книги / Проектирование источников электропитания устройств связи
..pdfна две одинаковые катушки. Между катушками обмотки низшего напряжения помещается обмотка высшего напряжения. Подобным образом может быть выполнена тройная концентрическая обмот ка, в которой обмотка низшего напряжения состоит из трех ка-
Рис. 1.3. Схемы концентрической |
Рис. :1.4. Схема |
дисковых |
|||
обмотки: |
|
|
(чередующихся |
обмоток |
|
а) |
.простая; б) |
двойная |
|
тр ансформатор а |
|
тушек, а |
обмотка |
высшего |
напряжения — из двух. Концентриче |
ские обмотки получили наиболее широкое распространение в оте чественной практике.
В дисковых чередующихся обмотках катушки низшего и выс шего напряжений, изготовленные в виде отдельных дисков, раз мещаются на магнитопроводе в чередующемся порядке (рис. 1.4). Вся обмотка подразделяется на симметричные группы, состоящие из одной или нескольких катушек высшего напряжения и из рас положенных по обе стороны от них двух (или нескольких) кату шек низшего напряжения. Дисковые чередующиеся обмотки более сложны, но обладают меньшим рассеянием. Такие обмотки при меняются в специальных случаях (импульсные трансформаторы, выходные трансформаторы), а также в высоковольтных трансфор маторах.
Обмотки трансформаторов малой мощности изготавливаются из медных проводов с эмалевой, волокнистой и комбинированной изо ляцией.
Медные |
провода |
с эмалевой «изоляцией выпускаются следующих марок: |
||||||||||
ПЭЛ — провод |
с |
эмалевой |
лакостоикой |
изоляцией, по |
.иашревостойкости |
от |
||||||
носится |
к классу А; |
|
|
лакостойкой |
изоляцией, |
по |
нагре |
|||||
П ЭЛ У — .провод с эмалевой утолщенной |
||||||||||||
в-остойкости относится к классу А; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ПЭТ — провод |
с |
эмалевой |
изоляцией повышенной теплостойкости, нагрево- |
|||||||||
стойкость класса В; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ПЭВ-1 |
и ПЭВ-2 — провода |
эмулированные с одинарным |
и двойным |
вини- |
||||||||
флексовым покрытием |
соответственно, -напревостойюость класса |
А, |
В |
для |
ПЭВ-1 |
|||||||
и класса А, Е для -ПЭВ-2; |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ПЭФ-2 — провод, |
изолированный фторопластовой эмалью |
в 2 |
слоя, |
пагре- |
||||||||
востойкость класса |
С. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
•Из |
inpоводов |
с |
волокнистой изоляцией в трансформаторах применяются |
|||||||||
ПВО и |
ПБД — провода с изоляцией из хлопчатобумажной |
пряжи |
в один |
и |
два -слоя соответственно (натревостойкость (класса А). Из «проводов с •комбини рованной (изоляцией в трансформаторах 1при1меняются:
ПЭЛБО — провод с лакостойкой эмалевой |
изоляцией и |
одним |
слоем |
хлоп |
|||
чатобумажной пряжи, нагревостойкость класса А; |
одним |
слоем |
шел |
||||
(ПЭЛШО— .провод с Д1акостойкой эмалевой .изоляцией и |
|||||||
ковой 'Пряжи, натревостойкость класса А. |
|
|
|
|
|
||
(Провода |
с |
комбнинровэнной изоляцией |
имеют более |
толстую |
изоляцию, |
||
чем провода |
с |
эмалевой изоляцией, и их применение целесообразно |
при |
сече |
нии провода 0,5 мм2 и более. При таких сечениях применение провода с эма левой изоляцией нежелательно, так как при намотке на .прямоугольные карка сы небольших размеров эмаль растрескивается и отслаивается на сгибах.
1.2. ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА ТРАНСФОРМАТОРОВ МАЛОЙ МОЩНОСТИ
Заданными величинами при расчете трансформато ров являются напряжение сети Uh частота тока питающей сети /, напряжение £/2 и мощность Рг вторичной обмотки при номиналь ной нагрузке. В случае многообмоточного трансформатора зада ются напряжения и мощности всех вторичных обмоток.
В результате расчета должны быть определены геометрические
размеры магнитопровода, данные обмоток (число |
витков, марки |
и диаметры проводов) и параметры трансформатора |
(ток холосто |
го хода, напряжение короткого замыкания, изменение вторичного 'напряжения,.потери и кпд, температура перегрева).
