Разделы
Проектирование силового трансформатора требует сложного многофакторного анализа влияния свойств выбираемых материалов и технических решений на электрические параметры трансформатора. C целью снижения трудоемкости вычислений для некоторых расчетов была использована программа Tr.exe.
Процесс проектирования силового трансформатора предусматривает выполнение следующих действий:
• выбор типа и вида магнитопровода, подбор материала для его изготовления;
• расчет размеров магнитопровода;
• выбор конструкции и числа катушек, определение порядка намотки обмоток;
• расчет диаметра проводов по обмоткам;
• расчет числа витков по обмоткам;
• выбор материала и расчет толщины изоляции;
• расчет индуктивности первичной обмотки;
• расчет массы трансформатора;
• расчет тока холостого хода;
• расчет коэффициента полезного действия;
• проверка размещаемости обмоток в окне магнитопровода;
• расчет габаритов трансформатора;
• расчет стоимости трансформатора.
Исходные данные:
U1 = 220 В,U2 = 18 В, U3 = 18 В,
f = 50 Гц,I2 = 0,25 A, I3 = 0,3 A.
Решение:
Суммарная мощность вторичных обмоток:
Исходя из полученного значения мощности (Pв< 100 Вт), рассчитываем предполагаемый КПД по формуле :
Мощность первичной обмотки:
Ток первичной обмотки:
Полная мощность трансформатора:
Далее подбираем материал магнитопровода, с учетом минимальных удельных потерь мощности при максимальном значении магнитной индукции.
Выбираем в качестве материала магнитопровода сталь Э320А, удельные потери которой при В = 1,7 Тл. составляют Руд = 1,6 Вт/кг.
Цифра "0" означает холоднокатаную текстурованную сталь с улучшенными магнитными свойствами вдоль направления проката. Если из холоднокатаной текстурованной стали изготовить ленточный магнитопровод с расположением ленты вдоль направления проката, то максимальное значение магнитной индукции можно увеличить на 10%.
Исходная площадь поперечного сечения магнитопровода:
В формуле (1) КВ = 1 - коэффициент веса, определяющий массу трансформатора. Выбирая при расчете KВ = 1, мы тем самым выбираем трансформатор с малой площадью сечения магнитопровода и большой площадью окна. При увеличении Kв возрастают площадь сечения магнитопровода, масса магнитопровода и масса трансформатора, но снижается стоимость трансформатора, так как сталь дешевле меди, а при увеличении площади сечения магнитопровода уменьшается число витков обмоток и, следовательно, расход меди. I0 = 3 A/мм2 - плотность тока, выбираем такой для уменьшения массы и габаритов трансформатора и относительно небольших потерь мощности в меди. Следует отметить, что увеличение плотности тока свыше 4 А/мм2 требует расчета теплового режима трансформатора.
Рассмотрим два вида трансформаторов - с броневым (Ш-образным) магнитопроводом и с тороидальным магнитопроводом.
В трансформаторах на Ш-образных магнитопроводах применяют одну катушку и располагают ее на центральном стержне. Такие трансформаторы просты в изготовлении и поэтому имеют относительно низкую стоимость.
Тороидальный магнитопровод типа ОЛ (рисунок 1) позволяет получить минимальные потери в стали, меньшие габариты и меньшие поля рассеивания. Однако, из-за трудности технологического процесса изготовления, трансформатор такого типа имеет бóльшую стоимость по сравнению с трансформаторами на магнитопроводах других типов. Применение ленточных магнитопроводов позволяет снизить потери в стали на 20-30% или увеличить максимальное значение магнитной индукции на 10-15% из-за разных магнитных свойств вдоль и поперек проката для холоднокатаных электротехнических сталей.
Другие материалы
Регулирующие малоканальные микропроцессорные контроллеры МПК Ремиконты Р-130
Для микропроцессорного регулирующего контроллера
МПК Ремиконты Р-130" (выбранного в соответствии с вариантом 2. Необходимо
кратко описать его техническую структуру и программно-алго ...
Проектирование электропитания устройств связи и автоматики
Электропитание любой системы связи является важной
составляющей качественной работы систем передачи информации, поскольку
качественное функционирование связевых пунктов во многом зависит ...
Разработка схемы и расчет основных параметров фотоприемного устройства ВОЛС
Цель проекта:
Провести разработку схемы и расчет основных параметров фотоприемного
устройства ВОЛС в диапазоне скоростей передачи 1-10 Гбит/с, длина волны 1,55
мкм.
Исходные ...