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 (S_ст) на площу його вікна S_вік, що визначає потрібний типорозмір магнітопроводу:

 

(2.3)

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

трансформаторів;

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

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

K_м = 0,29 – коефіцієнт заповнення вікна магнітопроводу міддю

обмотки (таблиця А.1);

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

Отже:

 

 

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

його параметрами:

 

S_ст = 12,5 (см²), S_вік = 6,75(см²), = 84,375 (см4).

 

Середня довжина витка:

 

l_срв = 15,9 см,

 

Активний об’єм магнітопроводу:

 

V_ст = 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 I_aкт – активна складова струму первинної обмотки, А;

I_р – 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;

 

I_cт – активна складова зумовлена втратами в магнітопроводі, А.

 

Відомо, що:

 

(2.11)

(2.12)

 

де m_ст – маса магнітопроводу (m_cт = 1,08 кг);

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

P_ст = m_ст × σ_ст – втрати в сталі магнітопроводу, Вт.

 

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

 

σ_ст = 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_cт – 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):

 

q_cт = 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: