Параметры схемы замещения

Активное сопротивление обмоток

 

,

 

где  - удельное сопротивление Ом*мм²/м при заданном перегреве τ;

— число витков и средняя длина витка [м] i-ой обмотки;

— сечение провода, мм² (без изоляции, чистое).

Средняя длина витка первичной обмотки

 

мм.

 

Средняя длина витка вторичной обмотки

 

 мм.

 

Активное сопротивление первичной обмотки

 

 Ом

 

Активное сопротивление вторичной обмотки

 

 Ом

 

Индуктивное сопротивление обмоток.

Поток рассеяния

 

,

 

где - индуктивность рассеяния.

 

 

где  — средняя длина катушки по периметру и число катушек на магнитопроводе;

— толщина и высота катушки;

— число витков первичной обмотки.

Средняя длина катушки по периметру

 

 мм

 

Численное значение индуктивности рассеяния

 

 Гн

 

Сопротивление индуктивности рассеяния

 

 Ом

 Ом

 

Сопротивления контура намагничивания

 

;

;

.

 

Потери мощности в магнитопроводе

 

.

 

Длина силовой линии

 

 мм.

 

Вес магнитопровода

 

 кг

 

Потери мощности в магнитопроводе

 

 Вт;

 кОм;

;

 Ом

 Ом.

 

Сопротивления контура намагничивания

 

 Ом;

 Ом.

Технические показатели

Вес проводников катушки:

 

 

Общий вес трансформатора:

 

 кг.

 

Потери мощности в активных сопротивлениях обмотки

 

 

Потери мощности в магнитопроводе

 

Вт

 

Потери в изоляции катушек

 

 Вт.

 

Фактическое соотношение потерь

 

 

Коэффициент мощности

 

где  В;

 

Коэффициент потерь мощности  и КПД

 

Задача 2

 

Определить показатели трансформатора, выполненного на торроидальном магнитопроводе с размерами: ширина a= 8 мм, толщина b= 16 мм, ширина окна с = 25 мм, высота окна (взяты из табл. 14.3 для варианта 11). Заполнение окна — полное, ввиду естественного охлаждения.

По варианту 17 из табл 14.2 материал сердечника марки 80НХС имеет параметры:

коэффициент заполнения сечения = 0,75;

удельный вес = 8,5 г/см³;

удельные потери мощности = 6,3 Вт/кг;

при индукции = 0,5 Тл и частоте = 2,5 кГц;

индукция насыщения = 1 Тл;

коэффициент потерь мощности на стыке сердечников = 2,8;

коэффициент влияния частоты на потери в стали = 1,5.

Трансформатор будет выполнен с медными обмотками для работы с частотой питающего напряжения  кГц в условиях естественного воздушного охлаждения.

Параметры обмоточного материала из меди для температуры нагрева 70 °С принимаются (взято °С, так как не задано: удельное сопротивление = 2,1  Ом×м, удельный вес  г/см³, среднерасчетный коэффициент заполнения катушки сечениями проводников обмоток 0,35 (данные из табл. П.1).

Требуется определить.

1. Геометрические параметры трансформатора:

объем магнитопровода , объем катушек , поверхность охлаждения сердечников  и катушек .

2. Потери мощности в обмотках и сердечниках , .

3. Среднюю плотность тока обмоток j и рабрчую индукцию магнитопровода , допустимые при номинальном нагреве трансформатора.

4. Максимальную габаритную мощность .

5. Вес трансформатора и его удельное значение  на единицу габаритной мощности.

Решение задачи 2

1. Геометрические показатели трансформатора.

Рассчитываются по рис. 2 для торроидальной конструкции. Магнитопровод выполняется из 2-х составляющих частей с размерами по сечению , . Для стандартных обозначений размеров имеем , .

Средняя длина сердечника магнитопровода (табл. 2.1):

 

мм = 0,104 м.

 

Сечение магнитопровода:

 

 мм² =  м².

 

Сечение окна магнитопровода:

 

 мм²  м².

 

Объем магнитопровода

 

 м³

 

 Рис 2

 

Объем катушки:

 

 м³.

 

где: - число катушек

 

м

 

Здесь , .

Средняя длинна витков катушки

 

 м

 

Поверхность охлаждения магнитопровода (табл. 2.1):

Поверхность охлаждения катушки (табл. 2.1):

 

 м².