Курсовая работа по электротехнике (968395), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

d_из2= d_пр2+ 0,02=0,04+0,02=0,06 мм.

КОНСТРУКЦИЯ ОБМОТОК

а) число витков в слое w_с согласно зависи­мости:

где h' = h –1 - высота каркаса (меньше на I мм высоты окна магнитопровода), мм;

δ' - толщина щеток и стенок каркаса (обычно равна 1,5 - 4,3 мм в зависимости от диаметра провода);

k_у - коэффициент укладки, определяемый по таблице 10(учитывает неплотность намотки),

k_в - коэффициент, учитывающий выпучивание обмоток при намотке;

d_из - диаметр провода с изоляцией, мм;

h' = h –1 = 40 – 1 = 39 мм,

Таблица 10

k_у1 = 1,15;

k_у2 = 1,05;

k_в1 = 1,05;

k_в2 = 1,12;

δ'= 1,5, тогда число витков в слое

w_с1 = (39 – 3)/(1,15*0,54) = 57,97,

w_с2 = (39 – 3)/(1,05*0,06) =571,43.

б) толщина каждой обмотки:

где: w - число витков каждой обмотки;

_из - толщина прокладок (изоляции) между слоями, мм;

N = w/w_с - округляется до ближайшего большего целого числа и определяет число рядов в слое.

N₁ = w₁/w_с1 =83,9/57,97 = 2,

N₂ = w₂/w_с2 =1109,2/571,43=2.

В качестве прокладок между слоями выберем теле­фонную бумагу толщиной 0,05 мм.

δ ₁ =2*0,54 +1* 0,05 = 1,13 мм,

δ ₂ =2*0,06 + 1*0,05 = 0,17 мм.

в) полная толщина намотки одной катушки для стержневых магнитопроводов, у которых обмотки распологаються на обоих стержнях(две катушки):

 = δ₁/2 + δ₂/2 + ……. + δ_n/2 + (δ' +1) + n^.d_мо, мм

где d_мо - толщина межобмоточной изоляции, мм;

n - число обмоток.

 =1,13/2 +0,17/2 + (1,5+1)+2*0,2 =3,55 мм.

г) зазор между катушкой и магнитопроводом:

х= с -2 k_в = 16 –2* 1,1*3,55= 8,19 мм

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПЕРЕГРЕВА ОБМОТОК

После того, как найдены геометрические размеры обмоток трансформатора, можно перейти к определению их рабочей темпе­ратуры. Прежде всего необходимо найти величину суммарной мощно­сти потерь в обмотках каждой катушки,

(18)

где, кроме выше обозначенного:

r - сопротивление провода обмотки, Ом;

ρ_м - удельное сопротивление медного провода при рабочей температуре, Ом ^. см.

В формуле (18) δ в А/мм² , S_пр в см² , l_пр - общая длина провода обмотки в см.

Заменяя в (18) произведение S_пр l_пр его значением из

G_м = γ_м S_пр l_пр (19)

где G_м - вес провода обмотки, г;

γ_м - удельный вес меди (γ_м = 8,9 г/см³),получим:

(20)

Температура провода в нагретом состоянии достигает 100 - 110˚C. Подставляя в (20) значение ρ_м для этой температуры ρ_м = О,0214 ^.10^-4 Ом ^. см, получим:

P_м = 2,4 δ² G_м, Вт (21)

δ - плотность тока в А/мм²

G_м - вес провода, кг.

Вес меди каждой обмотки можно найти из выражения:

G_м = l_{ср в}^.w^.g_м ^.10^-3, кг. (22)

где l_{ср в} - средняя длина витка обмотки;

w - общее число витков обмотки.

g_м - вес I м провода, г .

Для двухкатушечного стержневого трансформатора берем половинно значение числа витков обмотки w, рассчитанного ранее, поскольку обмотки распределены поровну на две катушки.

Не внося существенной погрешности в расчеты, можно вместо вычисления средних длин витков для каждой обмотки (l_{ср в1}, l_{ср в2}, ....... и т.д.) принять для обмоток одинаковую сред­нюю длину l_{ср в} , вычисляя ее из зависимости:

l_{ср в}  2(a + b +2) (23)

где  - полная толщина намотки катушки.

l_{ср в}  2*(12,5 +16 + 2*3,55) =71,2 мм =71,2*10^-3 м.

Так как трансформатор стержневой двухкатушечный, то берем половинное значение числа витков w,поскольку обмотки распределены поровну на две катушки:

G_м1 = l_{ср в}^.w₁/2^.g_м ^.10^-3 = 71,2*83,9*1,68*10^-6/2 = 0,005 кг,

G_м2 = l_{ср в}^.w₂/2^.g_м ^.10^-3 = 71,2*1109,2*0,0144*10^-6/2 = 0,0006 кг,

P_м1 = 2,4 δ² G_м1 = 2,4*34,81*0,005 = 0,42 Вт,

P_м2 = 2,4 δ² G_м2 = 2,4*34,81*0,0006 = 0,05 Вт.

Суммарные потери в катушке:

P_{м кат} = P_{м 1}+ P_{м 2} +............+ P_{м n} (24)

P_{м кат} =0,42+0,05= 0,47 Вт.

Температуру перегрева можно определить по формуле:

(25)

где P_м кат потери в меди одной катушки, Вт;

F_{м кат} - поверхность охлаждения данной катушки, см²;

_м - коэффициент теплопередачи, Вт/см²С.

В связи с тем, что часть торцевых поверхностей катушки и часть ее боковых поверхностей, закрытые магнитопроводом, в процессе пере­дачи тепла окружающей среды практически не участвуют, можно считать, что охлаждающая поверхность в формуле (25) включает в себя лишь от­крытые боковые поверхности данной катушки:

F_{м кат} = 2h(a + b +4), см² (26)

F_{м кат} = 2*40*(12,5 +16 + 4*3,55) =3416 мм² = 34,16 см²

В первом приб­лижении можно считать значение _м постоянным и равным:

_м = 1,2 ^.10^3 Вт/см²С,

t_м = 0,47 /(34,16*1,2*10^3) = 11,47 С,

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСА ТРАНСФОРМАТОРА

Ранее из таблицы был выписан вес магнитопровода (стали) рассчитываемого трансформатора G_ст , г. По формуле (22) были рассчита­ны веса меди каждой обмотки G_м1, G_м2 и т.д. Следовательно, вес меди обмоток одной катушки равен:

G_{м кат} = G_{м 1}+ G_{м 2} +............+ G_{м n}, г

Поскольку при определении этого веса не были учтены веса изоляции проводов, межслоевой и межобмоточной изоляции, а также вес каркаса, то необходимо G_{м кат} увеличить на 5%, получая вес катушки с обмот­ками G_кат.

G_тр = G_ст + G_кат, г (27)

G_тр =2*1,05*(0,005 + 0,0006) *10³ +203 =214,76 г.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ К.П.Д. ТРАНСФОРМАТОРА

Величину к.п.д. трансформатора определим по формуле:

% = P_н/( P_н + P_ст + P_{м кат})

(28)

% = 73,63/(73,63 + 4,6 +0,47)*100 = 93,6 %.

Характеристики

Список файлов учебной работы