Расчет маломощного трансформатора электропитания

Расчетная работа

по дисциплине «Электропитание устройств, систем телекоммуникаций»

 

 

2009

Таблица 1 – Исходные данные

115	24	6	0,05	0,5	50

 

Исходя из начальных параметров (таблица 1), для расчета трансформатора, будем использовать данные из таблиц 2,3,4,5.

1. Коэффициент трансформации:

 

;

;

 

2. Нагрузочная составляющая тока первичной обмотки:

 

 

Таблица 2 – Рекомендуемые значения параметров трансформатора

Габаритная мощность, ВА	Индукция B, Тл		Плотность J,		КПД		Коэффициент заполнения окна	Удельные потери, Вт/кг
	Частота сети							Частота сети
	50 Гц	400 Гц	50 Гц	400 ГЦ	50 Гц	400 Гц		50 Гц	400 Гц
10	1,10	1,0	4,0	6	0,82	0,80	0,23	0,30	12,5
20	1,25	1,1	3,9	5,5	0,85	0,83	0,26	1,65	15,0
40	1,35	1,2	3,2	5	0,87	0,85	0,28	1,95	18,0
70	1,40	1,25	2,8	4,2	0,89	0,87	0,3	2,1	19,5
100	1,35	1,2	2,5	3,8	0,91	0,89	0,31	1,95	18,0
200	1,25	1,1	1,8	3,1	0,93	0,91	0,32	1,65	15,0
400	1,15	1,0	1,6	2,5	0,95	0,92	0,33	1,40	12,5
700	1,10	0,9	1,3	2,1	0,96	0,93	0,33	1,30	10,5
1000	10,5	0,8	1,2	1,8	0,96	0,93	0,34	1,20	8,5

 

3. Габаритная мощность трансформатора:

 

; ;

;

 

4. По габаритной мощности трансформатора выбираем магнитопровод. Стандартный магнитопровод можно выбрать также по произведению , где  и - площадь поперечного сечения магнитопровода и площадь окна :

 

 

Плотность тока в обмотках трансформатора преобразователя можно определить по приближенной формуле:

 

J=3.9

 

5. Потери в стали :

 

 

6. ЭДС, индуцируемая в одном витке:

 

 

7. Число витков каждой обмотки трансформатора:

 

 

Таблица 3

Обозначение магнитопровода	a	h	c	b	lc	Sст		Gст
	мм	мм	мм	мм	см			кг
ШЛ6x6,5	6	15	6	6,5	5,1	0,33	0,35	0,013
ШЛ6x8	6	15	6	8	5,1	0,40	0,43	0,016
ШЛ6x10	6	15	6	10	5,1	0,52	0,54	0,020
ШЛ8x8	8	20	8	8	6,8	0,55	1,02	0,029
ШЛ8x10	8	20	8	10	6,8	0,7	1,28	0,036
ШЛ10x10	10	25	10	10	8,5	0,9	2,5	0,057
ШЛ10x16	10	25	10	16	8,5	1,42	4,0	0,091
ШЛ10x20	10	25	10	20	8,5	1,80	5,0	0,113
ШЛ12x12,5	12	30	12	12,5	10,2	1,40	5,4	0,100
ШЛ12x16	12	30	12	16	10,2	1,72	6,9	0,130
ШЛ12x20	12	30	12	20	10,2	2,15	8,65	0,165
ШЛ12x25	12	30	12	25	10,2	2,7	10,8	0,205
ШЛ16x16	16	40	16	16	13,6	2,3	16,6	0,235
ШЛ16x20	16	40	16	20	13,6	2,90	20,5	0,235
ШЛ16x25	16	40	16	25	13,6	3,60	26,6	0,370
ШЛ16x32	16	40	16	32	13,6	4,83	32,6	0,470
ШЛ20x20	20	50	20	20	17,1	3,65	40,0	0,460
ШЛ20x25	20	50	20	25	17,1	4,55	50,0	0,575
ШЛ20x32	20	50	20	32	17,1	5,80	64,0	0,735

 

 

На рисунке 1 изображена броневая конструкция магнитопровода ШЛ6×10, выбранная по произведению , где  и - площадь поперечного сечения магнитопровода и площадь окна.

8. Диаметр провода обмотки трансформатора (без учета толщины изоляции):

 

9. Средняя длина витка обмотки в трансформаторе на броневом сердечнике:

 

 

10. Длина каждой обмотки:

 

 

11. Сопротивление каждой обмотки:

 

 

12. Потери мощности на сопротивлениях обмоток:

 

 

13. Ток холостого хода (ток первичной обмотки ненагруженного трансформатора) состоит из тока намагничивания (реактивная составляющая тока) и тока , вызванного потерями в стали :

 

 

Таблица 4 - Обмоточные провода

Диаметр медной жилы d, мм	Диаметр провода с изоляцией, мм
	ПЭ	ПЭВ-1	ПЭВ-2	ПЭЛШО, ПЭЛШКО
0,05; 0,06; 0,07; 0,09	d+0,015	d+0,025	d+0,03	d+0,07
0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14	d+0,02	d+0,025	d+0,03	d+0,075
0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,19	d+0,02	d+0,03	d+0,04	d+0,075
0,20; 0,21	d+0,025	d+0,03	d+0,04	d+0,09
0,23; 0,25	d+0,025	d+0,04	d+0,05	d+0,09
0,27; 0,29	d+0,04	d+0,04	d+0,05	d+0,105
0,31; 0,33; 0,35	d+0,04	d+0,04	d+0,06	d+0,11
0,38; 0,41	d+0,04	d+0,04	d+0,06	d+0,11
0,44; 0,47; 0,49	d+0,05	d+0,04	d+0,06	d+0,11
0,51; 0,53; 0,55; 0,57; 059; 0,62	d+0,05	d+0,05	d+0,07	d+0,12
0,64; 0,67; 0,69	d+0,05	d+0,05	d+0,08	d+0,12
0,72	d+0,06	d+0,05	d+0,08	d+0,013
0,74; 0,77; 0,80; 0,83; 086; 0,90; 093; 0,96	d+0,06	d+0,06	d+0,09	d+0,13
1,0; 1,04; 1,08; 1,12; 1,16; 1,20	d+0,07	d+0,08	d+0,11	d+0,14

 

14. Полный ток первичной обмотки нагруженного трансформатора состоит из тока холостого хода и тока , вызванного потерями в меди:

 

 

15. Число витков вторичных обмоток:

 

 

Число витков первичных обмоток:

 

16. Определяем толщину обмоток трансформатора и проверяем, уменьшаются ли они в окне выбранного магнитопровода.
 Толщина каждой обмотки броневого трансформатора:

 

 

Таблица 5 – Зависимость толщины прокладки d_n от диаметра провода

d, мм	0,2	0,21-1,0	1,04-1,74	1,81-2,2
	0,03-0,05	0,06-0,08	0,1-0,2	0,2-0,3

 

17. Толщина катушки трансформатора:

 

 

18. Уточняем потери мощности на сопротивлениях обмоток, считая потери в первичной обмотке при протекании по ней полного тока:

 

19. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отношению к окружающей среде находим по приближенной формуле: