Методика розрахунку трансформатора 


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Методика розрахунку трансформатора



МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ТРАНСФОРМАТОРА

Початкові дані

 

Напруга первинної обмотки та частота:

 

U1 = 220 (В), f = 50 (Гц).

 

Струм вторинних обмоток:

 

I2 = 8,8 (A).

 

Напруги на вторинних обмотках:

 

U21 = 1,25 (B),U22 = 1,25 (B),U23 = 2,5 (B),U24 = 2,5 (B),U25 =0,46 (B),

U26 =0,46 (B)

 

 

Електрична схема трансформатора

Вибір типу магнітопроводу

Визначимо сумарну потужність вторинних обмоток:

 

P2 = (U21 + U22 + U23 + U24 + U25 + U26) I2, (2.1)

 

P2 = (1,25 + 1,25 + 2,5 + 2,5 + 0,46 + 0,46) × 8,8 = 74,1 (Bт).

 

 

Отримавши сумарну потужність вторинних обмоток, розрахуємо

габаритну потужність трансформатора:

 

(2.2)

 

де = 0,88 – коефіцієнт корисної дії трансформатора (рисунок Б.1).

(Вт).

 

 

 

Для P2 від одного до десятків ВА (в нашому випадку 74,09 Вт), при

частоті мережі живлення 50 Гц, за рекомендаціями обираємо для нашого

трансформатора броневий тип магнітопроводу ШЛМ. Це вдалий вибір за

критерієм проектування «мінімальна вартість».

Сталь для магнітопроводу – холоднокатана, термічно оброблена сталь

марки Є310 у вигляді листів товщиною 0,35 мм. Оскільки вона найчастіше

використовується при виготовленні магнітопроводів і має мале значення

втрат.

Знайдемо конструктивний коефіцієнт, що являє собою добуток активної площі перерізу магнітопроводу (Sст) на площу його вікна Sвік, що визначає потрібний типорозмір магнітопроводу:

 

(2.3)

де Kф = 1,11 – коефіцієнт форми для малопотужних броневих

трансформаторів;

Вм = 1,24 Тл – магнітна індукція (рисунок Б.2);

δ = 2,65 А/мм2 – густина струму (рисунок Б.3);

Kм = 0,29 – коефіцієнт заповнення вікна магнітопроводу міддю

обмотки (таблиця А.1);

Kс = 0,92 – коефіцієнт заповнення сердечника сталлю (таблиця А.2).

Отже:

 

 

Із таблиць А.3 – А.4 вибираємо потрібний типорозмір магнітопроводу з

його параметрами:

 

Sст = 12,5 (см2), Sвік = 6,75(см2), = 84,375 (см4).

 

Середня довжина витка:

 

lсрв = 15,9 см,

 

Активний об’єм магнітопроводу:

 

Vст = 199 (см3),

 

Геометричні розміри вибраного із таблиці А.4 магнітопроводу наведемо в таблиці 2.1.

 

 

Таблиця 2.1 – Геометричні розміри магнітопроводу ШЛМ 25 50.

 

а, мм b, мм с, мм A, мм H, мм h, мм h1, мм Маса, г, не більше
            12,5  

 

 

Електричний розрахунок трансформатора

Розрахунок кількості витків

Обраховуємо ЕРС в одному витку:

 

(2.4)

 

По графіку (рисунок Б.4) визначаємо очікуваний відсоток падіння

потужності в обмотках β.

 

Для первинної обмотки:

Для вторинної обмотки:

 

Звідси знаходимо падіння напруг на кожній обмотці:

 

(2.5)

 

Тоді діюча ЕРС первинної обмотки:

 

 

Тоді діюча ЕРС вторинних обмоток:

(2.6)

 

 

 

Згідно отриманих даних знаходимо кількість витків обмоток:

 

(2.7)

 

 

 

Визначення коефіцієнтів трансформації

 

За відомою кількістю витків в обмотках знайдемо коефіцієнти

трансформації:

(2.8)

 

 

Обчислення струму первинної обмотки та струму холостого

Ходу

 

Повний струм первинної обмотки:

 

 

(2.9)

 

де Iaкт – активна складова струму первинної обмотки, А;

Iр – реактивна складова струму первинної обмотки, А.

 

Активна складова обраховується за формулою:

(2.10)

 

де – активна складова рівна сумі струмів навантаження

перерахованих в первинну обмотку, А;

 

Icт – активна складова зумовлена втратами в магнітопроводі, А.

 

Відомо, що:

 

(2.11)

(2.12)

 

де mст – маса магнітопроводу (mcт = 1,08 кг);

σст – питомі втрати в сталі магнітопроводу, Вт/кг;

Pст = mст × σст – втрати в сталі магнітопроводу, Вт.

 

По графіку знайдемо питомі втрати сталі в магнітопроводі (рисунок Б.5):

 

σст = 2,6 (Вт/кг).

 

Знаючи питомі втрати, знаходимо втрати в сталі:

 

 

Отже за відомими формулами обрахуємо активну складову струму

первинної обмотки:

 

 

Реактивна складова обраховується за формулою:

 

(2.13)

де H – напруженість магнітного поля магнітопроводу, H =1200;

 

Знаючи активну і реактивну складові знайдемо повний струм первинної

обмотки:

 

 

Обчислюємо холостий струм:

 

а) Визначимо активну складову струму холостого ходу, що споживається

трансформатором для компенсації втрат в сталі (виражається в процентах

від номінального струму):

 

б) визначимо реактивну складову струму холостого ходу, що

виражається в процентах від номінального струму:

 

(2.14)

де q – питома намагнічуюча потужність (вар/кг), що залежить від

марки сталі, частоти, конструкції магнітопроводу і магнітної індукції.

З графіка знайдемо питому намагнічуючу потужність (рисунок Б.6):

 

qcт = 30 (вар/кг).

 

Отже

 

в) знаходимо струм холостого ходу, що виражається в процентах від

номінального струму:

 

 

Струм холостого ходу у трансформаторах малої потужності складає 25-

50% від номінального значення при частоті 50 Гц. У нас ця умова

виконується,а тому ро-бимо висновок, що значення індукції вибране

правильно.

 

г) знаходимо абсолютне значення струму холостого ходу:

 

Конструктивний розрахунок

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.

 

 

 

МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ТРАНСФОРМАТОРА

Початкові дані

 

Напруга первинної обмотки та частота:

 

U1 = 220 (В), f = 50 (Гц).

 

Струм вторинних обмоток:

 

I2 = 8,8 (A).

 

Напруги на вторинних обмотках:

 

U21 = 1,25 (B),U22 = 1,25 (B),U23 = 2,5 (B),U24 = 2,5 (B),U25 =0,46 (B),

U26 =0,46 (B)

 

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-04-23; просмотров: 113; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.90.142.26 (0.037 с.)