курсачЭ19
.docПГУ
ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ
Кафедра ТОЭ
Курсовая работа
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ
Специальность 230101
Вариант №19
Работу выполнил
студент группы
083-0901
Скворцов А.А.
Работу принял
Елисеев Л.П.
ПСКОВ
2011
План работы
Задание заключается в определении следующих конструктивных данных трансформатора (автотрансформатора):
-
Типа - размера магнитной цепи.
-
Числа витков обмоток.
-
Диаметра и марки проводов с проверкой их размещения.
-
Значения к.п.д. при номинальной мощности.
-
Температуры перегрева обмоток.
-
Относительной величины тока холостого хода.
-
Относительного напряжения короткого замыкания.
Задание выполняется по данным табл. Вариантов. Номер варианта определяется преподавателем.
Таблица 1 Варианты задания
|
№ |
P.. Вт |
Ui в |
U2 В |
F Гц |
N |
Рн Вт |
и, В |
U2 В |
f Гц |
|
1 |
25 |
220 |
127 |
50 |
26 |
5000 |
120 |
300 |
50 |
|
2 |
25 |
220 |
150 |
400 |
27 |
250 |
120 |
220 |
50 |
|
3 |
50 |
220 |
400 |
50 |
28 |
250 |
220 |
350 |
400 |
|
4 |
50 |
220 |
120 |
400 |
29 |
500 |
380 |
210 |
50 |
|
5 |
100 |
127 |
250 |
50 |
30 |
500 |
220 |
400 |
400 |
|
6 |
100 |
127 |
220 |
400 |
31 |
1000 |
220 |
120 |
50 |
|
7 |
150 |
220 |
120 |
50 |
32 |
1000 |
120 |
300 |
50 |
|
8 |
150 |
220 |
350 |
400 |
33 |
750 |
220 |
120 |
50 |
|
9 |
250 |
220 |
120 |
50 |
34 |
750 |
120 |
220 |
400 |
|
10 |
250 |
220 |
350 |
400 |
|
|
|
|
|
|
11 |
500 |
220 |
120 |
50 |
|
|
|
|
|
|
12 |
500 |
220 |
350 |
400 |
|
|
|
|
|
|
13 |
750 |
380 |
200 |
50 |
|
|
|
|
|
|
14 |
750 |
220 |
350 |
400 |
|
|
|
|
|
|
15 |
1000 |
220 |
150 |
50 |
|
|
|
|
|
|
16 |
1000 |
220 |
320 |
400 |
|
|
|
|
|
|
17 |
1350 |
220 |
350 |
50 |
|
|
|
|
|
|
18 |
1350 |
380 |
220 |
400 |
|
|
|
|
|
|
19 |
1500 |
127 |
220 |
50 |
|
|
|
|
|
|
20 |
1500 |
220 |
127 |
400 |
|
|
|
|
|
|
21 |
2500 |
220 |
320 |
50 |
|
|
|
|
|
|
->-> |
2500 |
320 |
220 |
400 |
|
|
|
|
|
|
23 |
300 |
80 |
120 |
50 |
|
|
|
|
|
|
24 |
300 |
120 |
80 |
400 |
" |
|
|
|
|
|
25 |
500 |
220 |
120 |
50 |
|
|
|
|
|
Согласно моему варианту №19 мои исходные данные Pн =1500 Вт, U1=127 В, U2=220В,f=50Гц.
1 Определение размера сердечника
Предварительная выборка согласно моим начальным данным (f=50Гц Pн=1500Вт) Bм=1.25Тл.
Таблица 2 предварительного выбора индукции Вм
|
Мощность трансформатора (Вт) |
Сорт стали |
<100 |
100-500 |
500-5000 |
|
Индукция Вм (7л) при частоте/ = 50Гц Тоже при частоте/= 400/>< |
3-42 = 0,35-0,5 3-310=0,5 3-44=0,2 3-34=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 |
Плотность тока б 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 3 в зависимости от мощности трансформатора.
Таблица 3 предварительного выбора плотности тока
|
Мощность трансформатора Вт |
<100 |
100 - 500 |
500 - 5000 |
|
Плотность тока А/мм |
3,5-3 |
3-2 |
2-1,75 |
Согласно таблице №2 =2
Окончательное определение плотности тока производится далее на основе расчета установившейся температуры перегрева обмоток.
Коэффициент заполнения выбирается в зависимости от мощности Pн согласно данным таблицы 4.
Таблица 4 по выбору коэффициента заполнения
|
Мощность трансформатора (в/п) |
<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 |
Согласно таблице №3 Км=0.45
Примечание: меньшие значения относятся к мощным мощностям.
При выборе типа сердечника руководствоваться данными таблицы 5, 6, 7 и 8. Эскизы сердечников по данным таблиц представлены на рис. 1,2,3 и 4.
Расчет
.
Маломощные трансформаторы, как правило, работают на активную нагрузку. Поэтому их номинальная расчетная мощность Sн совпадает с активной мощностью Рн.
Конструктивные данные трансформатора определяются, исходя из следующей зависимости:
S0Sст=1500*50/1.25*50*2*0.45=1333.33 см4
Определение типа сердечника
Таблица 5 стержневых сердечников из стали Э42 и Э44
|
Обозначение сердечников |
Основные размеры |
Расчетные величины |
|||||||
|
а мм |
в мм |
с мм |
h мм |
/СП, СМ |
s см2 |
см°2 |
см4"1 |
Вес гр |
|
|
1. Г-20 |
20 |
20 30 40 |
20 |
50 |
22 |
4 6 8 |
10 |
40 60 80 |
620 930 1240 |
|
2. Г -25 |
25 |
25 38 50 |
25 |
62,5 |
27,5 |
6,25 9,5 12,5 |
15,6 |
98 148 195 |
1200 1830 2400 |
|
3. Г-32 |
32 |
32 50 64 |
32 |
80 |
35,2 |
10,2 16 20,8 |
25,6 |
260 382 530 |
2400 3800 4950 |
|
4. Г -40 |
40 |
40 60 80 |
40 |
100 |
44 |
16 24 32 |
40 |
640 960 1280 |
4900 7300 9800 |
|
5. Г-50 |
50 |
50 75 100 |
50 |
125 |
55 |
25 37,5 50 |
62,5 |
1560 2350 3120 |
9700 14500 19400 |
Для моих данных S0Sст=1333.33 см4 я выбрал стержневой сердечник из стали Э42. Обозначение сердечника Г-40.
мм
мм
мм
мм
Рис.1
Стержневой сердечник
2 Определение числа витков обмоток
Число витков обмоток определяется с учетом падения напряжений в обмотках, руководствуясь зависимостями:
Таблица 6 по предварительному выбору величины At/a
|
Частота f- Гц |
Мощность трансформатора (В/п) |
||
|
<100 |
100 - 500 |
500 - 5000 |
|
|
50 |
25-15% |
15-5% |
5 - 3% |
|
400 |
12-8% |
8 - 3% |
3-13% |
Согласно таблице №9
E1=127*(1-0.4*0.05)
Е2=220*(1-0.6*0.05)
=124.46/4.44*50*1.25*0.9*0.0032=
==225.6/4.44*50*0.9*1.25*0.0032=
м
витка
витка
Сечение проводов определяется по номинальным значениям токов обмоток и принятой плотности тока. Диаметр проводов выбирается по таблице 6 сортамента обмоточных проводов.
Таблица 7 сортамента проводов.
|
Диам. мм |
Сечен. мм2 |
Диам. мм |
Сечен. мм2 |
Диам. мм |
Сечен. мм2 |
Размер больш. стор. мм |
Сечение мм2 по ширине меньшей стороны - мм |
||||||||||
|
1,0 |
1,08 |
1,16 |
1,25 |
1,35 |
1,45 |
1,56 |
1,68 |
1,81 |
1,95 |
2 |
|||||||
|
0,15 |
0,6017 |
0,55 |
0,237 |
0,96 |
0,72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
0,020 |
0,57 |
0,255 |
1,00 |
0,79 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,17 |
0,023 |
0,59 |
0,275 |
1,04 |
0,85 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,18 |
0,025 |
0,62 |
0,301 |
1,08 |
0,91 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,19 |
0,028 |
0,64 |
0,521 |
1,12 |
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
0,031 |
0,67 |
0,352 |
1,16 |
1,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,21 |
0,035 |
0,69 |
0,575 |
1,2 |
1,13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,23 |
0,042 |
0,72 |
0,407 |
1,25 |
1,22 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,25 |
0,057 |
0,74 |
0,430 |
1,3 |
1,32 |
2,1 |
1,89 |
2,07 |
2,24 |
2,42 |
2,64 |
2,85 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
- |
3,92 |
|
0,29 |
0,066 |
0,77 |
0,465 |
1,35 |
1,43 |
2,26 |
2,05 |
2,25 |
2,41 |
2,62 |
2,84 |
3,07 |
5,32 |
3,59 |
3,83 |
- |
4,35 |
|
0,31 |
0,075 |
0,80 |
0,5 |
1,4 |
1,54 |
2,44 |
2,23 |
2,43 |
2,62 |
2,84 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
3,89 |
4,21 |
4,55 |
4,64 |
|
0,33 |
0,085 |
0,83 |
0,54 |
1,45 |
1,65 |
2,63 |
2,42 |
2,63 |
2,84 |
3,08 |
3,34 |
3,6 |
3,8 |
4,21 |
4,55 |
4,92 |
5,04 |
|
0,35 |
0,096 |
0,86 |
0,58 |
1,5 |
1,76 |
2,85 |
2,62 |
2,85 |
3,07 |
3,33 |
3,61 |
3,89 |
4,2 |
4,54 |
4,91 |
5,31 |
5,46 |
|
0,38 |
0,113 |
0,9 |
0,64 |
1,56 |
1,91 |
3,05 |
2,84 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
3,91 |
4,26 |
4,55 |
4,91 |
5,31 |
5,74 |
5,93 |
|
0,41 |
0,132 |
0,93 |
0,68 |
1,62 |
2,06 |
3,28 |
3,07 |
3,33 |
3,6 |
3,89 |
4,22 |
4,55 |
4,91 |
5,3 |
5,73 |
6.19 |
6,41 |
|
0,44 |
0,152 |
0,96 |
0,72 |
1,68 |
2,21 |
3,53 |
3,32 |
3,6 |
3,89 |
4,2 |
4,56 |
4,91 |
5,3 |
5,72 |
6,18 |
6,68 |
6,93 |
|
0,47 |
0,173 |
1,00 |
0,79 |
1,74 |
2,38 |
Максимальная двойная толщина эмалевой изоляции провода круглого сечения определяется из таблицы 11 |
|||||||||||
|
0,49 |
0,188 |
1,04 |
0,85 |
1,81 |
2,57 |
||||||||||||
|
0,51 |
0,205 |
|
|
1,88 |
2,77 |
||||||||||||
|
0,53 |
0,220 |
|
|
1,95 |
2,99 |
||||||||||||
|
0,55 |
0,237 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
0,57 |
0,255 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
0,59 |
0,273 |
|
|
|
|
||||||||||||