Трансформаторы малой мощности по своей конструкции могут быть выполнены стержневыми, броневыми и тороидальными (рис. 1.5). Конфигурация магнитопровода определяется наимень шими весом, габаритами, стоимостью трансформатора, наиболь шей простотой конструкции и ее технологичностью.
В [1, 3] сравниваются трансформаторы различной конфигура ции для частот 50 и 400 гц и выводятся оптимальные соотношения размеров с точки зрения минимума веса, объема и стоимости для трансформаторов различных конструкций (табл. 1.4).
Т А Б Л И Ц А
Оптимальные соотношения размеров трансформаторов
Конструкция |
у=тЬ/а | Хшгс/а | 2*-Л/а |
Значения |
У=*Ыа | x—cfa | |
|
У=Ыа\ х= с/а | zsah/a |
N |
|||
|
|
|
|
1 |
трансформатора |
при минимальном |
при минимальном |
при~минимальной |
|
|
||||
|
весе |
объеме |
стоимости |
|
14
1.•5
Стержневая с двумя катушками
Броневая
Тороидальная
|
14-2 |
|
1 .5 |
2 ,0 |
14-2 |
0 ,5 |
3 ,0 |
2 |
1,0 |
1 |
|
14-2 |
|
1 .0 |
2 ,5 |
14-2 |
1,0 |
2 ,5 |
2 |
0 ,5 |
1 |
О |
* |
о |
2 ,0 |
|
14-2 |
2 ,0 |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
|
Маломощные силовые трансформаторы при их массовом произ водстве обычно проектируют и изготовляют на стандартных сер дечниках, составляющих унифицированные ряды типовых разме-
Рлс. 1.5. Маш1Ито1гроводы трамоформатаров:
а) броневого; б) стержневого; в) трехфаз.но*го стержневого; д) то
роидального
ров. Такие ряды сердечников представляют обычно компромиссное решение проблемы оптимальных трансформаторов и позволяют получить наименьшие вес и объем при наименьшей стоимости. В настоящее время наиболее распространены ряды магнитопро
водов, приведенные в приложении |
(табл. |
П 1.1—П1.4). Ряд плас |
тинчатых маг-нитопроводов (табл. |
П 1.1) |
является оптимальным |
для броневых трансформаторов минимальных веса и объема; при меняется для силовых трансформаторов на 50 и 400 гц.
В табл. П1.2 приведен ряд ленточных магнитопроводов броне вой конструкции для трансформаторов минимальных веса и объе ма (частота 50, 400, 1200 гц).
Для стержневых трансформаторов (50, 400 гц) минимальных веса и объема приведен ряд ленточных сердечников в табл. П1.3
приложения. |
|
ряд |
тороидальных сердечников |
мини |
|||||||||
В табл. П1.4 приведен |
|||||||||||||
мальных веса и объема |
на частоты 50, 400, |
1200 и 2400 гц. |
|
|
|||||||||
В [1, 3] показано, что для |
частоты 50 гц по всем технико-эконо |
||||||||||||
мическим показателям |
(вес, |
объем, |
стоимость) |
предпочтительны |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
тр ансфор маторы |
стер- |
|||||
а, |
II |
д |
|
|
*)[ [ |
[ |
жневого |
типа, |
выпол |
||||
|
|
|
|
|
|
|
ненные |
на |
магннто- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
п'роводах |
оптимальной |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
формы. |
|
|
конструк |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Броневая |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
ция |
.практически рав |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ноценна |
стержневой |
по |
||||
|
|
|
|
|
|
|
весовым |
показателям, |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
однако |
уступает |
по |
||||
|
|
|
|
|
|
|
следней |
по |
объему |
н |
|||
|
|
|
|
|
|
|
стоимости. Однако, |
не |
|||||
Рис. |
1.6. Электрические |
схемы |
трансформато |
смотря |
на |
указанные |
|||||||
ров: |
|
|
|
|
|
|
недостатки |
для |
малых |
||||
а) однофазного двухобмоточного; б) однофаз |
мощностей |
|
(до |
100ч- |
|||||||||
ного |
трехобмофоч-ного; |
в) |
автотрансформато |
|
|||||||||
ра; г) |
трехфаэното |
|
|
|
|
|
200 ва) |
при |
напряже |
||||
1000 в, |
следует отдать |
предпочтение |
|
ниях |
обмоток |
менее |
|||||||
броневым |
трансформаторам |
||||||||||||
с пластинчатым и ленточным |
магнитопроводом |
как |
наиболее |
простым по конструкции и наиболее технологичным.
