Расчет трансформатора малой мощности
ПСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ
Кафедра ТОЭ
Курсовая работа
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ
Вариант № 7
Работу
выполнил
Студент
группы: 0083-01
Романов М.Н.
Работу принял
Елисеев Л.П.
ПСКОВ 2012г.
Исходные данные:
PH =
150 Вт
U1 =
220 В
U2 =
120 В
f =
50Гц
1. Определение размера сердечника
.1 Практика расчета трансформаторов установила, что в зависимости от
мощности трансформатора, сорта стали и частоты f при предварительном выборе индукции Вм можно руководствоваться
данными таблицы 1
Таблица 1 предварительного выбора индукции Вм
|
Мощность трансформатора
(Вт)
|
Сорт стали
|
<100
|
100-500
|
500-5000
|
|
Индукция Вм (Тл) при
частоте f= 50Гц Тоже при частоте f= 400Гц
|
Э-42= 0,35-0,5 Э-310=0,5
Э-44=0,2 Э-34=0,2
|
1,0 1,4 0,6 0,75
|
1,1 1,6 0,7 0,9
|
1,25 1,7 0,75 1,0
|
Вм=1,1 Тл
.2 Предварительный выбор плотности тока d
Плотность тока d
определяет потери в обмотках, вызывающих наряду с потерями в стали, общий
перегрев трансформатора.
Исходя из ответа проектирования трансформаторов, величины плотности
токов, при которых температура обмоток не превосходит критических значений,
выбираются по данным таблицы 2 в зависимости от мощности трансформатора.
Таблица 2
предварительного выбора плотности тока
|
Мощность трансформатора Вт
|
<100
|
100-500
|
500 - 5000
|
|
Плотность тока А/мм2
|
4-3
|
3-2
|
2-1,75
|
d=3 А/мм2
1.3 Коэффициент заполнения окна выбирается в зависимости от мощности Рн
согласно данным таблицы 3
Таблица 3 по выбору коэффициента заполнения
|
Мощность трансформатора
(вт)
|
<100
|
100 - 500
|
500 - 5000
|
|
Провод круглого сечения ПЭ
|
0,23 - 0,28
|
0,28 - 0,32
|
0,32-0,35
|
|
Провод прямоугольного
сечения ПВД
|
-
|
-
|
0,35-0,45
|
Км=0,3
.4 Выбор типа сердечника броневого или стержневого определяется шифром
студента
При четной сумме последних двух цифр шифра выбирается броневой тип, при
нечетной стержневой. В последнем случае, если и сумма трех последних цифр шифра
тоже четная, то выбирается ленточный стержневой сердечник.(Сумма шифра
последних двух цифр у меня четная). Для частоты f=50 Гц выбираются марки стали Э42 и Э310.
Для определения размера сердечника используем следующую формулу
S0Scm =
S0Scm =(150*50)/(1,1*50*3*0,3)=151,51см4
f - частота
тока, Вм - максимальное значение индукции, Кст - коэффициент, учитывающий
изоляцию пластин и неплотность сборки, d - плотность тока в
обмотке, So - площадь окна, Км - коэффициент заполнения окна. Для
Кст - обычно принимают значение Кст = 0,9; Scm - площадь
поперечного сечения сердечника.
