Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Теоретическая значимость работы: Описание теоретической значимости (ценности) результатов исследования должно присутствовать во введении...
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-06-02 | 98 |
5.00
из
|
Заказать работу |
магнитопровода типа ШЛ20 20
Ширина централь- ного стержня а, мм | Толщина стержня b, мм | Ширина окна с, мм | Высота окна h, мм | Площадь сечения магнитопровода, умноженная на площадь окна S мп S ок, см4 | Средняя длина магнитной силовой линии l мп, см | Средняя длина витка l в, см | Масса магнито- провода кг, не более |
17,1 | 13,7 | 0,46 |
Пример 5.5. Определить число витков обмоток трансформатора со следующими параметрами:
Напряжение сети пита- | Частота питающей | Площадь сечения | Коэффици- | Параметры вторичных обмоток | |
ния U 1, В | сети f, Гц | магнитопровода, S мп см2 | ент к с | Напряжение, В | Ток, А |
50–2,5 | 0,9 | U 2 = 12 В U 3 = 115 В | I 2 = 1,0 А I 3 = 0,5 А |
Решение.
Определение числа витков обмоток трансформатора производится по формуле:
, (5.6)
где Ei – ЭДС, действующая в i -й обмотке.
Значения ЭДС, действующие в первичной обмотке Е 1 и во вторичных обмотках Е 2 i, рассчитываются с учетом следующих формул:
E 1 = U 1 – D U 1; (5.7а)
E 2 i = U 2 i + D U 2 i , (5.7б)
где величины падения напряжений в первичной обмотке D U 1 и во вторичных обмотках D U 2 i рассчитываются по формуле
, В. (5.8)
где Ui – напряжение на зажимах i -й обмотки, В.
1. Из графика рис. 5.3 определяем относительные падения напряжения d U 7% в обмотках трансформатора. По формуле (5.8) рассчитываем значения падения напряжений в первичной обмотке D U 1 = 7,7 В, во вторичных обмотках D U 2 = 0,42 В и D U 3 = 4,03 В. Затем по формулам (5.6) рассчитываем значения ЭДС, действующих в обмотках: E 1 = 220 – 7,7 = 211,3 В; E 2 = 12 + 0,42 12,4 В; E 3 = 115 + 4,03 119 В;
По формуле (5.6) определяем число витков обмоток трансформатора (с точностью до одного витка):
;
; .
Ответ. N 1=1739; N 2=102; N 3=980.
Пример 5.6. Рассчитать диаметры проводов обмоток трансформатора со следующими параметрами:
Напряжение сети пита- ния U 1, В | Номинальная мощность трансформатора Р н, Вт | КПД, % | Допускаемая плотность тока j, а/мм2 | Токи вторичных обмоток, А |
69,5 | 3,7 | I 2 = 1,0 А I 3 = 0,5 А |
Решение.
Сечения проводов обмоток qi рассчитываются по формуле
, мм2, (5.9)
где Ii – ток в i -й обмотке, А; j – средняя плотность тока в i -й обмотке, А/мм2.
Приближенное значение тока первичной обмотки определяют по формуле
А, (5.10)
где h 0,8¼0,98 – КПД трансформатора.
Поскольку , то диаметр провода без изоляции i -й обмотки d o i рассчитывают из соотношения
, мм. (5.11)
По рассчитанному диаметру провода d oиз справочника выбирается ближайшее стандартное значение диаметра и значение диаметра провода в изоляции d из, мм.
1. По формуле (5.9) рассчитываем сечение проводов вторичных обмоток q 2и q 3:
мм2; мм2.
2. По формуле (5.10) оценим значение тока первичной обмотки I 1:
А.
3. Подставляя полученное значение в формулу (5.9) рассчитываем сечение провода первичной обмотки:
мм2.
4. По формуле (5.11) определяем значения диаметров проводов обмоток без изоляции:
мм;
мм;
мм.
