Расчет силового рансформатора (Расчет силового трансформатора)

Московский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаМетодические указанияОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ ИТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВАРАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВРАСЧЁТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРАИздательство МГТУ им. Н.Э. БауманаМосковский государственный технический университетимени Н.Э. БауманаОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВАРАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВРАСЧЁТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРАМетодические указания к семинарским занятиям по курсу «Основыконструирования и технологии производства радиоэлектронных средств»МоскваИздательство МГТУ им.

Н.Э. Баумана2017РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРАКоэффициент полезного действия трансформатора (справка)—отношение суммы электрических мощностей, снимаемых со всех вторичныхобмоток трансформатора, к мощности, поступающей на трансформатор изсети.Правильно сконструированные трансформаторы питания при полнойнагрузке имеют следующие к. п.

д.Мощность, ВтКПД15- 500,5-0,850- 1500,8-0,9150-3000,9-0,93300-10000,93-0,95Последовательность расчета трансформатораИсходные данные:U1 = 220 В;U2 =57 В; І2 = 1А;U3 =45,1 В; І3 =1,9 А.Определим выходную мощность трансформатораР2 = 57•7 + 42,1•1,9 = 142, 69 ВтПринимаем КПД трансформатора на базе статистическихданныхήтр = 0,9Тогда входная мощность трансформатораР1 = Р2 / 0,9 = 142,69/0,9 = 158,5 ВтВходной ток трансформатораІ1 = Р1 / U1= 158,5 / 220 = 0,72 АТиповая мощность трансформатора РТИП (В-А) равна полусумме полныхмощностей первичной и всех вторичных обмоток трансформатора.РТИП = ( 158,5 Вт +142,69 Вт) :2 =151 Вт1.По заданной величине типовой мощности РТИП из табл. 1 находимориентировочные значения магнитной индукции В, плотности тока δ,коэффициента заполнения обмотки медью км, коэффициента заполнениясечения магнитопровода сталью кст и к.

п. д. ήтр.Таблица 1Частота,Гц50400КонфигурациямагнитопроводаБроневая(пластинчатая)Броневая(ленточная)Маркастали и еётолщина,ммЭ-45,0,35Э-320,0,15k ст0,940,85Р, вт15-5050-150150-300300-10001000-2500В, тл1,31,3-1,351,351,35-1,2- , а / мм 25-3,83,8-1,991,9-1,31,3-1,1-kм0,220,280,280,340,340,360,36-0,38-η0,5-0,80,8-0,90,9-0,930,93-0,95-В, тл1,61,6-1,451,451,201,2-0,950,95-0,8 , а / мм 26-4,54,5-3,53,5-2,52,5-1,51,5-1,2kм0,210,250,28-0,30,3-0,370,37-0,38η0,870,250,280,870,940,940,960,96-0,970,97В=1,35 тл;δ = 1,7 А\мм2 ;k м =0,34;k ст = 0,94;ήтр = 0,92. Определяют величину произведения сечения сердечника на сечение окнамагнитопровода по формуле3. По величине SстSок и пользуясь данными приложения ПЗ, выбираютмагнитопровод и выписывают его следующие данные: активное сечениестали (Sст), вес сердечника (GCT), ширину среднего стержня (а), ширину (с) ивысоту (h) окна.Из приложения 3 выбираем пластичный магнитопровод.

Дляправильности дальнейших расчётов пришлось увеличить величинуДля В = 1,35 тл по таблице 2: , ,Приложение 3.Типовые магнитопроводы.А. Броневые пластинчатые магнитопроводы.Обозначениемагнитопро-водаРазмеры,ммАктивнаяплощадьсечениясреднегостержня,смСредняядлинамагнитнойсиловойлинии,см2Сечениестали сечениеокна,Активныйобъеммагнитопровода,Весмагнито-провода,гКоличество,штсм 4см3Sст  SокVст.актGcтnahcCHbШ09  0,9Ш09  1.2Sст922,593631,50,747,727,721,622,165,717,5645602331Ш12  10Ш12  12Ш12  16Ш12  20123012484291210120,981,311,752,1810,0310,0310,0310,034,305,206,808,609,8213,1417,5521,869011014018026314252lcтШ16Ш16Ш16Ш16Ш16Ш1612162025324066Ш20  12Ш20  16Ш20  20Ш20  25Ш20  32Ш20  40Ш20  502050208070Ш25  16Ш25  20Ш25  25Ш25  32Ш25  40Ш25  50Ш25  642562,52510086,5Ш32  20Ш32  25Ш32  32Ш32  40Ш32  50Ш32  64Ш32  80328032128112Ш40  25Ш40  32Ш40  40Ш40  50Ш40  65Ш40  80Ш40  10040100401601400121620253240121620253240501620253240506420253240506480253240501,752,332,913,644,665,8213,713,713,713,713,713,712,116,620,525,632,64124,032,039,649,863,879,619026032040051063031425265831042,182,913,644,555,827,289,1017,1417,1417,1417,1417,1417,1417,1424324050648010037,45062,478,199,8125156,2300400500620800990124031425265831041303,644,555,687,289,1011,414,521,421,421,421,421,421,421,462,57897,512515619525077,997,4121,8156,0195,024431062077097012301556019302470425265831041301665,827,289,3211,6514,5618,6323,2927,427,427,427,427,427,427,4164205261328410522656159,5199,3255,5319,0399,0510,0640,012701580202025303170404050705265831041301662089,1011,6514,5618,223,2929,1236,4034,334,334,334,334,334,334,34005126408001025128016003124005006258009981250247031604950495063207920986065831301301662082606480100Примечание.В таблице приведены данные для сердечников из стали Э42толщиной 0,35 мм.Б.

