Работа трансформатора

контрольная работа

3.1 Расчет тороидального трансформатора

1. Выбираем конфигурацию магнитопровода

В качестве материала для магнитопровода выбираем сталь Э340 с толщиной ленты 0.15мм.

2. Определяем мощность вторичной обмотки по формуле (3.1)

Р2= U2, (3.1)

Р2=7·1+12.1+21.06=40.6 ВА.

3. Определение ориентировочных величин

Величины берём из таблицы 3.1 какого источника?, индукцию уменьшаем для того, чтобы при увеличении напряжения питающей сети в заданных пределах максимальная индукция не превышала табличное значение:

В=1.65Тл- индукция; =6.5А/мм - плотность тока; k=0.17 - коэффициент заполнения окна; k=0.88- коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.

4. По формуле (3.2) определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна. Однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода:

SS=, (3.2)

Тогда, подставив значения, получили

SS=см4

5. Из таблицы 3.2 - то же самое выбираем магнитопровод ОЛ 20/32-16;

S=0.84см2- активная площадь сечения магнитопровода;

G= 0.052 кг - вес магнитопровода;

= 8.1см - средняя длина магнитной силовой линии;

P=33.7 В·А-мощность трансформатора.

Vст=7.77 см3-обьём магнитопровода.

Габаритные размеры:

d=20мм-внутренний диаметр магнитопровода;

a=6мм-толщина магнитопровода;

в=16мм-высота магнитопровода;

D=32мм-наружный диаметр магнитопровода;

6. По формуле (3.3) находим ток первичной обмотки

I = , (3.3)

I 1= ,

где Р2 - мощность вторичной обмотки

=0.9 -из таблицы 1.1;

cos=1 согласно условию

7. По формулам (3.4) - (3.6) и таблице 3.3 находим число витков обмоток:

=, (3.4)

E1=U (1-) - Э.Д.С. первичной обмотки; (3.5)

E2=U2 (1-) - Э.Д.С. вторичной обмотки; (3.6)

Где U и U2, приведены в таблице 5-10

U1 = 2.5-3В;

U2 = 3В;

тогда

=В;

=В;

=В;

=В;

= витков;

= витков;

= витков;

= витков;

8. По формуле (3.7) и таблице 3.1 находим ориентировочные значения величины плотности тока и сечения проводов обмотки.

S =, (3.7)

Где - плотность тока (по таблице 5-9 = 7-4.5А/мм):

=6.3А/мм;

=5.8 А/мм

=6 А/мм

=6.5А/мм

S = мм;

S = мм;

S = мм;

S = мм;

9. Выбираем сечения и диаметры проводов (марки ПЭВ-2)

Берём стандартные сечения и диаметры проводов ПЭВ-2 из таблицы 3.4-Номинальные данные обмоточных проводов круглого сечения. [1]

Номинальный диаметр проволоки по меди, мм:

d=0.31 мм;

d= 0.47 мм;

d= 0.47 мм;

d= 0.35 мм;

Максимальный наружный диаметр, мм:

d = 0.36мм;

d = 0.53мм;

d = 0.53мм;

d = 0.41мм;

Вес одного метра медной проволоки, г:

g=0.671г/м;

g=1.54 г/м;

g=1.54 г/м;

g=0.855 г/м;

10. Определяем фактические плотности тока из формуле (3.7)

=А/мм2;

=А/мм2;

=А/мм2;

=А/мм2;

11. По формулам (3.8) - (3.9) определяем наружный и внутренний диаметры магнитопровода после изоляции его макалентой ЛМС-1 толщиной 0.1 мм с половинным перекрытием ленты.

, (3.8)

, (3.9)

толщина ленты;

коэффициент перекрытия ленты.

