Расчет трансформатора (стр. 3 из 7)

Таблица 1

номер обмотки	Марка провода	qпр (мм2)	dпр (мм)	dизпр (мм)	gпр (ом/м)
Ⅰ	ПЭВ-1	0,2043	0,51	0,56	0,084
Ⅱ	ПЭВ-1	0,2043	0,51	0,56	0,084
Ⅲ	ПЭВ-1	1,0568	1,16	1,24	0,0163

Проверяем заполнение окна сердечника проводом

R_ок=(q₁w₁+q₂w₂+q₃w₃)/hc;(26)

R_ок=(0,2043

324+0,2043 274+1,0568 14)/36 19=0,2

R_ок отличается от принятого менее чем на 10%;

Находим фактические плотности тока в проводах по формуле:

j_факт=I/q_пр;(27)

j_факт1=I₁/q_пр1=0,77/0,2043=3,77 А/мм²

j_факт2=I₂/q_пр2=0,64/0,2043=3,13 А/мм²

j_факт3=I₃/q_пр3=3,13/1,0568=3 А/мм²

1.4.4 Вычисляем амплитудные значения рабочих напряжений

U_{р макс}=

U_р;(28)

U_{р макс1}=

U_р1= 380=537,4 В(ампл.)

U_{р макс2}=

U_р2= 315=445,5 В(ампл.)

U_{р макс3}=

U_р3= 16=22,6 В(ампл.)

Определяем испытательные напряжения обмоток;

U_исп1=1,8 кВ(ампл), U_исп2=1,6 кВ(ампл), U_исп3=0,5 кВ(ампл)

1.4.5 Определяем изоляционные расстояния

Для обеспечения надежной работы обмоток необходимо выбирать изоляционные расстояния так, чтобы во время работы в нормальных условиях и при испытании повышенным напряжением катушка трансформатора не повреждалась.

В нашем случае производим намотку обмоток на каркас толщиной 1,5 мм.

Для изоляции поверх каркаса применяем два слоя пропиточной бумаги ЭИП-3Б (толщиной 0,11 мм), т.е.

h_{из ос}=1,5+0,11

2=1,72 мм

Допустимую осевую длину обмотки находим по формуле:

h_д=h₁-2h_из1,(29)

где h_из1–толщина щечки каркаса выбираем равную 1,5 мм

h₁–длина каркаса, h₁=h-1=36-1=35 мм

h_из1–берем равную 1,5 мм, h_из2=2 мм, h_из3=2,5 мм,

h_д1=35-2

1,5=32 мм

h_д2=35-2

2=31 мм

h_д3=35-2

2,5=30 мм

Толщина междуслоевой изоляции зависит от диаметра провода и величины рабочего напряжения обмотки.

Для междуслоевой изоляции первой и второй обмоток выбираем один слой пропиточной бумаги ЭИП-50(толщиной 0,09 мм).

h_{из мс(1,2)}=0,09 мм

Толщина междуобмоточной изоляции определяется в зависимости от величины испытательного напряжения обмотки с наибольшим напряжением.

Для междуобмоточной изоляции применяем кабельную бумагу К-12 толщиной 0,12 мм;

h'_{из мо}=4

0,12=0,48 мм

h”_{из мо}=3

0,12=0,36 мм

Количество слоев наружной изоляции выбирается в соответствии с рабочим напряжением последней обмотки.

При U_р<500 В, наружную изоляцию выполняют из двух слоев пропиточной бумаги ЭИП-63Б толщиной 0,11 мм и одного слоя батистовой ленты толщиной 0,16 мм.

h_{из н}=2

0,11+0,16=0,38 мм

1.4.6 Число витков в одном слое каждой обмотки находим по формуле:

w_c=h_l|R_ei

d_{bp gh}$(30)

где R_уi – коэффициент укладки провода в осевом направлении:

R_у1=1,047; R_у2=1,047; R_у3=1,052;

w_c1=32/1,047

0,56=54

w_c2=31/1,047

0,56=52

w_c3=30/1,052

1,24=22

1.4.7 Число слоев определяем из выражения:

N_сл=w/w_с;(31)

Для стержневых двухкатушечных трансформаторов под величиной w понимаем половинное число витков обмотки.

N_сл1=w₁/2w_с1=324/2

54=3

N_сл2=w₂/2w_с2=274/2

52=3

N_сл3=w₃/2w_с3=14/2

22=1

1.4.8 Радиальный размер каждой обмотки вычисляем по формуле:

α_i=R_у2N_слd_{из пр}+R_мс(N_сл-1)h_{из мс},(32)

R_у2 – коэффициент укладки провода в радиальном направлении,

R_у2(1)=1,06; R_у2(2)=1,06; R_у2(3)=1,055;

R_мс – коэффициент неплотности междуслоевой изоляции

R_мс(1,2)=1,068

α_1,2=1,06

0,56 3+1,068(3-1) 0,09=1,97 мм

α₃=1,055

1 1,24=1,3 мм

1.4.9 Определяем полный радиальный размер катушки

α_к=

_з+(h_{из ос}+α₁+R_моh’_{из мо}+α₂+R_моh”_{из мо}+α₃+R_ноh_{из н})R_в,(33)

α_к=0,5(1,72+1,97+0,36

1,21+1,97+0,48 1,21+1,3+0,38

1,8)

1=9,16 мм

_з – зазор между каркасом и сердечником, равный 0,5 мм;

R_мо – коэффициент неплотности междуобмоточной изоляции

R_мо=1,21;

R_в – коэффициент выпучивания (при выполнении обмотки на каркасе принимается равным R_в=1);

R_но – коэффициент неплотности намотки наружной изоляции, (1,7-2) принимаем равным R_но=1,8;

1.4.10 Определяем зазор между катушкой и сердечником

Величина этого зазора для стержневых трансформаторов определяется по формуле с-2a_кат и должна лежать в пределах от 0,5 до 1 мм.

19-2

9,16=0,68 мм,

полученное значение удовлетворяет условию 0,5<0,68<1

1.4.11 Находим среднюю длину витка обмоток.

l_{ср вi}=(2(a_к+b_к)+2πr_i)

10^-3,(34)

где a_к и b_к – наружные размеры каркаса, мм;

a_к=a+2

_з+2h_{из ос}R_в=22+2 0,5+2 1,72 1=26,4 мм(35)

b_к=b+2

_з+2h_{из ос}R_в=32+2 0,5+2 1,72 1=36,4 мм(36)

_з – зазор между каркасом и сердечником, мм;

значения r_1,r_2,r₃ – определяем по формулам:

r₁=α₁R_в/2=1,97

1/2=0,98 мм(37)

r₂=(α₁+h’_{из мо}R_мо+α₂/2)

R_в=(1,97+0,48 1,21+0,97/2) 1=