Броневые ленточные манитопроводы.ОбозначениемагнитопроводаРазмеры,ммАктивнаяплощадьсечениясреднегостержнясм 2Sст,Сечениестали сечениеокна,Активныйобъеммагнитопровода,см 4см3Весмагнитопровода,гSст  Sок Vст.актGcт5,10,1400,1730,2160,2701,642,042,553,15141721260,530,670,831,066,80,410,510,640,823,64,555,637,2313848620,841,061,351,691,281,642,052,562,202,753,444,43,474,345,566,955,448,52,53,124,05,05,46,98,710,816,620,525,632,640,050,064,080,0987,159,011,414,413,116,820,926,229,937,446,759,959,374,295,2118,5116,5607596120105138175220250310390500490610780975950ahcCHbШЛ6  6,5ШЛ6  8ШЛ6  10ШЛ6  12,5615624216,581012,50,320,400,500,62ШЛ8  8ШЛ8  10ШЛ8  12,5ШЛ8  168208322881012,516ШЛ10  10ШЛ10  12,5ШЛ10  16ШЛ10  20ШЛ12  12,5ШЛ12  16ШЛ12  20ШЛ12  25ШЛ16  16ШЛ16  20ШЛ16  25ШЛ16  32ШЛ20  20ШЛ20  25ШЛ20  32ШЛ20  40ШЛ25  251025104035123012484216401664562050208070262,2510087,1012,5162012,5162025162025322025324025Средняядлинамагнитнойсиловойлинии,смlcт10,213,617,1ШЛ25 32ШЛ25 40ШЛ25 50ШЛ32  32ШЛ32  40ШЛ32  50ШЛ32  64ШЛ40  40ШЛ40  50ШЛ40  64ШЛ40  80555328032128112401004016014032405032405064405064806,958,6910,908,9611,214,017,914,0017,522,428,121,327,334,212515619526132841052364080010251280148,0184,023324530638349047960076596212201520190020002500314040003900490063007900Примечание.В таблице приведены данные для сердечников из стали Э330толщиной 0,15 мм.В.

Унифицированные дроссели фильтров.НомердросселяИндуктивностьдросселя,ГнТокподмагничивания,АНомердросселя0,040,280,200,140,100,070,050,560,400,280,200,140,100,070,05Сопротивле-ниедросселя,Ом193655,512030045510238,68,624,0731321755351100Токподмагничи-вания,АД35Д36Д37Д38Д39Д40Д41Д42Д43Д44Д45Д46Д47Д48Д49Индуктивностьдросселя,Гн0,160,30,61,22,5510200,080,160,30,61,22,551,10,80,560,40,280,20,140,12,21,61,10,80,560,40,28Сопротивлениедросселя,Ом5,310,54223987185352,76751,853,86,51530,746106Д1Д2Д3Д4Д5Д6Д7Д8Д9Д10Д11Д12Д13Д14Д150,080,160,30,61,22,55,00,080,160,30,61,22,55,010Д16Д17Д18Д19Д200,080,160,30,61,20,80,560,40,280,24,5510,6193663Д50Д51Д52Д53Д5410200,010,020,020,20,1412.54,41,11743790,090,351,54Д212,50,14152Д550,020,562,4Д22Д235100,10,07290628Д56Д570,00051,2180,80,01720Д24200,051050Д58400,0352900Д250,081,13,5Д590,00432,90,3Д260,160,87Д600,0005100,015Д270,30,5611,3Д610,0230,72Д280,60,429Д620,052,50,5Д291,20,2866,5Д630,001250,560,12Д302,50,2125Д640,080,112Д 3150,14200Д650.00250,560,36Д 32100,1380Д660,050,020,95Д33200,07840Д670,00220,25Д340,081,62,6Д680,00810,7Д690,0055,60,174.

По величине магнитной индукции В и данным табл. 2 определяютудельные потери в стали рст и по формулеполные потери в стали.Таблица 25. Находят активную составляющую тока холостого хода по формуле6. По величине магнитной индукции В и данным табл. 2 определяютудельную намагничивающую мощность qст и по формуле— полную намагничивающую мощность сердечника.7. Находят реактивную составляющую тока холостого хода по формуле8. Находят ток холостого хода по формуле9.Из уравнения равновесия трансформатора определяют ток первичнойобмотки:Находят относительное значение тока холостого хода по формулеЕсли величина при f = 50 Гц лежит в пределах 25—50, а при f — 400 Гц — впределах 5—15, то выбор магнитопровода на этой стадии расчета можносчитать оконченным.Если превышает указанные выше верхние пределы, то следует уменьшитьиндукцию в сердечнике;при , меньшем нижних пределов, индукцию следует увеличить.10.Определяют числа витков обмоток по формулам:Где — относительные падения напряжения в обмотках, определяемые потабл.3.Таблица 3Частота, гц50400Ртип, втΔU%15-5050-150150-300300-10001000-2500ΔU1%15 -- 55--44--33--1-ΔU2%20--1010--88--66--2-ΔU3%8--44--1,51,5-11-0,50,5ΔU4%10--55--22-1,21,2-0,50,5Определяют числа витков обмоток, предварительно принимая по таблице 3 и:11.

Находят сечение проводов обмоток по формулеГде - плотность тока в обмотках, определяемая по табл. 1 в зависимости отвеличины .12. Выбирают стандартные сечения и диаметры проводов по даннымприложения 4, после чего уточняют фактические плотности тока;одновременно, следует выписать из приложения диаметры изолированныхпроводов dи, и вес 1 м изолированного провода.Из приложения 4 для провода ПЭВ – 1 находят:Находят фактические плотности тока в проводах:Приложение 4.Номинальные данные обмоточных проводов круглого сечения.Номинальныйдиаметр проволки помеди,ммСечение проволки,0,030,040,050,060,070,080,090,100,110,120,130,140,150,160,170,180,190,200,210,230,250,270,290,310,330,350,000710,001260,001960,002830.003850,005030,006360,007850,009500,01310,013270,15390,017670,020110,022700,025450,028350,310420,034640,041550,049090,057260,066050,075480,085530,09621мм2Вес 1 м меднойпроволоки,гДиаметр провода с изоляцией,ммПЭЛПЭВ-1ПЭВ-2ПБД0,00630,01120,01750,02510,03420,04470,05650,06980,08450,1010,1180,1370,1570,1790,2020,2260,2520,2790,3080,3690,4360,5090,5870,6710,7600,8550,050,060,0650,0750,0850,0950,1050,1200,1300,1400,1500,1600,1700,1800,1900,2000,2100,2250,2350,2550,2750,3100,3300,3500,3700,3900,0450,0550,080,0850,0950,1050,1150,1250,1350,1450,1550,1650,180,190,200,210,220,230,240,270,290,310,330,350,370,39---0,90,100,110,120,130,140,150,160,170,190,200,210,220,230,240,250,280,300,320,340,360,380,41---------------------------0,380,410,440,470,490,510,530,550,570,590,620,640,670,690,720,740,770,800,830,860,900,930,961,001,041,081,121,161,201,251,301,351,401,451,501,561,621,681,741,811,881,952,022,102,262,442,632,833,053,283,533,804,104,504,805,200,11340,13200,15210,17350,18860,20430,22060,23760,25520,27340,30190,32170,35260,37390,40720,43010,46570,50270,54110,58090,63620,67930,72380,78540,84950,91610,98521,0571,13101,22701,32701,43101,53901,65101,76701,91102,0612,2172,3782,57302,7762,9873,2053,4644,01204,6765,4336,2907,3068,4509,78711,3413,2015,9018,1021,241,0101,1801,3501,5401,6801,8201,9602,1102,2702,4302,6802,8603,1303,3203,6003,8204,1404,4704,8105,1605,666,046,446,987,558,148,769,4010,1010,9011,8012,7013,7014,7015,7017,0018,3018,721,1022,924,726,528,530,8035,7041,648,3055,965,075,187,0101117142161189,00,4200,4500,4900,520,540,5600,5800,6000,6200,6400,6700,6900,7200,7400,7800,8000,8300,8600,9200,9600,9600,9901,0201,0701,1201,1601,2001,241,2801,3301,3801,4301,4801,5301,5801,6401,7101,7701,8301,9001,9702,0402,122,2002,3602,540-----------0,420,450,480,510,530,560,580,600,620,640,670,690,720,740,770,800,830,860,890,920,960,991,021,081,121,161,201,241,281,331,381,431,481,531,581,641,701,761,821,901,972,042,112,202,362,54-----------0,440,470,500,530,550,580,600,620,640,660,690,720,750,770,800,830,860,890,920,950,991,021,051,111,151,191,231,271,311,361,411,461,511,561,611,671,731,791,851,932,002,072,142,232,392,57-----------13.