32+2·0,3=32.6мм; 20-20.32=19.36мм;

12. По формулам (3.10) - (3.14) и таблице 3.5 определяем число слоев первичной обмотки по наружному диаметру тороида:

, (3.10)

, (3.11)

, (3.12)

, (3.13)

, (3.14)

Ку=1.15-коэфициент укладки

l1=338.0.36.1.15=140мм;

X=3,14 (32.6-0.36) =101.2мм;

S=43.140.36139=628.5мм2;

Z=23.140.36=2.26мм;

слой;

13. По формулам (3.15) и (3.16) определяем число слоев первичной обмотки по внутреннему диаметру:

, (3.15)

, (3.16)

у=3.14 (19.36+0.36) =61.9мм; слоя;

14. По формулам (3.17) и (3.18) определяем диаметры трансформатора после укладки провода первичной обмотки:

, (3.17)

, (3.18)

32.6+21.350.361.15=33.7мм;

19.36-22.30.361.15=17.4мм;

15. Находим длину среднего витка первичной обмотки по формуле (3.19)

Определяем в соответствии с рисунком 3.1

, (3.19)

16. Изоляцию первичной обмотки производим микалентной бумагой толщиной 0.02мм в два сложения с половинным перекрытием. По формулам (3.20) и (3.21) определяем наружный и внутренний диаметры трансформатора после укладки междуслоевой изоляции:

; (3.20)

; (3.21)

, ,

17. По формулам (3.22) - (3.26) и табл.3.5 определяем число вторичных слоев обмотки по наружному диаметру тороида:

, (3.22)

, (3.23)

, (3.24)

, (3.25)

, (3.26)

l2=250.531.15=15.2мм;

l3=430.531.15=26.2мм;

l4=750.411.15=35.3мм;

X2=3.14 (32.6-0.52) =100.7мм;

X3=100.7мм; X4=101мм;

S2=43.140.5314=93.2мм2;

S3=43.140.5324=159.7мм2;

S4=43.140.4133=93.2мм2;

Z2=23.140.53=3.33мм;

Z3=23.140.53=3.33мм;

Z4=23.140.41=2.57мм;

слой;

слой;

слой; k=1.15;

18. По формулам (3.27) и (3.28) определяем число слоев обмоток по внутреннему диаметру.

, (3.27)

, (3.28)

у1=3.14 (19.36+0.36) =61.9мм;

у2=3.14 (19.36+0.52) =62.45мм;

у3=3.14 (19.36+0.52) =62.45мм;

у4=3.14 (19.36+0.38) =62мм;

слоя;

слоя;

слоя;

слоя;

19. По формулам (3.29) и (3.30) определяем диаметры трансформатора после укладки провода вторичных обмоток:

, (3.29)

, (3.30)

;

;

;

;

;

;

Ку=1.15-коэфициент укладки;

20. По формуле (3.31) находим длину среднего витка вторичных обмоток (в соответствии с рисунком 3.1)

, (3.31)

;

;

;

21. По формулам (3.32) и (3.33) находим окончательные размеры трансформатора после изоляции обмотки миколентной бумагой 0,1 мм одним слоем с половинным перекрытием,

(3.32)

(3.33)

;

;

22. Окончательные габаритные размеры трансформатора с учетом коэффициента выпучивания определяем по формулам (3.34) - (3.36): Кв=1.2 (таблица 3.5)

(3.34)

(3.35)

(3.36)

; ;

;

23. По формуле (3.37) определяем потери в стали (рст =33Вт·кг находим по рисунку 3.2):

(3.37)

.

24. По формуле (3.38) определяем активную составляющую тока холостого хода:

(3.38)

.

25. По формуле (3.39) определяем реактивную составляющую тока холостого хода (Н=3.5 А/см - определяем по рисунку 3.3):

(3.39)

26. По формулам (3.40) - (3.41) определяем ток холостого хода:

(3.40)

(3.41)

;

;

27. Определяем активное сопротивление обмоток по формуле (3.42):

, (3.42)

,

,

28. Определяем активные падения напряжения в обмотках трансформатора по формулам (3.43) - (3.44):

(3.43)

(3.44)

, ,

, ,

, ,

, ,

29. По формулам (3.45) - (3.49) и по таблице 3.6 определяем массу проводов, потери меди и КПД трансформатора (m=2.65г - масса провода):

, (3.45)

гр;

(3.46)

, (3.47)

,

Вт,

Вт,

,

. (3.48)

, (3.49)

30. По формулам (3.50) - (3.51) определяем расчётный коэффициент А

(3.50)

,

А= (3.51)

А=

Делись добром ;)