Ответ. По рассчитанному диаметру провода d o из таблицы П.13 выбираем провод марки ПЭТВ с ближайшими стандартными значениями диаметров d из i: для первичной обмотки d 1 =0,41 мм, для вторичных обмоток d 2 =0,62 мм, d 3 =0,46 мм.
Пример 5.7. Рассчитать сопротивление проводов обмоток трансформатора со следующими параметрами:
Номер обмотки | Число витков обмоток | Размеры магнитопровода, мм | Диаметры проводов обмоток d 0 i, м | ||
a | b | c | |||
0,35 0,58 0,41 |
Решение.
Сопротивление провода i -й обмотки рассчитывается по формуле
, Ом, (5.12)
где r = 1,75×10–2 Ом×мм2/м – удельное сопротивление медного провода; Ni – число витков i -й обмотки; l в – средняя длина одного витка, м.
Значение средней длины витка l в для трансформаторов на броневых и стержневых магнитопроводах определяется по формуле
l в = 2(a + b + p c /2), м, (5.13)
где a – ширина стержня, м; b – толщина набора (или навивки) магнитопровода, м; c – ширина окна магнитопровода, м.
1. По формуле (5.13) находим среднюю длину витка обмотки
l в = 2(0,02+0,02+3,14×0,01)=0,143 м.
2. Затем по формуле (5.12) рассчитаем сопротивления ri проводов обмоток:
Ом;
Ом; Ом.
Ответ. r 1=45,8 Ом; r 2=0,94 Ом; r 1=18,1 Ом.
Пример 5.8. Рассчитать величину зазора D между катушкой и магнитопроводом и коэффициент заполнения окна медью к м трансформатора на броневом магнитопроводе (рис. 5.4) при следующих исходных данных:
Номер об-мотки | Число витков обмоток | Размеры элементов каркаса, мм | Размеры окна магнитопровода, мм | Диаметры проводов обмоток d 0 i, мм | a | ||||
Ni | D0 | Dг | Dщ | Dобм | h | c | |||
0,2 | 0,6 | 0,5 | 0,2 | 0,41 0,62 0,46 | 1,2 |
Обозначения. Dо – зазор (посадка) между магнитопроводом и каркасом; Dг – толщина гильзы (основания каркаса); Dщ – толщина щечки каркаса; Dобм – толщина межобмоточной изоляции; с – ширина окна; h – высота окна магнитопровода; a - коэффициент неплотности укладки провода.
Решение.
Данная задача относится к задаче проверочного расчета. Проверочный расчет катушки трансформатора проводится с целью определения размеров каркаса катушки, уточнения возможности размещения обмоток на каркасе, выбора толщины межслоевой и межобмоточной изоляции.
Толщина стенок каркаса, межслоевой и межобмоточной изоляции должна быть такой, чтобы во время нормальной работы и при испытании под повышенным напряжением, равном U исп = 2 U раб + 1000 В, катушка трансформатора не повреждалась.
Необходимые изоляционные расстояния в трансформаторах на магнитопроводах стержневой или броневой конструкции показаны на рис. 5.4, где приняты следующие обозначения: А – высота катушки; h к – длина катушки; аi – высота i -й обмотки;
При выполнении поверочного расчета катушки следует подбором ее размеров добиваться того, чтобы величина зазора между катушкой и магнитопроводом удовлетворяла условию
D = (с – А) 0,5¼1,0 мм. (5.14)
Высота А катушки трансформатора рассчитывается из выражения
, мм, (5.15)
где n – число обмоток трансформатора; к р = 1,2¼1,4 – коэффициент разбухания катушки из-за неплотности укладки провода и последующей пропитки.
В выражении (5.15) высота i -й обмотки аi равна
ai = mid из i, мм, (5.16)
где mi = Ni / ni – число слоев i -й обмотки при рядовой укладке провода; Ni – расчетное число слоев i -й обмотки; ni – число витков в одном слое.
Число витков в одном слое ni можно рассчитать по формуле
, (5.17)
где a = 1,1¼1,3 – коэффициент неплотности укладки провода с диаметром d из i; h к = h – 2Dщ – осевая длина каркаса катушки; h – высота окна магнитопровода.
