Определение числа витков обмоток

8. Определение падения напряжения. Если падения нап­ряжений на обмотках выразить в процентах от номиналь­ных значении напряжений на соответствующих обмотках, то значения ЭДС примут вид:

Е₁=U₁(1- U₁ 10^-2);

Е₂=U₂(1+ U₂ 10^-2); (10)

Е₃=U₃(1+ U₃ 10^-2).

Значения относительных величин падения напряжения в первичной и вторичных U₂ и U₃ обмотках трансфор­матора определяются по величине S_р и f для выбранной конфигурации магнитопровода с учетом расчетных условий.

При расчете трансформатора на минимум стоимости по­следовательность намотки зависит от диаметра провода об­моток. Чем меньше диаметр провода обмотки, тем ближе она располагается к стержню, так как 1 кг тонкого провода дороже 1 кг толстого провода.

В остальных случаях первой обычно наматывается сете­вая обмотка, а затем вторичные — в порядке возрастания диаметра провода.

Для оценки порядка расположения обмоток предвари­тельно определяем их токи:

;

Значение S_р определено в п.1; ₂ и S₃ заданы.

При одинаковой средней плотности тока диаметр прово­да будет пропорционален току в обмотке. В табл. 10 приве­дены ориентировочные значения падения напряжения для двухобмоточных трансформаторов (с наибольшим напряже­нием вторичной обмотки до 1000 В), работающих при сред­нем превышении температуры обмоток 50°С.

При расчете при заданной максимальной температуре значение выбирается по табл. 10, значения и принимаются равными в этой же таблице и уточняют­ся в соответствии с расположением обмоток, их мощностями и напряжениями.

При низких напряжениях (до 10—12 В) и мощностях до 50 ВА величину падения напряжения во вторичных обмот­ках следует увеличивать на 15—20% по сравнению с его величиной, указанной для % в табл. 10.

Порядок определения и при заданном паде­нии напряжения был приведен в конце п. 7.

9. Электродвижущая сила на виток

E_B=4.44𝙛B_выбрQ_{ст выбр}k_ст 10^-4, В, (11)

Q_{ст выбр} берется в см².

10. Число витков обмоток

;

; (12)

,

Е₁, Е₂, Е₃ определены по формуле (10).

Если число витков обмотки низшего напряжения w'₃ по­лучилось дробным, то его следует округлить до целого числа w₃ и затем произвести перерасчет чисел витков других обмо­ток и магнитной индукции по формулам:

;

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ В СТАЛИ И НАМАГНИЧИВАЮЩЕГО ТОКА

11. Определяем потери в стали. Для сердечников из стали Э340, Э42, Э44 и Э310 потери в стали определяются по фор­муле:

Р_ст=р_удG_ст, Вт, (13)

где Р_уд — удельные потери, Вт/кг;

G_ст— масса стали, кг.

Величина удельных потерь в сердечнике зависит от зна­чения магнитной индукции В_выбр или В, марки стали, толщи­ны листа, частоты сети и типа сердечника. Она определяется по кривым на рис. 11 и 12.

При изготовлении сердечника из марки стали, для кото­рой на рис. 11 и 12 не приведена кривая р_уд, удельные по­тери в сердечнике можно определить, воспользовавшись кри­выми удельных потерь в материале р_i', приведенными на рис. 13. В этом случае р_уд определяются по формуле:

р_уд=k_pp_i’ , (14)

где р_i' — удельные потери в материале, Вт/кг;

k_p — коэффициент увеличения потерь в сердечнике (оп­ределяется по табл. 11).

Таблица 11

Сердечник	Толщина листа, мм	Значения kp при частоте, Гц
		50	400
Шихтованные и ленточные кольце­вые (неразрезные)	0,15—0,35 0,05	1,15 -	1,2 1,2
Разрезные ленточные	0,15—0,35 0,05	1,3 -	1,4 1,5

Примечания: 1. Значения k_p даны для сердечников средних раз­меров (от нескольких десятков до нескольких сотен ВА). Для малень­ких сердечников (несколько десятков ВА и менее) k_p возрастают в 1,2—1,3 раза, а для больших сердечников — несколько уменьшаются.

2. Если для шихтованных сердечников применяются текстурованные стали, то значения k_p увеличиваются и требуют специального расчета.

Рис. 11. Удельные потери в сердечниках из трансфор­маторных сталей толщиной 0,35 мм на частоте 50 Гц: 1— броневые сердечники из стали Э42; 2 — стержне­вые сердечники из стали Э310; 3—броневые сердечни­ки из стали Э310

Рис. 12. Удельные потери в сердечниках из трансформа­торных сталей на частоте 400 Гц:

1— броневые сердечники из стали Э44 толщиной 0,2 мм; 2 — стержневые сердечники и 3 — броневые сердечники из сталей Э340 толщиной 0,15 мм

Рис. 13. Удельные потери магнитных материалов в зависимости от индукции при частотах 50 и 400 Гц. Сплошной линией показаны холоднокатаные стали, пунктиром — горячекатаные

Для нестандартных трансформаторов масса стали опре­деляется:

G_ст =γ_ст V_ст =γ_ст l_ст Q_{ст выбр} k_ст, (15)

где γ_ст = 7,810^-3 кг/см³;

l_ст — определяется по табл. в [5] или по формулам, при­веденным в табл. 9.