При мощностях в несколько сотен вольтампер на частоте 50 гц и до нескольких киловольтампер на частоте 400 гц наиболее перс пективны стержневые трансформаторы с двумя катушками на лен точных сердечниках оптимальной формы.
Трансформаторы с тороидальными ленточными середечниками целесообразны при мощностях до 100—200 ва и частоте тока 400 гц в случаях, когда необходимо минимальное рассеяние или минимальный объем. Имея некоторые весовые и объемные преи мущества перед стержневыми и броневыми трансформаторами и сравнительно простую конструкцию, тороидальные трансформато ры менее технологичны.
После выбора конфигурации магнитопровода его размеры, не обходимые для получения от трансформатора заданной мощности, определяются выражением
S..S, _ 1+Т) |
Р 10* |
см4 |
( U ) |
Л4.44 /Д /Л '„ К С
где S c и So — площадь поперечного |
сечения стержня |
магнитапро- |
|||||||||||||||||||||
вода |
и |
площадь |
оюна, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
см2; Р—.полезная мощ- |
а) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ность |
трансформатора, |
Ч\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 ^ |
|
|||||||||||
ва; |
|
f — частота |
|
тока |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
питающей сети, гц; В— |
0.9 |
|
|
3,=г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
амллитуда |
-магнитной |
|
|
н р |
|
|
|
|
|
|
-Ш 9гц |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
индукции, тл; j — плот |
|
|
1 |
-з |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
-50 гц |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ность тока |
в обмотках, |
08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 - |
|
|
ЗТ |
||||||||||||
а/мм2\ЬСм и |
Ко — коэф- |
|
|
|
|
|
3 |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 - |
|
|
ТТ |
||||||||||||
фидиенты |
запол пения |
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 - |
|
СТ |
В1 |
||||||||
медью окна сердечника |
|
|
20 |
30 |
S0 |
П |
100 |
|
200 |
300 |
|
500 |
Р.Оа. |
||||||||||
01W |
|
|
|
||||||||||||||||||||
и сталью площади |
по |
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
перечного сечения стер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
жня |
|
магнитон ровода |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
соответственно; |
т]—нпд |
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
||||||||
трансформатора. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
ра |
Для |
тра;нсформ ато- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
рис. 1.6а |
Р = Р2— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||||||||
мощность |
вторичной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
обмотки .при номиналь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ной нагрузке; для |
мно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
||||||||
гообмоточного |
|
|
Р |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
i= N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= 2 |
Pi — сумма |
|
но- |
В) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1=2 |
|
|
мощностей |
1,0-1мм2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
минальных |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
всех |
вторичных |
обмо |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ток |
(£ — номер |
обмот |
4 |
|
|
|
|
|
ЧООщS |
|
|
|
|
||||||||||
ки, |
N ■— ЧИСЛО |
обмоток |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
трансформатора); |
|
для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
автотрансформатора |
|
|
|
|
|
50гц |
" |
|
|
|
|
||||||||||||
(Р'ИС. |
|
1.6в) |
Р = Р2(1— |
/ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
—1/лс) |
— |
габаритная |
|
Ю |
' |
20 |
30 |
J5Q |
70 |
100 |
п |
200 |
300. |
500 РМ |
|||||||||
(расчетная) |
мощность, |
|
|
Ъ |
|
' |
'N |
1 |
1, |
