Расчет маломощного трансформатора с воздушным охлаждение

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Декабря 2012 в 12:49, курсовая работа

Краткое описание

Настоящая работа посвящена изучению маломощного трансформатора. В работе рассмотрена область применения трансформатора и его технологические характеристики и размеры.

Содержание

Аннотация…………………………………………………………………………………………2
Введение…………………………………………………………………………………………...4
Исходные данные………………………………………………………………………………….5
1. Выбор стали для сердечника и определение токов в обмотках трансформатора…………....6
2. Выбор конструкции магнитопровода…………………………………………………………..8
3. Предварительное значение индукции…………………………………………………………9
4. Предварительное значение плотности тока в обмотках МТ…………………………………10
5. Предварительное значение площади
поперечного сечения стержня магнитопровода…………………………………………………11
6. Определение числа витков обмоток трансформатора………………………………………..12
8. Площадь окна сердечника трансформатора…………………………………………………..14
9. Выбор сердечника трансформатора……………………………………………………………15
10. Укладка обмоток на стержне и проверка размеров окна выбранного сердечника………..17
11. Масса меди обмоток трансформатора………………………………………………………..22
12. Потери в меди в обмотках МТ………………………………………………………………..23
13. Масса стали сердечника трансформатора……………………………………………………24
14 Потери в стали сердечника трансформатора…………………………………………………25
15 Определение тока холостого хода МТ………………………………………………………..26
16 Проверка результатов расчета МТ по коэффициенту ,  и току Iμ………………………..27
17 Коэффициент полезного действия МТ………………………………………………………..28
18.Активные падения напряжения и сопротивления обмоток МТ……………………………..29
19. Индуктивные падения напряжения и сопротивления обмоток трансформатора………….30
20 Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания. Изменение напряжения при нагрузке…………………………………………………………………………………………….31
21. Проверка трансформатора на нагревание……………………………………………………35
22 Сводные данные расчета МТ…………………………………………………………………..36
Библиографический список ………………………………………………………………………37
Приложение

Вложенные файлы: 1 файл

курсач Танин.docx

— 862.71 Кб (Скачать файл)

– первичной 1 и вторичной 3, приведенной к первичной,

Индуктивные сопротивления, Ом: – первичной обмотки 1 в паре w1 – w3

,

– вторичной обмотки 3, приведенной  к первичной,

,

где ls = h – расчетная длина магнитной силовой линии потока рассеяния, см; δs12 и δs13 – приведенная ширина канала потока рассеяния, см, которая зависит от расположения первичной обмотки по отношению к вторичным  обмоткам (рис. 13).

Рис.8. К определению индуктивных сопротивлений трансформатора

 

При расположении первичной  обмотки между вторичными (см. рис. 13,а)

.

где δ1, δ2, δ3 – толщины обмоток, см; δ 23, δ 12, δ13 – толщины межобмоточной изоляции, см; lW1, lW2, lW3 – средние длины витков соответствующих обмоток, см; ls – длина пути силовых линий рассеяния, см.

.

.

.

Индуктивное сопротивление, Ом, пары обмоток 

– первичной 1 и вторичной 3, приведенной к первичной,

Индуктивные сопротивления, Ом: – первичной обмотки 1 в паре w1 – w3

,

– вторичной обмотки 3, приведенной  к первичной,

,

 

Относительные индуктивные  падения напряжений в обмотках, %, находят по формулам: - в первичной 1

;

;

– во вторичной 2

– во вторичной 3

.

;

;

– во вторичной 2

– во вторичной 3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20. Полные сопротивления  и напряжения короткого замыкания.

Изменение напряжения при  нагрузке

 

Полные сопротивления, Ом, пар обмоток трехобмоточного трансформатора

.

14,57

 

Напряжения короткого  замыкания пар обмоток, %,

.

.

 

Изменение напряжения, %, для  пар обмоток трехобмоточного трансформатора при номинальной нагрузке определяют по формуле, причем u1a, u2a, u1s(12), и u2s подставляют в процентах

Δu12 = u1acosφ1 + u2acosφ2 + u1s(12)sinφ3 + u2s sinφ2

Δu13 = u1acosφ1 + u3acosφ2 + u1s(13)sinφ1 + u3s sinφ3,

где cosφ1, cosφ2, cosφ3 – коэффициенты мощности для нагрузок соответствующих обмоток трансформатора.

