Схема первичной обмотки трансформатора

Настройку контактной машины на режим по току (т.е. выбор ступени) осуществляют изменением числа витков первичной обмотки с помощью переключателя ступеней трансформатора.

Первичная обмотка делится на секции. Выводы от секций подключают к переключателю ступеней. В переключателе с помощью перемычек, ножей или рукояток осуществляют различные комбинации соединения секций для получения требуемого напряжения U_20i и коэффициента трансформации K_i.

Схема первичной обмотки будет выглядеть следующим образом:

 

Рис.2. Схема регулирования вторичного напряжения

 

Схема позволяет регулировать U₂₀ не отключением отдельных секций первичной обмотки, а путем переключения половинок секций на параллельную работу. При этом все витки первичной обмотки остаются включенными в сеть на всех ступенях регулирования. Это позволяет сохранить симметрию потоков рассеяния трансформатора на любой ступени и постоянство индуктивного сопротивления.

Реализация данной схемы осуществляется при условии:

каждая секция состоит из двух одинаковых частей;

число витков в секциях находится в соотношении 1: 2: 4, т.е. происходит удвоение;

число секций первичной обмотки соответствует числу переключателей ступеней;

секции между собой всегда включены последовательно;

число ступеней регулирования N = 2^с, где с - число секций. Здесь N = 4, c = 2.

Принимаем число витков W₂ = 1, тогда

 

 витка,

 виток

 

Пусть число витков одной части первой секции равно n. Тогда число витков второй секции будет 2n. Итого получается 3n. Эти 3n должны составлять 36 виток. Таким образом, число витков одной части первой секции:

 

 витков.

 

Число витков одной части второй секции:

 

 витка

Составляем таблицу.

 

Таблица 1

№ ступени	Положение переключателей		Число витков W1(i)	Первичный ток I1(i), А	Напряжение холостого хода U20(i), В	Схема соединения частей секций
	№1	№2				I	II
1	2	2	72	156	5,3
2	1	2	60	224	6,3
3	2	1	48	350	7,9
4	1	1	36	622	10,7

 

Расчет токов

 

Первичные токи по ступеням определяются:

 

, А,

 

где k₀ = 1,05...1,07 - коэффициент, учитывающий влияние тока холостого хода;

k_N-1 - коэффициент трансформации для номинальной ступени;

 

 

Отсюда:

 

 А

Для других ступеней:

 

, А

 

Отсюда:

 

 А

 А

 А

 

Результаты сводим в табл.1.

 

Расчет сечений обмоток

Полное сечение вторичной обмотки определяется:

 

, мм²,

 

где W₂ - число витков вторичной обмотки;

j₂ - допустимая плотность тока во вторичной обмотке, А/мм²;

 

j₂ = 10-15 А/мм² [5]

 мм²

Заполняем табл.2

 

Таблица 2

№ ступени	Положение переключателей		Первичный ток I1(i), А	Схема соединения частей секций		Расчетное сечение провода, мм^2
	№1	№2		I (12+12) В	II (24+24) В
1	2	2	156			35 мм^2 для I с. 31 мм^2 для II с.
2	1	2	224
3	2	1	350
4	1	1	622
Максимальные токи в секциях				350 А	311 А

 

Сечение проводов каждой секции определяем по формуле:

 

, мм²,

где j₁ = 8 - 10 А/мм²

 

Отсюда:

 

 мм²

 мм²

 

Зная количество витков в каждой секции, определим суммарное сечение витков по секциям:

 

, мм²

 мм²

 мм

 

Суммируя значения сечений витков по секциям, получим полное сечение первичной обмотки:

 

мм²

мм²