I |
\Ь |
|
|
I |
|||||||||
Рис. 1.7. Ориенти1ро»оч,иые зависимости от по |
|||||||||||||||||||||||
где |
|
K=Umi/U]m; |
|
для |
|||||||||||||||||||
|
|
лезной /мощности тЛ<а1Н1сформатора: |
|
сети 50 |
|||||||||||||||||||
трехфазного трансфор |
а) |
(кпд |
три |
частотсА тока |
minTaioiuetf |
||||||||||||||||||
матора |
(рис. |
1.6а) |
Р = |
и |
400 |
гц; б) максимального значения |
магнигг- |
||||||||||||||||
= |
^ 2./3 |
— |
мощность, |
пюй |
.индукции |
для |
стали: |
Э42 |
толщиной |
||||||||||||||
приходящаяся |
на |
одну |
0,35 мм при частоте тока(50 гц (1), Э44 тол |
||||||||||||||||||||
фазу. |
|
|
|
|
|
|
щиной 0,15 мм при частой 400 гц |
(2) |
ЭЗЗО |
||||||||||||||
зависимости |
от |
0,15 мм при частоте 400 гц (3); в) плотности |
|||||||||||||||||||||
|
В |
|
тока в обмотке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мощности трансформатора ориентировочно определяется амплитуда магнитной индукции
Я (ри-с. 1.76). Также в зависимости от мощности Р ориентировочно
ТАБЛИЦА 1.5
Значения Км для некоторых марок проводов при напряжении менее 1000 в
Марка |
Диаметр |
|
провода |
провода |
|
ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТ |
0 ,05-=-0,1 |
0,15 4 -0 ,2 0 |
|
0,1-7-0,2 |
0,184 -0,25 |
|
0 ,2 4 0 ,5 |
0,2 2 4 -0 ,3 0 |
|
0 ,5 4 -1 ,5 |
0,274 -0,35 |
п э л ш о |
0 ,1 4 -0 ,2 |
0,1 2 4 -0 ,1 9 |
|
0 ,2 4 -0 ,5 |
0,174 -0,25 |
п э л ш д |
0 ,2 4 -0 ,5 |
0 ,1 5 4 -0 ,2 2 |
п ш д |
|
|
ПЭЛБО |
|
|
ПБД |
0 ,5 4 -1 ,5 |
0,164 -0,25 |
ПЭЛБД |
1,5 4 -4 ,5 |
0 ,2 24 -0,30 |
определяется плотность то ма / по .кривым рис. 1.7в.
Значение Ц определяется из графиков (рис. 1.7а).
Коэффициент заполнения медью окна магнитопровода Км зависит от диаметра про
вода |
обмоток |
(от |
мощности |
|
трансформатора), |
изоляции |
|||
и |
напряжения |
обмоток |
||
(табл. 1.5 и табл. |
1.6). |
|||
Коэффициент заполнения |
||||
сталью |
сечения сердечника |
|||
Кс |
зависит |
от |
толщины |
|
•стальных листов |
или ленты |
|||
и |
материала |
изоляции |
||
(табл. 1.7). |
|
|
||
Если |
от трансформатора |
|||
питается |
-выпрямительная |
схема, то -величину S CS0 мо-
Т АБЛИЦ А 1.6
|
|
Значения Км в зависимости от мощности трансформатора |
|
|||
f |
|
Р, ва |
15430 |
504150 |
1504300 |
30041000 |
50 |
гц |
к» |
0,224 -0,28 |
0 ,2 8 4 0 ,3 4 |
0 ,3 4 4 0 ,3 6 |
0 ,3 6 4 -0 .3 8 |
400 |
гц |
Ки |
0,214 -0,25 |
0 ,2 5 4 0 ,2 8 |
0 ,2 8 4 0 ,3 0 |
0 ,3 0 4 0 ,3 7 |
жно ориентировочно определить из выражения
ТАБЛИЦ А 1.7
Определение величины Кс
5С50 : |
Ятр 10« |
СМ* |
|
Толщина |
|
|
|
|
|
|
для пластин |
для ленточных |
|||
|
2 .2 2 fB jK MKc r] |
|
листа |
||||
|
|
|
( 1.2) |
|
|
чатых сердеч |
сердечников |
|
|
|
|
|
ников |
|
|
где РТр — габаритная |
мощность |
0 ,3 5 4 0 ,5 |
0 ,8 9 4 -0 ,9 3 |
0 ,9 5 4 -0 ,9 7 |
|||
трансформатора |
(ва), |
определяе |
0 |
,2 4 0 ,3 5 |
0 ,8 2 4 -0 ,8 9 |
0 ,9 3 4 -0 ,9 5 |
|
мая из расчета |
выпрямителя. |
0 |
,0 5 4 0 ,1 |
— |
0 ,7 5 4 -0 ,8 8 |
||
Определив .произведение 5 С50, |
легко установить пределы шири ны стержня магнитопровода, которые могут быть использованы
для данного трансформатора. Зная оптимальные соотношения сто
рон y= bja; x=cja\ z=h/a (табл. 1.4), определяем величину а:
° = V W - ,CM- |
° - 3) |
Например, для броневого трансформатора минимального веса величины y=b/a= 14-2; х= — = 1; 2= —=2,5. Подставляя вели-
аа
чины у, х, г в (1.3), получим для |
у= 1 а=0,8(/5с5ок, для |
у = 2 |
a =0,67 у' S CS0K. |
г/= 1 и </ = 2, а также произве |
|
Зная граничные значения а для |
||
дение SCS0, из табл. П 1.1, П 1.2 по этим величинам выбираем |
маг |
|
нитолровод. |
|
|
Выбрав магнитопровод, следует выписать из таблиц все спра вочные данные, необходимые для дальнейшего расчета. К таким данным относятся: типоразмер, геометрические размеры магнитопровода, его сечение, вес и величина S CSQ.
