- •Методические указания к выполнению курсовой работы
- •Методика расчета трансформатора выбор магнитопровода
- •2. Выбираем конструкцию магнитопровода по величине расчетной мощности, частоте и максимальному напряжению.
- •5.Определяем произведение сечения сердечника на площадь окна
- •6. Определяем отношение
- •Определение числа витков обмоток
- •9. Электродвижущая сила на виток
- •10. Число витков обмоток
- •14. Реактивная составляющая намагничивающего тока
- •12. Активная составляющая намагничивающего тока
- •15. Ток первичной обмотки при номинальной нагрузке
- •16. Ток холостого хода
- •17. Относительное значение тока холостого хода
- •18. Оценка результатов выбора магнитной индукции.
- •19. Коэффициент мощности
- •21.Ориентировочные значения сечения проводов
- •23. Вычисляем амплитудные значения рабочих напряжений
- •32. Число слоев определяем из выражения
- •38. Находим потери в каждой обмотке:
- •40. Определяем по табл. 15 и 16 для выбранного магнитопровода тепловые сопротивления элементов схемы замещения r г r м , r°м и r°с.
- •41. Определяем величину теплового потока между катушкой и сердечником
- •43. Определяем максимальное превышение температуры катушки и среднее превышение температуры обмотки.
- •Определение падения напряжения и кпд трансформатора
- •47. Активные сопротивления обмоток:
- •48. Индуктивные сопротивления рассеяния обмоток (в относительных единицах)
- •49. Падения напряжения на обмотках при номинальной нагрузке (в относительных единицах)
- •50. Полные падения напряжения на вторичных обмотках при номинальной нагрузке трансформатора (в относительных единицах).
- •51. Напряжения на вторичных обмотках
- •52. Находим ŋ трансформатора по формуле
- •55. Сводные данные расчета трансформатора:
6. Определяем отношение
(4)
(5)
где -отношение массы стали к массе меди (см. прим. к табл. 1); м, ст — удельные плотности меди и стали; lср-средняя длина витка всех обмоток, lст—длина средней магнитной линии. Значения lср и lст выражаются через размеры сердечника с помощью формул, приведенных в табл. 9.
В формулах табл. 9 обозначено: а — ширина стержня, b — толщина пакета пластинчатого сердечника или ширина ленты ленточного сердечника, h и c — высота и ширина окна.
Как показывает опыт, значение C1 для однотипных сердечников мало зависит от размеров и может быть принято равным для трансформаторов с прямоугольными катушками:
С1= 0,7 — для броневых трансформаторов,
С1= 0,6 — для стержневых двухкатушечных трансформаторов.
Зависимость коэффициента С1 от соотношения размеров для стандартных сердечников показана на рис. 9 и 10,
Рис. 9. Значение коэффициента С1 для стержневых двухкатушечных трансформаторов lср =2(а+b+c) (6)
Рис.10 Значение коэффициента С1 для броневых трансформаторов
(7)
Приняв значение С1 и подставив крайние, значения в формулу (4), найдем пределы изменения величины
7.
Выбираем
типоразмер магнитопровода. Зная
произведение
и
пределы
изменения, kQp
из табл. прил. П2 [5]
выбираем
стандартный магнитопровод, у которого
значение произведения
наиболее близко к требуемому, а значение
kQ
лежит
в требуемых пределах:
(8)
Для
выбранного сердечника выписываем
,
а,
Ь, с,
, lвср,
Gст
Зная размеры сердечника, можем с помощью
формул (5) и (4) уточнить значения С1
и
kQp
и
затем проверить условие (8) с последующим
уточнением значения kQp.
При отсутствии в таблицах сердечника с требуемым соотношением размеров следует попытаться подобрать сердечник, изменив ширину набора или ширину ленты b' так, чтобы получить
=
;
и
такой величины, при которой будет находиться в требуемых пределах.
Если сердечник со стандартными размерами пластин или стандартный ленточный сердечник подобрать не удается, то проектирование ведется ш расчета на нестандартный сердечник. Для этого:
а)
задавшись
находим
площадь поперечного сечения сердечника
и окна:
(8’)
Таблица 9
Наименование параметра |
Броневой трансформатор |
Стержневой двыхкатушечный трансформатор |
||
Пластинчатый
|
ленточный |
пластинчатый |
ленточный |
|
|
|
|
|
|
lвср |
|
|
||
Открытая поверхность охлаждения Qсерд |
|
|
|
|
Открытая поверхность катушки Qобм |
|
|
||
б)
приняв оптимальные отношения
и
определяем размеры магнитопровода:
(9)
Размеры
магнитопровода округляют до целых чисел
миллиметров. Далее определяем
и
.
Если
лежит в требуемых пределах
(8//)
то дальнейшие расчеты следует вести с этими выбранными размерами сердечника.
Если
kQ
нестандартного сердечника не укладывается
в пределы по формуле (8), то необходимо,
используя значения размеров сердечника,
полученные по (9), уточнить по формулам
(5) и (4) значения
с1
и
,
по (8') и (9) снова
уточнить
размеры сердечника. Такие уточнения
следует вести пока не будет выполнено
условие (8). Размеры сердечника,
округленные до целых миллиметров, при
которых
находится в требуемых пределах по (8),
используются во всех последующих
расчетах.
Для
трехобмоточных трансформаторов активные
и индуктивные сопротивления вторичных
обмоток растут по мере их удаления от
первичной обмотки. Поэтому при расчете
рекомендуется принимать значения
или
для обмотки, расположенной непосредственно
на стержне или на первичной обмотке
на 10÷20% меньше, а для наружной обмотки
- на 10÷20% больше указанных для
в табл.
10.
Таблица 10
Частота, Гц |
Конструкция магнито-провода |
Величина U |
Расчетная мощность Sр, В•A |
||||
5—15 |
15—50 |
50—150 |
150-300 |
300-1000 |
|||
50 |
Броневая |
, % |
20—13 25—18 |
13—6 18—10 |
6—4,5 10—8 |
4,5—3 8-6 |
3—1 6—2 |
Стержневая |
% , % |
18—12 33—17 |
12—5,5 17—9 |
5,5—4 9—6 |
4—3 6—4 |
3-1 4-2 |
|
400
|
Броневая |
% , % |
10—8 10—8,5 |
8—4 8,5—5 |
4—1,5 5—2 |
1,5—1,0 2—1,2 |
1,0—0,5 1,2—0,5 |
Стержневая |
% , % |
7—5 8-6,5 |
5—2 6,5—3 |
2—1 3—1,5 |
1—1 1,5—1 |
1—0,5 1—0,5 |
|
При оптимальном соотношении плотностей тока в обмотках (j1>j2), что рекомендуется выполнять при расчете при заданном падении напряжения, значения и можно принимать равными значению по табл. 10.
Поэтому при расчете трансформаторов при заданном падении напряжения следует принимать
(
-
падения
напряжения на вторичных обмотках при
их номинальной нагрузке; они заданы в
табл. 1).

длина
средней магнитной линии
- средняя длина витков
%