Броневой трансформатор (стр. 2 из 6)

2. выбор направления проектирования

Конструкция заданного маломощного трансформатора в большей мере зависит от заданных характеристик. Следовательно, после анализа технического задания стало известно, что конструируемый трансформатор должен иметь следующие исходные данные: U

=220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

U

=5В-напяжение первой вторичной обмотки;

I

=1А-ток первой вторичной обмотки;

U

=8В-напряжение второй вторичной обмотки;

I

=0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

U

=13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

I

=0.1А-ток третьей вторичной обмотки .

Годовой выпуск n= 250000шт./год.

Так как трансформатор имеет большие электромагнитные силовые потоки, а соответственно большие размеры обмоток элемента. Для уменьшения размеров и массы важную роль играет грамотный подбор материалов составных частей трансформатора .

На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается стержневой трансформатор.

Но учитывая условия внешних механических и физических воздействий более целесообразно использовать броневой трансформатор .

Учитывая недостатки в существующих трансформаторах, относительно проектирования выбираем следующие направления:

1. Для стяжки трансформатора используем обойму специальной формы ;

2. Фиксация всей конструкции к основанию происходит болтовыми соединениями ;

3. Токосъем выполним в виде паянного соединения контактов трансформатора с отводящими элементами;

4. Обмотка трансформатора – открытого типа , то есть крышки не имеет, так как условия работы – лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

3.1 Расчет броневого трансформатора

1 Определение суммарной мощности вторичных обмоток (габаритная мощность) трансформатора по формуле (5.1)

P = , (5.1)

Где n-число вторичных обмоток

Подставляем значения на основе исходных данных и определяем суммарную мощность вторичных обмоток :

P

=5*1+8*0.5+13*0.1=5+4+1.3=10.3 ВА

2 Выбираем конфигурацию магнитопровода .

В соответствии с рабочей частотой выбирается материал и толщина ленты на основании таблицы-3.1Виды магнитопроводов.

В качестве материала для магнитопровода выбираем сталь Э310 с толщиной ленты 0.35мм

3Определение ориентировочных величин

Находим индукцию по таблице 5-1

В=1.55тл– индукция;

d=3.5 а/мм

- плотность тока , на основании таблицы5.2–Таблица плотности тока ;

k

=0.13-коеффициент заполнения окна , из таблицы 5.3- Таблица зависимости коэффициента конфигурации магнитопровода

k

=0.93– коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью, из таблицы5.4- Коэффициент заполнения окна от сечения магнитопровода сталью.

4 По формуле (5.2) определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна . Однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода :

S

S = , (5.2)

Тогда , подставив значения , получим :

S

S = см⁴.

5 Из таблицыП2-2 (1) выбираем магнитопровод: ШЛМ16*20, у которого S

S =7.5см⁴, S =3.20см²– активная площадь сечения магнитопровода ; G = 0.210кг- вес магнитопровода ;

Габаритные размеры:

h=26,0мм;

a=16,0мм;

c=9,0мм;

C=50,8мм;

H=42,4мм;

B=20,0мм;

6 По формуле (5.6) и кривой , рисунок5.2определяем потери в стали для индукции В=1,55 (Тл).

Р

= р * G , (5.6)

Где р

- удельные потери ( на 1 кг стали );

G

- масса магнитопровода.

Тогда

Р

=4*0.21=0.84 Вт .

7 По формуле1.59 находим активную составляющую тока холостого хода при максимальном напряжении питающей сети В).

(U

=220).

I

= , (1.59)

Где Р

-полные потери в стали ;

I

=0.003А

8 Находим полную намагничивающую мощность в стали по формуле(1.62) и кривой рисунок 5.2 .

Q

= q * G , (1.62)

где q

-полная удельная намагничивающая мощность , (q = 20В*А/кг на основании рисунка5.2 ).

Тогда:

Q

=20*0.210=4.2 В*А

9 По формуле1.61находим реактивную составляющую тока холостого хода (U

=220 В).

I

= , (1.61)

Где Q

- намагничивающая мощность ,мощность которая необходима для создания в магнитопровода трансформатора заданного значения магнитной индукции .

Значит

I

= А .

10 Находим абсолютное и относительное значение тока холостого хода.

а) по формуле (1.60):

I

= , (1.60)

Тогда

I

= =0.019 А ;

б) по формуле (5.7):

I

= = , (5.7)

где

-суммарная мощность вторичных обмоток

=0.6 –из таблицы5.5;

cos

=0.9 -из таблицы 5.5.

I

= А.

Ток холостого хода выразим в процентах по формуле (5.8).

I %=

, (5.8)

тогда

I %=

%.что допустимо