Зная марку стали, магнитную индукцию и вес выбранного маг-
нитопровода, определяем потери в стали: |
|
PCT= p CTGCT, |
(1.4) |
где рст — удельные* потери (вт,/кг), которые зависят от марки стали, толщины пластин или ленты, магн-итной индукции и частоты тока
Рй*с. 1.8. Удельные потери в трансформаторных сталях:
<а) 342 толщиной 0,36 мм ,п)ри частоте 50 гц; б) Э44 толщиной 0,2 мм п,рн частоте 400 гц (1), ЭЗЗО толщиной 0,16 мм лри частоте 400 гц для лен* точного разрезного (2) и тороидального (3) сердечников
сети; GCT — вес стали магнитопровода, кг. На рис. 1.8 приведены экспериментальные кривые зависимости удельных потерь в стали от магнитен индукции.
Активная составляющая тока холостого хода, выраженная в процентах от номинального тока,
1а = (Рст/Р) Ю 0% , |
(1.5) |
где Р —то же, что и в (1.1) « (1.2), но для |
автотрансформатора |
Р — Р*2— полезная мощность. При расчете трехфазного трансфор
матора следует потери в стали, так же как и полезную мощность, |
|||||
отнести к одной фазе, т. е. |
р |
|
|
|
|
Реактивная составляющая тока хо- |
|||||
лостого хода, выраженная |
и |
от номинального тока, |
|||
в процентах |
|||||
|
iP = (Qc/P) ЮО =(qcGc/P) 100%, |
|
(1.6) |
||
где |
Qc — реактивная намагничивающая |
мощность, |
ea; |
qc — удель |
|
ная |
намагничивающая мощность |
зависящая |
от |
марки ста |
|
ли, |
частоты, конструкции |
магнитопровода и магнитной индукции |
и определяемая кривыми (рис.*1.9); Р — то же, что в (1.1) и (1.2)г
Рис. 1.9. Удельная ламашичивающая мощность для стали:
а) 342 толщиной 0,35 мм при частоте 50 гц; б) 344 толщиной 0,2 мм ври частоте 400 гц (1) и 3330 толщиной 0,16 г м гари частоте 400 гц (2)
но для автотрансформатора Р = Л>. При расчете трехфазного трансформатора намагничивающую мощность следует отнести к одной фазе, т. е. Qc/З. Ток холостого хода, выраженный в процен тах от номинального,
*о = |
%• |
(1 *7) |
Номинальное значение тока первичной обмотки |
|
|
/, = P/U1г)cos фх; |
(1.8) |
так как в большинстве случаев нагрузка трансформаторов малой мощности активная, то величина coscpi зав!исит в основном от ве личины тока холостого хода.
Коэффициент мощности может быть принят cosq)i = 0,9-r-0,95 при частоте 50 гц и cos cpi= 0,85—0,96 при частоте 400 гц (чем боль ше мощность трансформатора, тем выше cosqn). Для автотранс
форматора Я= Р2 |
и г] cos ф1= 0,9—0,95. При |
расчете трехфазного |
|
трансформатора Ui, 1\ — фазные значения напряжения |
и тока, а |
||
Р — мощность «на |
одну фазу. Величина кпд |
(т|) была |
определена |
выше из рис. 1.7а. Абсолютное значение тока холостого хода |
|||
|
L ^ — Iv <*• |
|
(1.9) |
|
0 100 х |
|
|
Ток холостого хода в трансформаторах малой мощности обыч но лежит в пределах 25ч-40% от номинального тока при частоте тока 50 гц и 10-^30% — при частоте то'ка 400 гц.
Если найденный ток оказался выше указанных значений (более 40% при 50 гц или 30% при 400 гц), то следует уменьшать маг нитную индукцию; если же этот ток оказался меньше указанных наименьших значений (меньше 25% при 50 гц или 10% при 400 гц), то магнитную индукцию следует увеличить и вновь произвести расчет. У автотрансформаторов ток холостого хода значительно меньше, чем у трансформаторов, и обычно не превышает 15-f-20% при частоте 50 гц. Поэтому пересчет автотрансформатора обычно не делают.