где:
Вм=1,1 (Тл) - согласно таблицы1; d=2,5(А/мм2) -
согласно таблицы2; Км=0,3 - согласно таблицы3
При выборе типа сердечника руководствоваться данными таблицы 4. Эскиз
сердечника по данным таблиц представлен на рис. 1
Таблица 4 броневых сердечников из стали Э44
|
Обозначение сердечников
|
Основные размеры
|
Расчетные величины
|
|
a мм
|
с MM
|
h MM
|
lcm CM
|
Scm CM2
|
So CM2
|
SoScm CM4
|
Вес гр
|
|
Ш 16×16 ×25 ×32
|
16
|
16 25 32
|
16
|
40
|
13,6
|
2,6 4 5,1
|
6,4
|
16,6 25,6 32,6
|
250 385 400
|
|
Ш 20×20 ×32 ×40
|
20
|
20 32 40
|
20
|
50
|
17,1
|
4 6,4 8
|
10
|
40 64 80
|
485 775 965
|
|
Ш 25×25 ×40 ×50
|
25
|
25 40 50
|
25
|
62,5
|
21,3
|
6,25 10 12,5
|
15,6
|
97,5 156 195
|
935 1500 1860
|
|
Ш 32×32 ×50 ×63
|
32
|
32 50 63
|
32
|
80
|
27,3
|
10,2 16 20,4
|
25,6
|
261 410 522
|
1960 3060 3910
|
|
Ш 40×40 ×63 ×80
|
40
|
40 63 80
|
40
|
100
|
34,2
|
16 25,6 32
|
40
|
640 1025 1280
|
3830 6120 7660
|
Выбираем сердечник Ш 25×40 с параметрами:
a =
25мм b = 40мм c = 25мм h =
62,5мм lcm = 21,3см
S0 = 
м2 Scm = 
м2
Эскиз
броневого типа сердечника.
Рис.1
2. Определение числа витков обмоток
Число витков обмоток определяется с учетом падения напряжений в обмотках,
руководствуясь зависимостями:
согласно
таблицы 5
В
В
шт.
шт.
Здесь
- Ua активная составляющая относительного напряжения короткого замыкания.
Величина Ua зависит от номинальной мощности и частоты f. Предварительно
величина выбирается по данным таблицы 5.
|
Частота f-Гц
|
Мощность трансформатора (Bт)
|
|
<100
|
100 - 500
|
500 - 5000
|
|
50
|
25-15%
|
15-5%
|
5 - 3%
|
|
400
|
12-8%
|
8-3%
|
3-13%
|
3. Определение сечения проводов
обмотка
ток замыкание напряжение
Сечение проводов определяется по номинальным значениям токов обмоток и
принятой плотности тока.
мм2
мм2
Номинальные токи обмоток вычисляются из зависимостей:
А
А
Диаметр
проводов выбирается по таблице 6 сортамента обмоточных проводов. После выбора
сечения проводов из сортамента таблицы 6 рассчитывается фактическая плотность
тока
A/мм2
A/мм2
Таблица
6 сортамента проводов
|
Диаметр мм
|
Сечение мм2
|
Диаметр мм
|
Сечение мм2
|
|
0,15
|
0,60176
|
0,59
|
0,273
|
|
0,16
|
0,020
|
0,62
|
0,301
|
|
0,17
|
0,023
|
0,64
|
0,321
|
|
0,18
|
0,025
|
0,67
|
0,352
|
|
0,19
|
0,028
|
0,69
|
0,373
|
|
0,20
|
0,031
|
0,72
|
0,407
|
|
0,21
|
0,035
|
0,74
|
0,430
|
|
0,23
|
0,042
|
0,77
|
0,465
|
|
0,25
|
0,057
|
0,80
|
0,5
|
|
0,29
|
0,066
|
0,83
|
0,54
|
|
0,31
|
0,86
|
0,54
|
|
0,33
|
0,085
|
0,9
|
0,58
|
|
0,35
|
0,096
|
0,93
|
0,64
|
|
0,38
|
0,113
|
0,96
|
0,68
|
|
0,41
|
0,132
|
1.00
|
0,72
|
|
0,44
|
0,152
|
1,04
|
0,79
|
|
0,47
|
0,173
|
|
|
|
0,49
|
0,188
|
|
|
|
0,51
|
0,205
|
|
|
|
0,53
|
0,220
|
|
|
|
0,55
|
0,237
|
|
|
|
0,57
|
0,255
|
|
|
Согласно таблицы 6 диаметр проводов:
Для первичной обмотки d1:=0,53мм. без изоляции.
Для вторичной обмотки d2:=0,72
мм. без изоляции.
4.