Δu12 = 012*0,8+0,008*0,8+0,13*0,6+0,09*0,4=0,126,

Δu13 =0,012*0,8+0,013*0,8+0,09*0,4+0,028*0,6=0,0728,

               Формулы для напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке имеют вид

.

Если напряжения вторичных  обмоток отличаются от заданного  более чем на ±5 %, следует пропорционально  числу вольт на виток (Ев) изменить число витков вторичных обмоток.

 

 

 

 

 

21. Проверка трансформатора на нагревание

 

Отдача тепла в окружающее пространство с открытых частей обмоток  и магнитопровода МТ составляет в среднем 15×10-4 Вт/см2 при превышении температуры открытой поверхности трансформатора над температурой окружающей среды на 1°С. Так как между магнитопроводом и обмотками имеется достаточный тепловой обмен, то превышение температуры наиболее нагретой части обмотки над температурой окружающей среды, °С (которое обычно лимитирует мощность трансформатора), можно определить по формуле

º,

где Qобм – открытая поверхность обмоток трансформатора, см2; Qсер – открытая поверхность сердечника трансформатора, см2; Δθº – перепад температуры от внутренних слоев обмоток к наружным, который для пропитанных лаком обмоток приближенно может быть принят в пределах 10÷15 °С.

Значение открытой поверхности  сердечника однофазного МТ:

для броневого пластинчатого  типа

,

где lя = с + a + hя; lя = 1,2+1,2+6=3

Размеры a, в, c, h, hя даны в см

,

          Значение открытой поверхности прямоугольной катушки при порядке расположения обмоток 2 – 1 – 3

;

        
º,

              Превышение суммы температуры θ и температуры окружающей среды θ0 не должно быть больше допустимого для МТ значения в соответствии с выбранным при расчете классом изоляции по нагревостойкости, т. е. θ + θ0 £ θдоп, где θ0 задана в исходных данных. Для класса изоляции А θдоп = 105 ºС.

51,93+30 £ 81,93

81,93 £ 105

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22. Сводные данные  расчета МТ

 

Масса стали магнитопровода Gс=0,59 кг.

Удельный расход стали Gc / S, 0,59/275=2,14 кг/кВА.

Масса меди обмоток Gм=0,167 кг.

Удельный расход меди Gм / S, 0,167/0,275=0,61кг/кВ×А (S – суммарная мощность вторичных обмоток МТ).

Отношение массы стали  к массе меди Gс / Gм.=3,5

Потери в стали сердечника Рс=6,606 Вт.

Потери в меди обмоток Рм=5,9 Вт.

Отношение потерь меди к  потерям в стали Рм / Рс =1,1 .

КПД при номинальной нагрузке η=95%.

Превышение температуры  МТ над температурой окружающей среды  θ=51,93°С.

Намагничивающий ток Iμ / I1=0,01

Относительные изменения  напряжений при номинальной нагрузке Δu12%=8,6 Δu13%=0,126.

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. Копылов, И. И. Электрические  машины [Текст] : учеб. для вузов / Игорь Петрович Копылов. – 2-е изд., перераб. – М.: Высшая школа, Логос, 2000. – 607 с. : ил. – Библиогр.: с. 596. – Предм. указ. : с. 597-603. – 10000 экз. ISBN5-06-00384-6.

2. Брятова, Л. И. Исследование работы однофазного трансформатора. Методические  указания к выполнению лабораторной работы  № 8 по дисциплине «Электрические машины и электропривод» для студентов всех форм обучения электротехнических специальностей / Сост. Л. И. Брятова.- Самара: СамГАПС, 2002.- 60 с. – 100 экз.

3. Белопольский, И.И. Расчет  трансформаторов и дросселей  малой мощности [Текст] : – / И. И. Белопольский, Е. И. Каретникова, Л. Г. Пикалова. – М.: Энергия, 1973. – 320 с. : ил. – Библиогр.: с. 318–320. – 10000 экз.

