Расчет трансформатора освещения
Расчет выполняется для четырех вариантов трансформатора освещения, соответствующих разным сочетаниям исходных данных:индукции Вm = var и числа витков первичной обмотки W1=var.
Целью данного расчета является определение влияния варьируемых параметров на массо-габаритные показатели трансформатора и выбор варианта с оптимальным сочетанием:
· удельного показателя трансформатора, характеризуемого отношением массы трансформатора к его мощности;
· тока холостого хода.
Упрощенный вариант сердечника трансформатора представлен на рис. 3.1, а.
h |
c |
b |
B |
H |
Bm1 |
H1 |
а |
б |
Рис. 3.1
Исходные данные:
U1=380 В; U2=220 В; Р2=20 % номинальной мощности освещения (cosφ≈0,95); f=50 Гц; W11=1000 витков; W12=500 витков; индукция Bm1= 1,3 Тл, Bm2= 0,8 Тл; напряженность Н1=200 А/м; Н2 – находится из кривой намагничивания (рис. 3.1,б); плотность тока в обмотках j = 3 А/мм2; коэффициент заполнения окна ; сечение магнитопровода: S = b2; удельная плотность меди: ρмеди = 8,9 г/см3; удельная плотность стали: ρст =7,8 г/см3; соотношение сторон окна:
.
Необходимо рассчитать:
1. Число витков вторичной обмотки: W2;
2. Ток холостого хода в относительных единицах: ;
3. Габариты трансформатора;
4. Параметры обмоток: - сечения и длины проводов;
5. Массы трансформатора: G
6. Удельный показатель плотности: (кг/кВт).
Последовательность расчета
1. Определение сечения магнитопровода из соотношения
2. Определение числа витков вторичной обмотки:
·
·
3. Расчет значений номинальных токов первичной и вторичной обмоток:
где i=1,2; j=2,1.
Расчетные формулы соответствуют следующим допущениям:
· I1W1=I2W2;
· Р1=Р2.
4. Определение сечения проводов первичной и вторичной обмоток:
.
5. Определение площади окна:
6. Определение размеров окна:
7. Определение тока холостого хода:
8. Определение длин проводов обмоток:
· определение диаметра проводов:
· определение числа витков в слое (округлять до меньшего целого числа):
· определение числа слоев (округлять до большего целого числа):
· определение длин проводов обмоток; в данном расчете предлагается принять длину провода одного витка первого слоя, равной 4b, и предусмотреть запас провода по длине 10 % (кзап.пр=1,1) получаем:
9. Определение массы проводов:
10. Определение массы магнитопровода:
11. Определение массы трансформатора:
12. Определение удельного показателя плотности:
.
Результаты расчеты оформляются в виде табл. 3.1.
Таблица 3.1.
Параметры | Варианты расчета | |||
Bm =1,3 Тл, W1 = 1000 | Bm = 1.3 Тл, W1 = 500; | Bm = 0,8, Тл, W1 = 1000; | Bm = 0,8, Тл, W1 = 500; | |
Мощность, кВт | ||||
Номинальный ток первичной обмотки, А | ||||
Номинальный ток вторичной обмотки, А | ||||
Число витков вторичной обмотки | ||||
Сечение магнитопровода | ||||
b | ||||
Сечение провода первичной обмотки | ||||
Сечение провода вторичной обмотки | ||||
h | ||||
c | ||||
Напряженность поля, А/м | ||||
lcр | ||||
Ток холостого хода, А | ||||
Ток холостого хода, о.е. | ||||
Длина провода первичной обмотки | ||||
Длина провода вторичной обмотки | ||||
Масса обмоток, кг | ||||
Масса магнитопровода, кг | ||||
Масса трансформатора, кг | ||||
Удельный показатель, кг/кВт |