Электрические и конструктивные параметры обмоток.

Для обмоток трансформатора выбирают провод марки ПЭЛ (105 ⁰С), так как напряжение не превышает 500 В. Предварительные сечения проводов, мм², обмоток трансформатора определяют по выражениям:

                           

                                  I₁                               I₂                             I₃

 q’₁= ¾, мм²; q’₂= ¾, мм²; q’₃= ¾, мм²,           (4.1)

                                        j₁                  j₂                             j₃

 

где j₁= j_ср, j₂= 0,85j_ср, j₃=0,85 j_ср, – плотности тока в соответствующих обмотках трансформатора, принимают для расположения обмоток в порядке 1–2–3 (табл. 5.1),а j_ср=3,4 А/мм².

Таблица 4.1

Сводные данные расчета

 

Номер обмотки	Ток, A	Число витков	ЭДС обмоток, В	ЭДС витка, В	Ток хол. хода, А	Коэфф. мощности
Первая	1,102	279	120,65	0,431	0,419	2,82
Вторая	0,357	687	296,8
Третья	3,333	30	12,96

 

Подставив в выражения (4.1) значения плотностей тока в обмотках, получают

                         1,102                                  0,357

q’₁= ¾¾¾ = 0,324 мм²; q’₂= ¾¾¾¾ = 0,123 мм²;

                          3,4                                   0,85×3,4

 

                                                  3,333

q’₃= ¾¾¾¾ =1,153 мм²;

                                                0,85×3,4

 

По табл. 5.2 выбирают стандартные сечения, ближайшие к полученным, а также диаметры голых проводов, диаметры проводов с изоляцией и массу 1 м провода.

Результаты выбора проводов сводят в табл. 4.2 и уточняют плотности токов в обмотках трансформатора.

Таблица 4.2

Выбор провода марки ПЭЛ (105 ⁰С)

 

Номер обмотки	Диаметр провода, мм	Диаметр пров. с изоляцией, мм	Сечение провода, мм^2	Масса 1 м провода, г	Плотность тока, А/мм^2
Первая	0,64	0,69	0,3217	2,86	3,4
Вторая	0,38	0,42	0,1134	1,01	2,89
Третья	1,20	1,28	1,131	10,1	2,89

Высоту обмотки, уложенную на каркасе, определяют по формуле

 

h₀= (h - 1) -2 ,                                   (4.2)

где =3 мм – толщина щечки каркаса, подставив которую в формулу (4.2), получают

h₀= (39,8 - 1) - 2×3 = 32,8 мм.

 

7.

Число витков в одном слое каждой из обмоток

          

                                  h₀               h₀               h₀

W_c1= ¾¾¾; W_c2= ¾¾¾; W_c3= ¾¾¾,

                              к_у1 d_1и         к_у2 d_2и         к_у3 d_3и

где к_у1 = 1.04, к_у2 = 1.05, к_у3 = 1.06 – коэффициенты укладки обмоток, выбирают из табл. 5.2; d_1и = 0.69 мм, d_2и = 0.42 мм, d_3и = 1.28 мм – диаметры проводов с изоляцией (табл. 1.4).

Подставив выбранные значения в формулы (1.10), получают

          

                32,8                              32,8                              32,8

W_c1= ¾¾¾¾¾ =46; W_c2= ¾¾¾¾ = 74; W_c3= ¾¾¾¾¾ =24.

           1.04×0,69                1,05×0,42                 1,06×1,28

 

Тогда число слоев в обмотках трансформатора

           W₁: 2 140           W₂: 2 344           W₃: 2  15

N_с1= ¾¾ = ¾¾ =4; N_с2= ¾¾ = ¾¾ = 5; N_с3= ¾¾ = ¾¾ =1.

               W_c1 46              W_c2 74                W_c3  24

 

Округлив значения до целого числа, получают N_с1 = 4; N_с2 = 5; N_с3 = 1.

В качестве межслоевой изоляции в первичной обмотке применяем пропиточную бумагу ЭИП-50 толщиной 0,09 мм, которая прокладывается между всеми слоями (см. табл. 5.3).

Межслоевую изоляцию во второй обмотке используем телефонную бумагу КТН толщиной 0,05 мм

В третьей обмотке укладывают межслоевую изоляцию, в качестве которой применяют пропиточную бумагу К-12 толщиной g₃=0,11 мм (см. табл. 5.3).

Определяют радиальную толщину каждой обмотки, мм, трансформатора по выражению

d₁= к_р1N_с1 d _и1 +  (N_с1 - 1) g₁;   d₂= к_р2N_с2 d _и2 +  (N_с2 - 1) g₂;

d₃= к_р31N_с3 d _и3 +  (N_с3 - 1) g₃ ,                    (4.3)

 

где к_р1=1.05, к_р2=1.06, к_р3=1.06 – коэффициенты укладки обмоток в радиальном направлении (см. табл. 5.2).

Подставив эти значения в формулу (4.3), получают радиальную толщину обмоток трансформатора

  

d₁=1.05 × 4 × 0,69 + (4-1) × 0,09 =3,168 мм,

d₂=1.06 × 5 × 0,42 + (5-1) × 0,05= 2,426 мм,

d₃=1.06 × 1 × 1,28 + (1-1) × 0,11 =1,356 мм.

Представим эскиз расположения обмоток (см. рис. 4.1).

8.

рис. 4.1

 

Для чередования обмоток 1–2–3 определяют радиальный размер катушки трансформатора, мм,

 

а_к=(e₀ + d₁ + d₁₂ + d₂ + d₂₃ + d₃ + к_ноd_ни)к_в,                (4.4)

 

где e₀=3 мм – толщина каркаса; d₁₂=d₂₃=0,3 мм – толщина изоляции между обмотками; к_но=1,7 – коэффициент неплотности наружной изоляции; d_ни=0,3 мм –толщина наружной изоляции; к_в=1 – коэффициент выпучивания наружной изоляции обмотки на каркасе.

Подставив значения этих коэффициентов в выражение (1.12), получают

 

а_к=(1,5 + 3,16 + 0,3 + 2,42 + 0,3 + 1,35 + 1,7 × 0,3) ×1= 9,54 мм.

 

Зазор между катушкой и сердечником с – 2*а_к=19,93 -19,08 = 0,85 мм, т.е. можно считать, что катушка нормально укладывается в окне выбранного сердечника.

Средняя длина витков при расположении обмоток в порядке 1–2–3

 

l_w1= 2(а + b + 4e₀ + 2d₁) = 2(20 + 40 + 6 + 6,32) =144,64 мм;

 

l_w2=2{а+ b + 4(e₀+d₁+d₁₂)+2d₂}=2{20+40+19,84+4,84}=169,36 мм;

 

l_w3 = 2{а+b+4(e₀+d₁+d₁₂+d₂+d₂₃)+2d₃} =

 

= 2(20+40+30,72+2,7} = 186,84 мм.

 

Расчет конструктивных параметров обмоток трансформатора сводят в табл. 1.5.

Таблица 4.3