Обрахунок кількості витків обмоток з урахуванням струму холостого ходу

Реактивний опір первинної обмотки:

 

 

Звідки:

 

 

Знаючи цю індуктивність, можна знайти число витків первинної обмотки за такою формулою:

 

(2.15)

 

де - магнітна проникність, Гн/м

Значення магнітної проникності магнітопроводу дістанемо з графіка

(рисунок Б.7):

 

= 2000 Гн/м

Отже, тоді

 

 

Оскільки n_1.1 < n₁, тому подальші розрахунки слід проводити за отриманими результатами із першого способу.

 

 

Вибір проводів для обмоток трансформатора

 

По графіку знайдемо щільність струму в обмотках (рисунок Б.8):

 

 

Визначимо діаметр дроту кожної обмотки:

 

 

Обираємо дріт типу ПЕЛ-1 за критерієм «найменша вартість» найближчого діаметру (таблиця А.5).

Отже, діаметри проводу без ізоляції складає d₁ = 0,38 мм для проводу

первинної обмотки та d₂ = 1,81 мм для проводу вторинних обмоток. Діаметри

проводів з ізоляцією рівні d_1із = 0,42 мм та d_{2 із} = 1.9 мм відповідно.

Маса одного метру дроту першої обмотки рівна m _l1= 1,01×10^-3кг/м та відповідно другої обмотки рівна m ₂₁= 22.9×10^-3 кг/м.

 

Конструктивний розрахунок

Розрахунок кількості слоїв первинної і вторинних обмоток

 

Для визначення висоти обмотки h_об використаємо формулу:

 

, (2.16)

 

де h – висота вікна магнітопроводу, мм;

- товщина бічної щоки каркасу (зазвичай щ δ_щ = δ_г = (1...3) мм);

- ширина зазору між щокою каркасу і магнітопроводом, мм

(зазвичай приймають δз = 0,5... 1 мм на сторону).

 

Отже

 

Знайдемо число витків в одному шарі кожної обмотки N_i:

 

(2.17)

 

де - діаметр проводу даної обмотки з ізоляцією, мм;

- коефіцієнт, який враховує нещільність намотки (зазвичай приймають 1,1..1.15).

Отже:

 

Враховуючи, що вибрано магнітопровод броневого типу, підрахуємо число шарів по формулі:

 

(2.18)

 

Для економії місця розмістимо 1, 2 вторинні котушки в одному шарі. Аналогічно для 3,4 і 5,6 вторинних котушок.

 

 

 

Вибір міжслоєвої і міжобмоточної ізоляції

 

Для запобігання замиканню, а також для більш рівної укладки

застосовується міжслоєва ізоляція. В якості міжслоєвої ізоляції для обмоток

використаємо кабельний папір ЛШС в два шари, загальною товщиною

= 0,2.

Для міжшарової ізоляції використаємо електроізоляційний намоточний

папір КОН-1 товщиною = 0,01.Товщина гільзи: Г =1,5.

 

Розрахунок радіальних розмірів обмоток і катушки

Обчислимо радіальні розміри кожної обмотки Aобi по формулі:

 

(2.19)

 

 

Обраху ємо радіальний розмір усієї котушки по формулі:

 

(2.20)

де k_p – коефіцієнт розбухання котушки, k_p=1,1;

h_іззов - товщина зовнішньої ізоляції, h_іззов = m = 0,2(мм).

 

Звідси:

 

 

 

Перевірка розміщення котушок в сердечнику

За умовою правильності розрахунку зазор між котушками

трансформатора має бути не менше 1 мм і не більше 5 мм.Обчичислимо

зазор між катушками по формулі:

 

, (2.21)

Перевірка розміщення котушок в сердечнику

За умовою правильності розрахунку зазор між котушками трансформатора має бути не менше 1 мм і не більше 5 мм. Обчислимо зазор між котушками β по формулі:

 

(2.21)

 

(мм),

 

1< 2,89 <5.

 

Перевірка підтвердила правильність виконаних розрахунків.

 

Розрахунок маси трансформатора

Масу трансформатора розраховуємо по формулі:

 

(2.22)

 

де - маса магнітопроводу, кг;

- маса мідних проводів, кг.

 

Коефіцієнт перед сумою враховує наявність в трансформаторі гільзи, ізоляції та інших конструктивних елементів.

 

Знайдемо масу мідних проводів:

 

(2.23)

 

де - маса міді обмоточного проводу, кг.

Звідси знаходимо:

 

(2.24)

 

де довжина проводу обмотки, мм;

- маса одного метру мідного дроту, що використовується в обмотці, кг/м.

Довжину проводу обмотки знаходимо за наступною формулою:

 

(2.25)

 

де - середня довжина витка обмотки, мм.

 

(2.26)

 

де - відстань від каркасу гільзи до середини кожної обмотки з урахуванням, що обмотки знаходяться одна на одній, мм;

М - зовнішній периметр гільзи, мм.

 

(2.27)

 

Знайдемо масу трансформатора, використовуючи вище згадані формули.

Зовнішній периметр гільзи:

 

,

 

Відстань каркасу гільзи до середини кожної обмотки:

 

 

(2.28)

 

 

(2.29)

 

,

 

(2.30)

 

 

(2.31)

 

,

 

(2.32)

 

 

(2.33)

 

 

 

Довжина середнього витка кожної обмотки:

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм).

 

Знайдемо довжини проводів обмоток:

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм),

 

(мм).

 

Маса міді проводів обмоток:

 

(кг),

 

(кг),

 

(кг),

 

(кг),

 

(кг),

 

(кг),

 

(кг).

 

Загальна маса усіх мідних проводів:

 

(2.34)

 

(кг).

 

Маса трансформатора:

 

(кг).

Розрахунок температурного режиму трансформатора