Выбор исполнения трансформатора и типа магнитопровода

 

Для трансформаторов мощностью  при 50 Гц и при 400 Гц следует принять водозащищенное исполнение, для остальных – брызгозащищенное.

Трансформаторы мощностью  при 50 Гц должны иметь стержневой магнитопровод.

 

Определение токов

Ток вторичной обмотки

     Ток первичной обмотки

     Здесь ;

               - при активной нагрузке, которая наиболее

характерна для однофазных трансформаторов.

Коэффициент полезного действия  следует выбирать из рис. 3.2.

     Составляющие тока первичной обмотки определить по формулам:

 

 

     Ток холостого хода , примерно равный намагничивающему току , предварительно можно определить из рис. 3.3, где он показан в процентах от . . Например, ; ;  из рис. 3.3 имеем

 

.

 

     Поскольку , то второй составляющей реактивного тока можно пренебречь.

         

Выбор индукции магнитопровода

     Допустимая величина индукции в магнитопроводе трансформатора зависит от многих факторов

 

Рис. 3.2. Зависимость КПД от мощности трансформатора

 

 

 

Рис. 3.3. Зависимость тока холостого хода от мощности

 

     Большая индукция позволяет уменьшить массу стали, но обуславливает увеличение потерь в стали и её нагрев. В то же время с ростом индукции увеличивается ток холостого хода, а значит, - сечение и масса меди обмотки. Малая индукция ведет к уменьшению потерь в стали, тока холостого хода, сечения и массы меди, но при этом возрастает масса стали трансформатора. Большое влияние на выбор индукции оказывают свойства стали, толщина листа, частота тока и т.д.

     Для стержневых трансформаторов индукцию можно принять равной

 

         

Для трансформаторов с гнутым стыковым магнитопроводом

 

 

     В трансформаторах на 400 Гц

 

 

Выбор плотности тока в обмотках

         

Чем выше плотность тока в обмотках, тем меньше масса меди трансформатора. Но с увеличением плотности тока возрастают потери в обмотках и их нагрев. В более мощных трансформаторах условия охлаждения обмоток хуже, поэтому у них плотность тока должна быть меньше. Наличие охлаждающих промежутков между слоями обмоток позволяет несколько повысить плотность тока.

     Предварительно можно принять

 

 

Определение сечений стержня и ярма магнитопровода

         

Поперечное сечение стержня определяют по формуле

 

 

     Здесь  - постоянный коэффициент;

               - заданные первичное напряжение и частота;

                 - номинальный ток первичной обмотки, А;

                 - индукция в стержне, Т;

                  - плотность тока в первичной обмотке, А/мм²;

               - отношение массы стали к массе меди.

     При 50 Гц . При 400 Гц .

     Поперечное сечение ярма

      - для стержневого трансформатора;

      - для трансформатора с гнутым стыковым магнитопроводом.

     Геометрические поперечные сечения с учетом коэффициента заполнения сечения сталью

,

 

где К_з = 0, 86 при толщине листа 0, 35 мм.

Размеры сторон геометрического поперечного сечения  стержня (рис. 3.4; 3.5) определяются по формулам

 

 

 

 

Высота ярма

 см – для стержневого трансформатора;

 см – для трансформаторов с гнутым стыковым магнитопроводом.

 

Определение числа витков обмоток

 

Из формулы ЭДС трансформатора

 

 

можно определить число витков первичной обмотки

 

 

где  - амплитуда магнитного потока трансформатора, Вб;

             - выбранное значение индукции в стержне, Тл;

          - сечение стержня, м².

Напряжение на один виток первичной обмотки при нагрузке

 

Для вторичной обмотки напряжение на виток , поскольку обе обмотки сцеплены с одним и тем же магнитным потоком.

Число витков вторичной обмотки

 

 

Значения  округляют до ближайшего целого числа.

Величину падения напряжения  предварительно можно определить из рисунка 3.6.

 

 

Рис. 3.6. Падение напряжения трансформатора при номинальной нагрузке

 

Первичная обмотка (ВН) должна иметь две дополнительные секции и соответственно два вывода для регулирования напряжения.

Ступени напряжения и соответствующие им зажимы на панели выводов показаны в таблице 3.2.

                                                                                                                     Таблица 3.2.

 

АХ3	АХ2	АХ1

 

Число витков на каждую ступень определяется по формулам

 

.

 

Окончательное значение числа витков первичной обмотки

 

.

 

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться: