Конструктивный расчет трансформатора (стр. 1 из 3)

Тема: Конструктивный расчет трансформатора

Конструктивный расчет трансформатора.

1. Испытательное напряжение U_исп между обмотками и обмоток по отношению к деталям конструкции выбирается в зависимости от рабочего напряжения U_р или потенциала обмоток по рис.8.

Рис.8. Зависимости испытательного напряжения от рабочего напряжения Трансформаторов (амплитудные значения)

2. Выбор межслоевой и межобмоточной изоляции ТММ броневой и стержневой конструкций производится по данным таблиц 6,7.

Рекомендации по выбору межслоевой изоляции из пленок для тороидальных трансформаторов приведены в таблице 8, число слоев межобмоточной изоляции при применении пленочных материалов выбирается из расчета 800В на слой (по испытательному напряжению), но не менее двух слоев для обеспечения необходимой механической прочности.

Число слоев межобмоточной изоляции из микалентной бумаги определяется по табл. 9.

3. Расчет размещения обмоток в окне магнитопровода броневой и стержневой конструкции:

а) высота слоя намотки i – й обмотки, h_сл , мм:

(15)

где Δh – выбирается по табл. 7 ;

δ_щ – толщина щечки каркаса;

Δ₃ – зазор между каркасом и магнитопроводом (Δ₃ = 0, δ_щ= 0 – при бескаркасном исполнении).

Для каждой следующей обмотки высота слоя уменьшается на 0,5 – 1 мм для исключения возможного сброса витков.

б) число витков в слое i – й обмотки:

(16)

коэффициент укладки провода k_у выбирается из табл.10.

в) толщина i – й обмотки

(17)

коэффициент разбухания k_раз находят по графикам рис. 10;

д) толщина катушки с учетом межобмоточной изоляции δ_з

(18)

Зазор между катушкой и магнитопроводом должен быть в пределах 0,5 – 1 мм. Для стержневой конструкции зазор между обмотками должен быть в пределах 1 – 1,5 мм.

Рис.9. Зависимость испытательного Рис.10. Зависимость коэффициента разбухания

напряжения от рабочего напряжения k_раз от диаметра провода и отношения b/a трансформаторов (амплитудные значения)

Таблица 6

Выбор межслоевой изоляции броневых и стержневых трансформаторов.

Диаметр провода мм	Рабочее напряжение между слоями, В	Марка и толщина изоляционного материала	Число слоев
До 0,2 От 0,2 до 0,74 Свыше 0,8	До 60 До 80 До 100	Конденсаторная бумага КОН-2 0,022 мм Телефонная КТН 0,05 мм, намоточная ЭН-50 0,05мм Кабельная К-120 0,12мм, Пропиточная ЗИП 0,11мм.	1 1 1

Таблица 7

Выбор межобмоточной и концевой изоляции броневых и стержневых трансформаторов.

Испыта-тельное напряже-ние, кВ	Число слоев кабельной или пропиточной бумаги		Ширина концевой изоляции мм	Испыта-тельное напряже-ние, кВ	Число слоев кабельной или пропиточной бумаги		Ширина концевой изоляции мм
	Между обмотками	Наружной изоляции			Между обмотками	Наружной изоляции
0,5 1,5 2,0 3,0 4,0 5,0	2 2 3 5 7 8	2 2 2 4 6 6	– – – 3–4 6 8	6,0 8,0 10 12 14 15	10 12 15 17 20 25	8 10 12 14 16 20	10 13 16 18 20 22

Таблица 8

Выбор межслоевой изоляции тороидальных трансформаторов.

Марка и толщина изоляционного материала	Рабочее напряжение между слоями	Число слоев
		Диаметр провода, мм
		До 0,29	0,29– 0,55	0,55 – 0,8	Свыше 0,8
Пленка из фторопласта-4, 0,04мм Пленка электроизоляционная ПЭТФ-20, 0,02мм Микалентная бумага с пропиткой, 0,02мм Лакоткань ЛШС-2, 0,11мм Стеклоткань, 0,11мм	До 600 До 500 До 300 До 300 До 200	1 1 1 – –	2 2 2 – –	3 3 4 1 1	– – 2 1 1

Таблица 9

Выбор межобмоточной изоляции из микалентной бумаги в тороидальных трансформаторах.

Испытательное напряжение, кВ	0,5	1,5	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	8,0	10,0	12
Число слоев	2	4	5	6	8	10	12	15	17	20

Таблица 10

Значение коэффициента укладки провода обмоток для броневых и стержневых трансформаторов.

Диаметр провода, мм	Коэффициент укладки, kу	Диаметр провода, мм	Коэффициент укладки, kу
Менее 0,2 0,2 – 0,5 0,5 – 0,8	0,9 0,93 0,95	0,8 –1,0 Более 1,0	0,9 0,85

Таблица 11 Таблица 12

Значение коэффициентов укладки Значение коэффициентов разбухания

провода обмоток для тороидальных обмоток для тороидальных трансфор -

трансформаторов маторов

Диаметр провода, мм	Коэффициент укладки, kу		Диаметр провода, мм	Коэффициент разбухания, kраз
До 0,8 Свыше 0,8	0,75 – 0,8 0,8		До 0,16 От 0,16 до 0,8 Свыше 0,8	1,25 1,3 1,25

Проверочный расчет трансформаторов малой мощности.

1. Средняя длина витка i – й обмотки:

а) для ТММ броневой и стержневой конструкций

l_wi = 2 (А^΄ +Б^΄) + 2 h_i k_раз (19)

где А^΄ и Б ^΄наружные размеры по периметру гильзы;

(20)

h_i – расстояние от гильзы до середины i – й обмотки;

б) для ТММ тороидальной конструкции

(21)

где r_i = δ_г + h_i

2. Сопротивление i – й обмотки при нормальной и повышенной температуре, Ом

(22)

где k_к = 1 + α_R (Т_с + ΔТ_к – 20˚С ); k_к = 1 при Т_с= 20˚С и ΔТ_к= 0

3. Падение напряжения в обмотках:

ΔU= I_i R_{i T}. (23)

4. Уточненное число витков первичной и вторичной обмоток

W₁ = W₀ (U₁ + ΔU₁); W_i = W₀ (U_i + ΔU_i); (24)

5. Потери в меди обмоток определяются по формуле:

(25)

6. КПД трансформатора определяется по формуле:

(26)

где P_тр = P_с+ P_к

7. Уточненное значение тока первичной обмотки определяется по формуле (13)

8. Масса меди каждой из обмоток, г:

G = γ_м · l_wi · W_iqi (27)

9. Коэффициент заполнения окна магнитопровода медью:

(28)

10. Масса изоляции обмоток, г:

(29)

где:

;

k_из = 0,7 – коэффициент укладки изоляции;

γ_из= 1г/см²