2.3. Электрический расчет силового трансформатора
Для работы стабилизатора нужен источник переменного напряжения. Произведем электрический расчет силового трансформатора.
Рассчитать силовой трансформатор по следующим данным:
Напряжение питания сети U1=220B
Частота питающей сети f=50Гц
Напряжения и токи вторичных обмоток U2=10B, I2=1A
Температура окружающей среды -60 +600С
Масса трансформатора- минимальная.
1. Определяем суммарную мощность вторичных обмоток
Р2=U2I2=10Bт
2.По таблице из справочника выбираем магнитопровод типа ШЛ20х20. для него с=362г, с-12,7см, с=3,72 см2
3. По таблице из справочника выбираем индукцию в магнитопроводе Вм=1,5Тл
4.По формуле рассчитываем ЭДС, наводимую в одном витке:
4,4хВмfSc10-4=4,44x1,55∙50∙3,72∙10-4=0,128B
5. По рис. 9.16 из справочника находим предварительно число витков для обмоток трансформатора.
Для первичной обмотки U01=7%
Для вторичной обмотки U02=8,2%
6.По формуле находим ожидаемое падение напряжения в обмотках трансформатора.
W=U1(I-U0110-2)/l=220(1-7∙10-2)/0,128=1598 витков
Для вторичных обмоток
W=UII (I+ΔU0210-2)/l=10(1+8,2∙10-2)/0,128=84,5=85 витков
7. по формуле вычисляем индукцию в сердечнике трансформатора в режиме холостого хода
Вот=Вт(I+U1/100)=1,55(1+7/100)=1,65тл
8. По графику 9.7 из справочника определяем удельные потери в стали магнитопровода.
Рс.уд=4вт/кг при Вт=1,55 тл
Рс.ус=5/кг при Вт=1,65тл
9. По формуле вычислим составляющую тока первичной обмотки, зависящую от токов вторичных обмоток.
Iia=I2U2/U1=1∙10/220=0,045A
10.По таблице 9.8. определяем значение коэффициента R и по формуле вычисляем
ориентировочное значение тока первичной обмотки
R=1,75I1=RIia=1,75∙0,045=0,079А
По формуле вычисляем потери в стали.
Рс=Рс.удGc=4∙0,362=1,44 при Вт=1,55Тл
Рс=Рс.удGc=5∙0,362=1,81 при Вт=1,65Тл
11.По формуле определяем предварительное значение потери меди всех обмоток.
Рм=ΣIiΔUi=0,79∙0,07∙220+1∙0,82∙10=2,03Bт
12.Вычисляем составляющую тока первичной обмотки, зависящую от потерь в трансформаторе.
Iia=Pc+Pm/U1=1,44+2,03/220=0,015А
13.вычисляем полную активную составляющую первичной обмотки.
Iia=Iib+Iia=0,045+0,015=0,6a
14. Определяем напряженность магнитного поля, необходимую для создания в сердечнике индукции 1,55 и 1,65Тл
Н=5а при ВТ=1,55Тл
Н=5,5а при Вот=1,65Тл
15. Вычисляем реактивную составляющую тока первичной обмотки при работе под нагрузкой и на холостом ходу.
Ip=aWlc/W1=5∙12,7/1598=0,039a
Iop=5,5∙12,7/1598=0,043a
Числяем полный ток первичной обмотки.
I1=√Iia2+Ip2=√0,0622+0,0392=0,071
17.Так как полученное значение I1=0,071 отличается от ориентировочного значения, найденного, задается I1=0,071 в результате расчета получаем Рм=1,91Вт
I1a=0,015A, IB=0,015A, I1a=0,0602A, I1=0,071A.
18.Вычисляем активную составляющую тока холостого хода
Iо=√Io2a+Io2p=√0,0082+0,0432=0,043A
20.По графику 9.15 выбираем значение тока j=5,8a для первичной обмотки j=0,071A для вторичной обмотки
D1=√1,13∙0,071/5,8=0,12мм
D2=√1,13∙114,7=0,52мм
22.Выбираем по табл. 8.1 провод марки ПЭВМ-2 диаметром 0,121 для первичной 0,52dU31=0,155 mm, dU32=0,57mm
23. По таблице 9.2. выбираем длину слоя первичной обмотки L=33мм
По 9.3. находим число витков в слое каждой обмотки. Значение коэффициента укладки
K1=0,83, K2=0,93 берем из табл. 9.4.