После расчета' магнитопровода и определения всех его разме ров можно перейти к расчету обмоток, который сводится к опре делению поперечного сечения и диаметра провода каждой обмот ки, а также к выбору марки провода. Ток в первичной обмотке оп ределяется из выражения (1.8). Ток во вторичной обмотке опре деляется как
h = P 2/U2. |
(1.10) |
При расчете многообмоточного трансформатора ток в любой |
|
вторичной обмотке |
|
rt=Pt/Ut, |
(1.11) |
где i — номер обмотки трансформатора (t = 2, 3, 4, |
N). |
Для автотрансформатора токи определяются аналогично. При этом необходимо учитывать, что для понижающего автотрансфор матора /да== I\ и Ux= l2—Л, а для повышающего автотрансформа тора /да = /2 и /ах= / |—/2.
При расчете трехфазных трансформаторов токи, напряжения и мощность всех обмоток определяются для одной фазы. Попереч ные сечения проводов обмоток
; Я2 |
(1.12) |
Рекомендуемые для них значения плотности тока, обеспечи вающие температуру перегрева до 50°С, приведены на рис. 1.7в. Окончательно плотности тока в обмотках могут быть определены
после полного конструктивного и теплового расчета трансфор матора.
Задавшись плотностью тока j в обмотках и вычислив попереч ное сечение их проводов q'{, q'2..., по табл. П2.1 выбираем ближай
шее стандартное сечение проводов q\; <72; <7 — и их марку.
При напряжении обмоток до 500 в следует выбрать провод марки ПЭЛ или ПЭВ-1 при токах в обмотках до 5 а и провод мар ки ПЭЛБО или ПБД при токах более 5 а. При напряжении обмо
ток более 500 в следует выбрать провод марки ПЭВ-2. |
из |
табл. |
|||||||||
|
Выбрав |
провод |
для |
всех обмоток |
трансформатора |
||||||
П2.1, |
следует выписать |
следующие |
данные: поперечное |
сечение |
|||||||
<7ь |
q2; |
<7з— {мм*), диаметр провода с изоляцией d\, |
d2\ d$... {мм) и |
||||||||
без |
нее d[; d'2; d'3 |
{мм), |
вес 1 |
м провода |
g 1; g2\ g3... (г). |
|
|
||||
|
Действительная |
плотность |
тока в обмотках: ji = h/qi', |
/2= / 2/^2; |
|||||||
/з = Iз/<7з- |
плотность тока для двухобмоточного |
трансформатора |
|||||||||
|
Средняя |
||||||||||
/ = ] / / 1/2; трехобмоточного /= у |
/1/2/3 «и т. д. Числа |
битков обмоток |
|||||||||
определяются из выражений: |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
_ |
Ег 104 |
|
|
£g 10* |
|
|
E3 10* |
|
|
|
|
Щ |
4.44/ s s c.a : |
W i ~ 4 . 4 4 f B S ca * |
W3 = 4,44/BSCл |
(1.13) |
где Sca {см2) — активное сечение магнитопровода (определяется из табл. П'1.1—П1.4).
В выражениях (1.13) эдс обмоток при холостом ходе равна на пряжениям этих обмоток, т. е. E\ = U\\ E2=U2; E3=U3...
Для трехфазного трансформатора в (1.13) следует подставить фазные значения эдс обмоток. Для автотрансформатора число вит ков wAa, принадлежащей сети ВН (высшего напряжения), опреде ляется для напряжения EAa = UBii—Umi, а число витков wax, при надлежащей сети НН, —для напряжения Еах— /Унн-
При работе нагруженного трансформатора для определения чисел витков обмоток следует вычислить эдс с учетом падения на пряжения в обмотках. Обозначив процентное падение напряжения в первичной обмотке Aui и во вторичной Аи2, эдс обмоток опреде лим выражениями:
Ej =Uj (1 —Д urf100) и E2 = U2{\-\- А и2/100). |
(1.14) |
Ориентировочные значения Аи\ и Д«2 в зависимости от мощно сти трансформаторов броневого типа с напряжением обмоток до 1000 в и температурой перегрева до 50°С приведены на рис. 1.10. При расчете многообмоточного трансформатора следует иметь в виду, что по мере удаления вторичных обмоток от первичной их активные и реактивные сопротивления увеличиваются. Поэтому сле дует принимать Аи2 для вторичной обмотки, расположенной непо средственно на первичной, меньше, а для наружной вторичной об мотки больше, чем показано на рис. 1.10, на Ю-г-20%. Так как обмотки стержневых трансформаторов имеют меньшие активные