Полученные значения подставляют в выражение (5.14). Если в результате расчета величина зазора D не удовлетворяет условию (5.14), то следует выбрать магнитопровод большего типоразмера, либо несколько уменьшить диаметры проводов намотки катушки трансформатора.
1. Находим осевую длину каркаса катушки:
hк = 50 – 2×0,5 = 49 мм.
2. Число витков в одном слое ni определяем по формуле (5.17):
;
; .
3. Число слоев i -й обмотки при рядовой укладке провода: m 1 = 1739/99,6 17,45; m 2 = 102/65,8 1,55; m 3 = 980/88,8 11,04.
4. Высоту i -й обмотки аi находим по формуле (5.16):
a 1 = 17,45×0,41 = 7,15 мм;
a 2 = 1,55×0,62 0,96 мм;
a 3 = 11,04×0,46 5,08 мм.
5. Высоту А катушки трансформатора рассчитываем из выражения (5.15):
А = (7,15 + 0,96 + 5,08 + 3×0,2)1,3 + 0,6 + 0,2 18,7 мм.
6. По формуле (5.14) проверяем величину зазора между катушкой и магнитопроводом:
D = 20 – 18,7 1,3 мм.
7. Расчетное значение коэффициента заполнения окна
к м = А / С =18,7/20 = 0,93.
Ответ. D=1,3 мм; к м =0,93.
Пример 5.9. Рассчитать температуру перегрева трансформатора D T на броневом магнитопроводе при следующих исходных данных:
lк, Вт/см×К | lг, Вт/cм×К | aк, Вт/cм2×К | aс, Вт/cм2×К | Размеры магнитопровода, мм | Dг,мм | |||
а | b | c | h | |||||
1,5×10–3 | 1,0×10–3 | 1,4×10–3 | 1,6×10–3 | 0,6 |
Номер обмотки | Токи в обмотках, А | Сопротивления обмоток ri, Ом | Масса магнитопровода М с, кг | Удельные потери в стали p c, Вт/ кг |
0,351 1,0 0,5 | 45,8 0,94 18,1 | 0,42 | 1,1 |
Обозначения. lк – коэффициент теплопроводности катушки; lг– коэффициент теплопроводности гильзы; aк – коэффициент теплоотдачи поверхности катушки; aс – коэффициент теплоотдачи поверхности магнитопровода; Dг – толщина гильзы (основания каркаса); а – ширина стержня; b – толщина набора; с – ширина окна; h – высота окна магнитопровода.
Решение.
Определение температуры перегрева трансформатора D T необходимо для выбора класса нагревостойкости изоляционных материалов, применяемых в конструкции трансформатора.
Расчет температуры перегрева производится по формуле
, К. (5.18)
где и - тепловые коэффициенты.
В формуле (5.18) величина потерь в стали P срассчитывается по формуле
P c = p c М с, Вт, (5.19)
а величина потерь в меди P м– по формуле
, Вт. (5.20)
Для трансформатора на броневом магнитопроводе расчет значений тепловых сопротивлений элементов конструкции осуществляется по следующим формулам:
, К/Вт; (5.21а)
, К/Вт; (5.21б)
, К/Вт; (5.21в)
, К/Вт, (5.21г)
где l = b / a; m = h / a; n = c / a; a – ширина центрального стержня; b – толщина набора (или навивки) магнитопровода; c – ширина окна магнитопровода; h – высота окна магнитопровода.
1. По формуле (5.19) находим значение потерь в стали P с:
P c = 0,42×1,1 0,46 Вт.
2. По формуле (5.20) находим величину потерь в меди P м:
P м = (0,351)2×43,93 + 12×0,91 + (0,5)2×17,42 10,67 Вт.
3. Определим значения параметров l, m, n по следующим формулам: l = b / a = 2/2 = 1; m = h / a = 5/2 = 2,5; n = c / a = 2/2 = 1 (размеры а, b, c, h выражены в см).