Wсл1=(33∙0,86)/0,155=176,7=189 витков
Wсл2=(33∙0,83)/0,57=53,8=54 витков
24. Вычисляем число слоев каждой обмотки.
Псл1=W/Wсл1=1598/189=8,5=9
Псл2=W2/Wсл2=85/54=1,75=2
25.По 9.5. проверяем возможность уложить требуемое число витков в слоях, значение φ берем из таблицы 9.3. Для 1-й обмотки:
189∙9-36=1665>1598
Для вторичной обмотки
54∙2-1=107>85
26.Выбираем толщину изоляционного материала в катушке трансформатора.
Толщина гильзы Δr=1,0мм
Межслойная изоляция для всех обмоток бумага электроизоляционная обмоточная ЭН-50 толщиной 0,05 мм.
Наружная и межобмоточная изоляция по 2 слоя кабельной бумаги К-120.
27.Находим толщину каждой обмотки L1=Псл 10 из
1+(Псл-1)ΔР1=9∙0,155+(9-1)=0,05=1,79 мм
28.Находим толщину катушки.
Sk=(ΣL1+ΣΔM)∙1,1+Δr+ΔH=(1,79+1,19+0,24)∙1,1+1+0,24=4,78 мм
29.Прверяем зазор между катушкой и магнитопроводом:
Β=с-Sk=12-4,78=7,22 мм> 0
30. Определяем расстояние от гильзы до середины каждой обмотки
δ1=1,79/2=0,89
δ2=1,79+0,24+1,19/2=2,62
31.Находим среднюю длину витка каждой обмотки:
Lcp1=М+2Пδ1=88+6,28∙0,89=0,35 мм
Lср2=88+6,28∙2,62=104,4 мм
32. Находим длину провода каждой обмотки.
L1=LcpW1=93,5∙1598=149413 =149,4мм
L2=104,4∙85=8874=8,8мм
33.Вычисляем сопротивление обмоток при температуре +200С.
R1=ρUL1/πd1=0,0175∙(4∙1494)/3,14∙0,122=232 Ом
R2=0,0175∙(4∙8,8)/3,14∙0,522=0,72 Ом
34.Задаемся максимальной температурой обмотки 1250С, превышение температуры над нормальной 125-20=1050С. Вычисляем сопротивление обмоток при температуре 1250С.
Rt=r∙(1+0,004Δt)=r∙(1+0,004∙105)=1,42r
R21=1,42∙232=329,4 Ом
R2=1,42∙0,72=1,02 Ом
35. Вычислим падение напряжения на обмотках и рассеиваемую на них мощность.
ΔU1=I1r1=0,071∙329,4=23,3B
ΔU2=I2r2=1∙1,02=1602B
ΔU1/U1=23,3/220∙100%=10,5%
ΔU2/U2=1,02/10∙100%=10,2%
Полученные значения падения напряжения мало отличается от тех, величин которыми мы задавались.
36.Рм1=I1U1=0,071∙23,3-1,65Bт
Pм2=1∙1,02=1,02Вт
Суммарные потери в меди обмоток:
Рм=Рм1+Рм2=1,65+1,02=2,67Вт
37. Определяем температуру нагрева трансформатора:
Q=(RтRм+РтмвРс)2/4∙RtRm=(26∙2,67+8∙1,44)2/4∙26∙2,67=23,590C
Tp=tокр+Q=60+23,5=83,50C
Rтнв, Rт берем из табл. 9.2
Температура катушки при максимальной температуре окружающей среды +600С.
Ттр=Токр+Q=60+23,59=83,50С
Эта температура близка к той которой мы задавались при расчете.
Do'stlaringiz bilan baham: |