Обрахунок робочої температури обмоток трансформатора

Визначимо температуру перегріву обмоток відносно зовнішнього середовища по формулі:

 

(2.35)

 

де - коефіцієнт тепловіддачі трансформатора

- поверхня охолодження обмотки,;

- поверхня охолодженого магнітопроводу,;

- сумарні втрати міді всіх обмоток, Вт.

Для броневого трансформатора:

 

 

 

 

(м²),

 

(м²).

 

Загальні втрати міді:

 

, (2.36)

 

де - втрати мiдi кожної обмотки при температурi проводу (100…105)˚ С.

Знайдемо втрати мiдi кожної обмотки:

 

(2.37)

 

За згаданими вище формулами знайдемо температуру перегріву обмоток відносно зовнішнього середовища.

Обрахуємо втрати міді кожної обмотки:

 

(Вт),

 

(Вт),

 

(Вт),

 

(Вт),

 

(Вт),

 

(Вт),

 

(Вт).

 

Сумарні втрати міді:

 

(2.38)

 

(Вт).

 

Температура перегріву:

 

(˚C).

 

Знайдемо робочу температуру обмоток:

 

(2.39)

 

де - температура зовнішнього середовища.

В даному випадку під температурою середовища розуміють температуру повітря на відстані 5 мм від поверхні найбільш нагрітої точки. Її значення залежить від кліматичного виконання. При розрахунках зазвичай приймають = +20˚С.

Отже:

 

(˚С).

 

Знайдене значення не перевищує максимальну допустиму величину (для використаного типу проводу ПЕЛ вона рівна +105 С), отже розрахунки здійснено вірно.

З розрахунків випливає, що трансформатор може працювати при температурі зовнішнього середовища не більшій за +44˚С.

Розрахунок падіння напруг на обмотках при робочій та при максимально допустимій температурі проводу

Знайдемо опір обмоток при температурі 20˚С:

 

(2.40)

 

 

де - питомий опір міді, = 0,0175 [Ом ].

 

(Ом),

 

(Ом),

 

(Ом),

 

(Ом),

 

(Ом),

 

(Ом),

 

(Ом).

 

 

Знайдемо опір кожної обмотки при робочій температурі проводу:

 

(2.41)

 

16.75 (Ом),

 

0,0046 0,0056 (Ом),

 

0,0049 0,006 (Ом),

 

0,0105 0,0128 (Ом),

 

0,0112 0,0137 (Ом),

 

0,0029 0,0035 (Ом),

 

0,0031 0,0037 (Ом).

 

Знайдемо опір кожної обмотки при максимальній температурі проводу (для типу ПЕЛ 105˚С):

 

, (2.42)

 

(˚C),

 

18,371(Ом),

 

0,0061(Ом),

 

= 0,0066 (Ом),

 

0,0141(Ом),

 

0,015 (Ом),

 

0,0039 (Ом),

 

0,0042 (Ом).

 

Обрахуємо падіння напруг на обмотках при робочій температурі проводу:

 

(B), ε %, (2.43)

 

(В),

 

ε % = % = 3,52 %,

 

(В),

 

ε % % = 3,92%,

 

(В),

 

ε % = % = 4,24 %,

 

(В),

 

ε % = % = 4,52%,

 

(В),

 

ε % % = 4,84%,

 

(В),

 

ε % = % = 6,7 %,

 

(В),

 

ε % = % = 7,09%.

 

Обрахуємо падiння напруг на обмотках при максимальній температурi проводу (для типу ПЕЛ 105˚С):

 

ε %, (2.44)

 

(В),

 

ε % % = 3,86%,

 

(В),

 

ε % = % = 4,31%,

 

(В),

 

ε % % = 4,64%,

 

(В),

 

ε % = % = 4,96 %,

 

(В),

 

ε % % = 5,28 %,

 

(B),

 

ε % % = 7,39 %,

 

(В),

 

% % = 8,04 %.

 

Отримані падіння напруг не сильно відрізняються від тих, якими ми задавались. Отже, в даному температурному діапазоні трансформатор може працювати без суттєвих відхилень від нормальних значень.

 

 

Розрахунок ККД трансформатора

Обчислимо ККД трансформатора по формулі:

 

%.

Таким чином ККД трансформатора не сильно відрізняється від значення, яким ми задались на початку розрахунку. Це підтверджує правильність розрахунків.

Зображення отриманого трансформатора

 

Рис. 2.2 - Ескіз отриманого трансформатора

ВИСНОВКИ

Порівняння результатів розрахованого мною трансформатора з серійним промисловим компонентом наведені в табл. 2.1.

 

Таблиця 2.1 – Порівняння промислового та розрахованого трансформаторів

 

	Серійний промисловий компонент ТПП 274	Розрахований Трансформатор
Магнітопровід	ШЛМ 25×25	ШЛМ 25×32
Потужність	57 Вт (мінімальна)	56,8 Вт
Струм первинної обмотки	0,36 (А)	0,413 (А)

 

В курсовій роботі розраховано малопотужний трансформатор (оскільки при розрахунках отримано потужність 56,8 Вт, яка відповідає мінімальному значенню заданому в ТЗ типономіналу), який використовується для живлення електронної апаратури, представляє собою електромагнітний прилад, який складається з феромагнітного сердечника (магнітопроводу) і обмоток. Під час розрахунку трансформатора ми отримали малий струм первинної обмотки, оскільки в нас ККД високий, а потужність для заданого ТПП – низька. Також потрібно було користуватися багатьма довідниковими даними (графіки, таблиці) для визначення різних коефіцієнтів, відповідно до цього виникали похибки. Провівши повний розрахунок трансформатора, я розрахувала основні величини за якими було вибрано сердечник, провід та ізоляційні матеріали.