
сердечника выбирается по таблице 2 в
зависимости от отношения сечения
сердечника 
к площади окна 
:
(2)
Таблица 2. Выбор ленточного сердечника
|
Тип сердечника |
Серия |
|
|
Размеры |
Примечание |
|
|
|
||||||
1 |
Броневой Пластичный |
Ш |
1,62 - 1600 |
0,22 – 1,0 |
0,6 – 2,5 |
2,5 |
Изменяется Размер b |
2 |
Броневой Ленточный |
ШЛ |
0,35 - 1280 |
0,4 – 0,8 |
1 - 2 |
2,5 |
|
3 |
Тот же |
ШЛМ |
0,338 - 442 |
0,75 – 2,0 |
0,8 - 2 |
2,6 – 3 |
|
4 |
Стержневой Ленточный |
ПЛ |
0,52 - 4100 |
0,25 – 0,5 |
1,25 - 2 |
1 – 3,76 |
Изменяется Размер h |
5 |
Тот же |
ПЛМ |
37,4 - 460 |
0,62 – 1,25 |
1,45 – 1,48 |
1,47 - 3 |
|
– стержневой ленточный тип сердечника.
Выбираем материал сердечника.
Для уменьшения потерь на вихревые токи снижают толщину стали, но ее уменьшение при данной частоте целесообразно только для определенных пределов, после чего рост потерь на гистерезис сводит на нет уменьшение потерь на вихревые токи. Поэтому для каждой частоты существует своя оптимальная толщина материала.
Холоднокатаные текстурованные стали Э310, Э340, если направление магнитного потока в сердечнике совпадает с направлением текстуры (проката), имеют меньшие удельные значения намагничивающей мощности и потерь в стали. Они допускают большие значение магнитной индукции. Эти свойства наиболее полно реализуются в ленточной конструкции сердечника. Если же направление магнитного потока в сердечнике не совпадает с направлением текстуры, магнитные свойства резко ухудшаются.
По найденной величине Sp для данной конструкции магнитопровода из таблиц 3-6 находим ориентированные значение максимальной индукции
,
плотность тока 
,
коэффициента заполнения окна 
,
и коэффициента заполнения магнитопровода
Из табл.3 выбираем
Из табл.4 выбираем
Из табл.5 выбираем
Из табл.6 выбираем
Таблица 3
|
Расчетное условие |
Марка стали |
Толщина, мм |
50 |
Минимум стоимости |
|
0,35 |
Минимум массы |
0,35 |
||
400 |
Минимум стоимости |
|
0,2 |
Минимум массы |
0,15 |
||
|
0,08 |
Таблица 4
Конструкция магнитопровода |
Материал сердечника и его тол- щина, мм |
Частота сети, Гц |
Плотность тока
|
||||
5-15 |
15-50 |
50-150 |
150-300 |
300-1000 |
|||
Броневая(пластинчатая) |
Э42 Δ=0,35 |
50 |
3,9-3,0 |
3,0-2,4 |
2,4-2 |
2,0-1,7 |
1,7-1,4 |
Броневая(ленточная) |
Э310 Δ=0,35 |
50 |
3,8-3,3 |
3,3-2,7 |
2,7-2,4 |
2,4-2,3 |
2,3-1,8 |
Стержневая(ленточная) |
Э310 Δ=0,35 |
50 |
7-5,2 |
5,2-3,8 |
3,8-3 |
3,0-2,4 |
2,4-1,7 |
Броневая(пластинчатая) |
Э44 Δ=,02 |
400 |
6 |
5,5-5 |
5,0-4 |
4,0-2,8 |
2,8-1,6 |
Броневая(ленточная) |
Э340 Δ=0,15 |
400 |
9,4-7,8 |
7,8-6,5 |
6,5-4,0 |
4,0-2,7 |
2,7-1,5 |
Стержневая(ленточная) |
Э340 Δ=0,15 |
400 |
11-9,6 |
9,6-5,6 |
5,6-3,5 |
3,5-2,8 |
2,8-1,8 |
/
при Sp,
β*A
Таблица 5
Частота сети, Гц |
Конструкция Магнитопровода |
Рабочее Напряжение, В
|
Коэффициент
заполнения |
||||
5-15 |
15-50 |
50-150 |
150-300 |
300-1000 |
|||
50 |
Броневая (пластинчатая) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,22-0,29 0,19-,25 |
0,29-0,3 0,25-0,26 |
0,3-0,32 0,26-0,27 |
0,32-0,34 0,27-0,3 |
0,34-0,38 0,3-0,33 |
Броневая (ленточная) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,15-0,27 0,13-0,23 |
0,27-0,29 0,23-0,26 |
0,29-0,32 0,26-0,27 |
0,32-0,34 0,27-0,30 |
0,34-0,38 0,30-0,33 |
|
Стержневая (ленточная) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,14-0,25 0,12-0,2 |
0,25-0,28 0,21-0,24 |
0,28-0,29 0,24-0,25 |
0,29-0,30 0,25-0,30 |
0,30-0,35 0,30 |
|
400 |
Броневая (пластинчатая) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,22 0,19 |
0,22-0,27 0,19-0,23 |
0,27-0,29 0,23-0,25 |
0,29-0,30 0,25-0,26 |
0,30-0,34 0,26-0,30 |
Броневая (ленточная) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,17-0,20 0,13-0,17 |
0,20-0,22 0,17-0,19 |
0,22-0,29 0,19-0,25 |
0,29-0,30 0,25-0,26 |
0,30-0,34 0,26-0,30 |
|
Стержневая (ленточная) |
До 100 От 100 до 1000 |
0,18 0,15 |
0,18-0,25 0,15-0,21 |
0,25-0,28 0,21-0,24 |
0,28 0,24 |
0,28-0,30 0,24-0,30 |
|
при 
,
β * A
Таблица 6
Конструкция магнитопровода |
Коэффициент
заполнения магнитопровода |
||||
0,8 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
0,35 |
|
Стержневая, броневая (пластинчатая) |
- |
0,7 (0,75) |
- |
0,85 (0,89) |
0,9 (0,94) |
Стержневая, броневая (ленточная) |
0,87 |
- |
0,9 |
0,91 |
0,93 |
при толщине стали, мм