Проверочный расчет трансформаторов малой мощности.

Средняя длина витка обмотки трансформатора:

, (36)

где a и b – размеры стержня магнитопровода (для тороидального магнито-

провода мм.

В случае броневого или стержневого трансформатора значение для i -й вторичной обмотки определяется по формуле (37), а первичной обмотки – по формуле (38):

; (37)

. (38)

В случае тороидального трансформатора значения и определя-ются теми же выражениями (37) и (38), в которых следует положить .

Масса меди первичной и любой вторичной обмотки:

; , (39)

где , – число витков первичной и i -й вторичной обмоток;

, – масса одного метра провода, г;

, – средняя длина витка обмотки.

В случае обмоток с выводом нулевой точки число витков и принимают соответственно равным ; .

Масса меди всех обмоток:

.

Коэффициент заполнения окна магнитопровода медью:

, (40)

где – поперечное сечение окна магнитопровода, см².

Масса изоляции:

, (41)

где – удельная масса изоляции;

– коэффициент укладки изоляции.

Масса трансформатора:

, (42)

где – масса магнитопровода, кг.

Активное сопротивление первичной, i -й вторичной обмоток при максимальной температуре окружающей среды:

,

, (43)

где – коэффициент, учитывающий увеличение

удельного сопротивления меди с повыше-

нием температуры;

– максимальная температура окружающей

среды, º С;

– температура перегрева обмоток;

– коэффициент увеличения сопротивления

провода в зависимости от частоты тока

питающей сети (табл. 8).

Таблица 8

Значения коэффициента в зависимости от диаметра провода и частоты

d, мм	f, кГц
0,2 0,5 0,8 1,5	1,013	1,003 1,16	1,07 1,2 1,58	1,03 1,3 1,51 2,08	1,2 1,66 1,98 2,82	1,004 1,64 2,41 2,94 4,29

Относительное значение активной составляющей напряжения корот-кого замыкания:

, (44)

где – приведенное к первичной обмотке активное сопротивле-

ние i -й вторичной обмотки;

и – номинальные значения тока и напряжения первичной

обмотки.

Относительное значение реактивной составляющей напряжения корот-кого замыкания для трансформаторов броневого и стержневого типов (для рядовой многослойной намотки):

, (45)

где – магнитная постоянная;

– число стержней магнитопровода, несущих обмотки

для стержневого трансформатора.

В случае тороидального трансформатора при условии намотки обмоток по всему периметру магнитопровода:

. (46)

Относительное значение напряжения короткого замыкания:

. (47)

Относительное изменение напряжения на выходе трансформатора при изменении нагрузки от нуля до номинального значения:

. (48)

При чисто активной нагрузке . Вычисленное значение следует сравнить со значением, определяемым по рис. 11.

Потери в меди первичной и i -й вторичной обмотках:

, . (49)

Суммарные потери в меди всех обмоток:

. (50)

Коэффициент полезного действия трансформатора:

. (51)

где – суммарная активная мощность, выделяемая в нагрузке, Вт.

Тепловой расчет трансформатора. Температура перегрева обмоток относительно окружающей среды может быть приближенно определена по формуле:

, (52)

где – коэффициент теплоотдачи трансформатора, ;

– общая поверхность охлаждения, м².

Коэффициент теплоотдачи зависит от материалов, применяемых для изготовления трансформатора, температуры окружающей среды и других факторов. В расчетах его принимают равным .

Общая поверхность охлаждения складывается для трансформаторов броневого и стержневого типов из поверхности охлажде-ния катушки (катушек) и магнитопровода . Для трансформаторов броневого типа:

;

.

Размеры магнитопровода указаны на рис. 18 и в приложении П1. Для стержневого трансформатора:

,

.

Для тороидального трансформатора , где:

Определив температуру перегрева и прибавив к ней температуру окружающей среды, получим рабочую температуру проводников обмоток. Она не должна превышать рабочую температуру, на которую рассчитана изоляция применяемого провода.

Дата добавления: 2015-07-20