Зміст
Завдання
Введення
1. Методика розрахунку трансформатора
1.1 Вибір магнітопровода
1.2 Визначення кількості витків в обмотках
1.3 Визначення втрат у сталі і намагнічує струму
1.4 Електричний та конструктивний розрахунок обмоток
1.5 Визначення падіння напруги і ККД трансформатора
Список літератури
Креслення розрахованого трансформатора
ЗАВДАННЯ
1. Розрахувати малопотужний трансформатор з повітряним охолодженням
2. Виконати креслення розрахованого трансформатора на 1-2 аркушах 584841 (формат паперу А1).
Вихідні дані:
S 2 = 200 ВА
S 3 = 50 ВА
U 2 = 315 В
U 3 = 16 В
cosφ 2 = 0,7
cosφ 3 = 0,9
U 1 = 380 В
f = 400 Гц
Розрахункове умова - мінімум вартості
Температура навколишнього середовища УЁ = 50 В° С
Розрахункове обмеження: максимальна температура
95 В° С в‰¤ УЁ макс ≤ 105 В° С
ВСТУП
Основними елементами конструкцій трансформаторів є магнітопровід і котушки з обмотками.
В залежності від технології виготовлення магнітопроводи трансформаторів невеликої потужності діляться на пластинчасті (при товщині листа не менше 0,15 мм) і стрічкові.
За конструктивним виконанню пластинчасті і стрічкові магнітопроводи діляться на три основні типу: стрижневі, броньові і кільцеві.
Стрижньові пластинчасті магнітопроводи зазвичай збираються з прямокутних пластин однакової ширини, однакових П-подібних пластин або з П-подібних пластин і прямокутних перекришек.
Броньові пластинчасті магнітопроводи збираються з Ш-образних пластин і прямокутних перекришек або з однакових Ш-образних пластин з роз'ємом по середині стрижня, а так само з суцільних пластин з просічкою середнього стрижня.
Для зменшення магнітного опору в місцях стику окремих пластин їх збирають впереплет, тобто в одному шарі перекришка знаходиться внизу, а в сусідніх вгорі.
Кільцеві пластинчасті магнітопроводи збираються з окремих пластинчастих кілець. Стрижневі й броньові стрічкові магнітопроводи збираються встик з окремих сердечників підковоподібної форми з поперечним або поздовжнім розрізом.
Для отримання можливо меншого магнітного опору в місцях стику розрізних стрічкових сердечників їх торцеві поверхні піддаються шліфуванню.
Кільцеві стрічкові магнітопроводи виготовляються шляхом навивки стрічки необхідної ширини на оправу даного діаметра; вони володіють мінімальним магнітним опором, але ускладнюють виготовлення (намотування обмотки) трансформатора.
Для зменшення магнітного опору розрізних стрічкових магнітопроводів обидві його частини при збірці трансформатора склеюються за допомогою спеціальної феромагнітної пасти, містить карбонильное залізо. Іноді склеюють і збирані встик пластинчасті магнітопроводи. Особливо ефективне використання пасти для магнітопроводів малих розмірів, у яких опір повітряного зазору представляє значну частину їх загального опору. Проте для зменшення струму холостого ходу необхідно щоб склад пасти був однорідним, а склеюючий шар був можливо тонше.
Котушки трансформаторів являють собою сукупність обмоток та системи ізоляції забезпечують нормальну роботу в заданих умовах навколишнього середовища. Обмотки виготовляються з ізольованих проводів; крім того передбачається ізоляція котушок від магнітопроводу, междуслоевая ізоляція, междуобмоточная ізоляція, зовнішня (Зовнішня) ізоляція котушок.
Ізоляція обмотки від стрижневих і броньових магнітопроводів здійснюється за допомогою каркасів, виготовлених з негігроскопічні матеріалу, що володіє необхідною електричної і механічної міцністю. Найпростіший і найбільш поширений тип каркаса являє собою гільзу, виготовлену з електротехнічного картону (електрокартону). Часто застосовуються склеєні з електрокартону каркаси. При масовому виробництві трансформаторів використовуються збірні каркаси, виготовлені з твердих ізоляційних матеріалів (гетинакс або текстоліту) або пресовані з пластмаси каркаси.
Крім магнітопровода і обмоток в конструкцію трансформатора малої потужності входять деталі для зборки окремих частин сердечника, кріплення зібраного трансформатора, клеми для приєднання кінців обмоток, охолодження магнітопровода і котушок, захисту від механічних пошкоджень і вологозахисту.
1. МЕТОДИКА Розрахунок трансформатора
1.1 Вибір магнітопроводу
1.1.1 Визначаємо розрахункову потужність трансформатора. Так як (S 2 + S 3 )> 100 ВА, розрахункову потужність визначаємо за формулою:
S р = S 2 + S 3, (1)
S р = 200 +50 = 250 ВА
Величину ККД при розрахункової потужності трансформатора S р = 250 ВА, і частоті f = 400Гц, вибираємо 0,940,96
1.1.2 Вибираємо конструкцію магнітопровода по величиною розрахункової потужності, частоті і максимального напруження. Для даної розрахункової потужності вибираємо стрижневий трансформатор з двома котушками і стрічковими роз'ємними сердечниками, оскільки він має велику поверхню охолодження по порівнянні з броньовими і меншу середню довжину витка.
Розрахувавши значення R Q р = 0,781,17; п.1.6, вибираємо стрижневий стрічковий магнітопровід серії ПЛМ.
1.1.3 Вибираємо матеріал сердечника
При розрахунковому умови на мінімум вартості, і при даних частоті і потужності вибираємо стрічкову сталь марки Е340, товщиною 0,15 мм.
1.1.4 За знайденою величині S р для даної конструкції магнітопроводу знаходимо орієнтовні значення:
максимальної магнітної індукції - У макс = 1Т;
щільності струму - j ср = 3,3 А/мм ВІ;
коефіцієнта заповнення вікна - R ок = 0,22;
коефіцієнта заповнення магнітопроводу - R ст = 0,9;
1.1.5 Визначаємо твір перерізу сердечника на площу вікна
(Q ст Q ок ) = 25010 ВІ/2,2240013,30,220,9 = 43,1 см 4
гдеS р - розрахункова потужність трансформатора, ВА;
f - частота Гц;
У вики - магнітна індукція Т;
J ср - щільність струму А/мм;
R ок - коефіцієнт заповнення вікна міддю;
R ст - коефіцієнт заповнення магнітопровода;
1.6 Визначаємо відношення перетину сердечника до площі вікна
, (3)
де О± = 46; - відношення маси стали до маси міді;
З 1 = 0,6-для стрижневих двухкатушечних трансформаторів;
Знайдемо межі зміни величини R Q р = R Q р min R Q р max
R Q р min = 2,220,220,6 2 4/0, 9 = 0,78
R Q р max = 2,220,220,6 2 6/0, 9 = 1,17
R Q р = 0,781,17
1.1.7 Вибираємо типорозмір магнітопроводу
Знаючи твір (Q ст Q ок ) і межа зміни R Q р , з таблиці дод. П2, вибираємо стандартний магнітопровід ПЛМ2232-36, у якого значення твори Q ст Q ок найбільш близьке до необхідного, а значення R Q р лежить в необхідних межах;
R Q р min ≤ R Q треб ≤ R Q р max ; (4)
вибираємо R Q ...