4. Значения тепловых сопротивлений элементов конструкции трансформатора определяются из выражений (5.21, а–г):
К/Вт;
К/Вт;
12,15 К/Вт;
К/Вт.
5. Рассчитаем значение тепловых коэффициентов А и Б:
А = 3,41 + 6,16 + 12,15 + 1,5 = 23,22 К/Вт;
Б = 12,15 К/Вт.
6. Подставим полученные исходные данные в формулу (5.18) и рассчитаем значение температуры перегрева трансформатора:
К.
Ответ. D Т =64,8 К.
Пример 5.10. Рассчитать значение тока холостого хода I хх трансформатора при следующих исходных данных
U 1, В | N 1 | Н, А/м | Размеры магнитопровода | Р с, Вт; | ||
a | c | h | ||||
80 | 0,46 |
Обозначения. U 1 - напряжение сети питания; N 1 - число витков первичной обмотки; Н - амплитудное значение напряженности магнитного поля; В - индукции магнитного поля; Р с– потери в стали, Вт; а – ширина стержня; с – ширина окна; h – высота окна магнитопровода.
Решение.
Значение тока холостого хода I хх рассчитывается по формуле
, Вт. (5.22)
В этой формуле величина активной составляющей тока холостого хода I ахх определяется из выражения
, А, (5.23)
а значение тока намагничивания – по формуле
, А. (5.24)
Значение напряженности магнитного поля Н в формуле (5.24) определяется по кривым намагничивания, приведенным в справочных данных на соответствующие магнитные материалы [10]. Длина магнитной силовой линии l мп для трансформаторов на броневых и стержневых магнитопроводах c размерами окна с и h и шириной стержня а, рассчитывается по формуле
l мп = 2(с + h + p a /4), м. (5.25)
1. По формуле (5.23) определим активную составляющую тока холостого хода:
А.
2. По формуле (5.25) рассчитываем длину магнитной силовой линии:
l мп = 2(0,02+ 0,05+ 3,14×0,02/4)=0,171 м.
3. По формуле (5.24) рассчитываем величину тока намагничивания I m:
А.
4. Подставляя полученные значения I ахх и I m в выражение (5.22), рассчитаем искомую величину тока холостого хода
А.
Ответ. I хх=0,013 А.
Пример 5.11. Рассчитать значение тока первичной обмотки I 1 трансформатора при следующих исходных данных
U 1, В | N 1 | Н, А/м | Размеры магнитопровода | Р с, Вт; | Р м, Вт | P н, Вт | ||
a | c | h | ||||||
80 | 0,46 | 10,67 | 69,5 |
Обозначения. U 1 - напряжение сети питания; N 1 - число витков первичной обмотки; Н - амплитудное значение напряженности магнитного поля; Р с– потери в стали, Вт; Р м– потери в меди, Вт; Р н – номинальная мощность трансформатора; а – ширина стержня; с – ширина окна; h – высота окна магнитопровода.
Решение.
Значение тока первичной обмотки I 1 рассчитывается по формуле
, А. (5.26)
В формуле (5.26) I m – реактивный ток намагничивания; I а1– активная составляющая тока первичной обмотки.
Величина активной составляющей тока первичной обмотки I а1 определяется мощностью, потребляемой трансформатором из питающей сети P вх:
, А, (5.27)
где Р н– номинальная мощность трансформатора, Вт; Р с– потери в стали, Вт; Р м– потери в меди, Вт.
1. По формуле (5.25) рассчитываем длину магнитной силовой линии
l мп = 2(0,02+ 0,05+ 3,14×0,02/4)=0,171 м.
2. По формуле (5.24) рассчитываем величину тока намагничивания I m:
А.
3. По формуле (5.27) вычислим активную составляющую тока первичной обмотки
А.
4. Подставляя значения тока намагничивания I m и тока I а1 в формулу (5.26), вычисляем уточненное значение тока первичной обмотки I 1:
А.
Ответ. I 1=0,367 А.
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!