3. Порядок расчета
Заданными величинами при расчете являются напряжение питающей сети , вторичных обмоток , мощности или токи вторичных обмоток, частота питающей сети .
Возможно задание постоянных составляющих тока нагрузки и напряжения на нагрузке . В этом случае с использованием таблицы 4 ориентировочно находится падение напряжения на индуктивности фильтра . Полагая, что падение напряжения на выпрямителе не превышает , определяем постоянную составляющую выпрямленного напряжения как
, (24)
Тогда напряжение на вторичной обмотке будет составлять
. (25)
Это значение используется при вычислении расчетной мощности трансформатора.
Таблица 4
-
, Вт
при
при
10 – 30
30 –100
100 – 300
300 – 1000
Расчет производится в следующем порядке:
Определяем суммарную мощность вторичных обмоток: ;
Выбираем конфигурацию магнитопровода, марку стали, толщину ленты в соответствии с заданной частотой питающей сети.
По формуле (1) определяем величину , выбрав в соответствии с мощностью . По формуле (2) определяем ориентировочную ширину стержня магнитопровода.
По таблицам приложений 1 и 2 выбираем магнитопровод и выписываем из таблицы его размеры.
По формуле (3) определяем потери в стали.
Определяем токи и поперечное сечение проводов всех обмоток в соответствии с выбранной плотностью тока из выражения (6). По таблице приложения 3 выбираем стандартные провода, сечения которых близки к вычисленным, выписываем из таблицы марку провода, поперечное сечение , диаметр проводов с изоляцией , без нее , вес одного метра провода . Вычисляем действительную плотность тока в обмотках.
По формулам (7), (8) определяем числа витков всех обмоток трансформатора.
Выбрав изоляцию обмоток в зависимости от рабочих напряжений производим конструкционный расчет обмоток. По формулам (9) – (16) определяем высоту обмотки, число витков в одном слое, радиальный размер, свободный промежуток в окне магнитопровода.
По формулам (17) – (21) определяем суммарные потери в проводах обмотки.
По формуле (22) определяем КПД трансформатора.
По формуле (23) определяем активное сопротивление каждой обмотки.
4. Пример расчета трансформатора
Исходные данные: необходимо рассчитать броневой трансформатор с , , , питающей сети .
Порядок расчета следующий:
Расчетная мощность .
Для выбираем ленточный магнитопровод из стали Э330 толщиной 0,15 мм.
Из графиков рис.1. по величине расчетной мощности определяем величины ( ). Определяем из таблицы 1, . Из рекомендаций (таблица 2) определяем . Из выражения (1) определяем:
Взяв условия минимального веса, из таблицы 3 определяем граничные значения
для
для
По таблице приложения 1 выбираем магнитопровод ШЛ16 20. Размеры магнитопровода , , , , , . Активная площадь сечения магнитопровода , средняя длина магнитной силовой линии ; величина , активный объем магнитопровода , вес магнитопровода .
Из выражений (5) определяем поперечные сечения проводов обмоток:
Выбираем провод марки ПЭВ-1: , , , и , , ,
Определяем действительную плотность тока в обмотках:
Из (7), (8) определяем число витков первичной и вторичной обмоток. Величины и определяем из графиков рис. 5. ( ; ).
Произведем конструктивный расчет обмоток. Из (9) найдем
Из (10) определим число витков в одном слое:
Из (11) определим число рядов каждой обмотки:
; ;
Из (13) определяем радиальные размеры каждой обмотки:
Из (14) определяем радиальный размер всех обмоток:
Из (15) определяем свободный промежуток в окне магнитопровода:
Из выражений (17) – (21) определяем суммарные потери в проводах обмотки:
Из выражения (22) определяем КПД трансформатора:
Из (23) определяем величину сопротивлений , :