4. Брятова, Л. И. Расчет и конструирование маломощного трансформатора. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические машины» для студентов всех форм обучения специальности 2107 «Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте» [Текст] / Лариса Игнатьевна Брятова. – Самара: СамИИТ, 1998. – 27 с.: ил. – Библиогр.: с. 27. – 100 экз.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочные данные для расчета трансформаторов

малой мощности

 

Таблица П1

Диаметр голого провода, мм

Сечение голого провода, мм2

Диаметр провода с изоляцией, мм

ПЭЛ

ПЭВ-1

ПЭВ-2

0,05

0,00196

0,65

0,07

0,06

0,6

0,00283

0,75

0,085

0,9

0,07

0,00385

0,85

0,095

0,1

0,08

0,503

0,95

0,105

0,11

0,09

0,00603

0,105

0,115

0,12

0,1

0,00785

0,12

0,125

0,13

0,11

0,0095

0,13

0,135

0,14

0,12

0,01131

0,14

0,145

0,15

0,13

0,01539

0,15

0,155

0,16

0,14

0,01769

0,16

0,165

0,17

0,15

0,02011

0,17

0,18

0,19

0,16

0,0227

0,18

0,19

0,2

0,17

0,02545

0,19

0,2

0,21

0,18

0,02835

0,2

0,21

0,22

0,19

0,03142

0,21

0,22

0,3

0,2

0,3464

0,225

0,23

0,24

0,21

0,04155

0,235

0,24

0,25

0,23

0,04909

0,255

0,27

0,28

0,25

0,05726

0,75

0,29

0,3

0,27

0,06605

0,31

0,31

0,32

0,29

0,07548

0,33

0,33

0,34

0,31

0,8553

0,35

0,35

0,36

0,33

0,9621

0,37

0,37

0,38

0,35

0,1134

0,39

0,39

0,41

0,38

0,132

0,42

0,42

0,44

0,41

0,152

0,45

0,45

0,47

0,44

0,1521

0,49

0,48

0,5

0,47

0,1735

0,52

0,51

0,53

0,49

0,1886

0,54

0,53

0,55

0,51

0,2043

0,56

0,56

0,58

0,53

0,226

0,58

0,58

0,6

0,55

0,2376

0,6

0,6

0,62

0,57

0,2552

0,62

0,62

0,64

0,59

0,2734

0,64

0,64

0,66

0,62

0,3019

0,67

0,67

0,69

0,64

0,3217

0,69

0,69

0,72

0,67

0,3529

0,72

0,72

0,75

0,69

0,3729

0,74

0,74

0,77

0,72

0,4072

0,78

0,77

0,8

0,74

0,4301

0,8

0,8

0,83

0,77

0,4657

0,83

0,83

0,86

0,8

0,5027

0,86

0,86

0,89

0,83

0,5411

0,89

0,89

0,92

0,86

0,5809

0,92

0,92

0,95

0,9

0,6362

0,96

0,96

0,96

0,93

0,6793

0,99

0,99

1,02

0,6

0,7238

1,02

1,02

1,05

1

0,7854

1,07

1,08

1,11

1,04

0,8495

1,12

1,12

1,15

1,08

0,6161

1,16

1,16

1,19

1,12

0,9852

1,2

1,2

1,23

1,16

1,0568

1,24

1,24

1,27

1,2

1,131

1,28

1,28

1,31

1,25

1,2272

1,33

1,33

1,36

1,3

1,327

1,38

1,38

1,41

1,35

1,4314

1,43

1,43

1,46

1,4

1,5394

1,48

1,48

1,51

1,45

1,6513

1,53

1,53

1,56

1,5

1,7672

1,58

1,58

1,61

1,56

1,9113

1,64

1,64

1,67

1,62

2,0612

1,71

1,7

1,73

1,68

2,217

1,77

1,76

1,79

1,74

2,378

1,83

1,82

1,85

1,81

2,573

1,9

1,9

1,93

1,88

2,776

1,97

1,97

2,00

1,95

2,987

2,04

2,04

2,07

2,02

3,205

2,2

2,11

2,14

2,1

3,464

2,36

2,36

2,23

2,26

4,012

2,36

2,36

2,39

2,44

4,676

2,54

2,54

2,57




 

 

Таблица П2

Броневые пластинчатые магнитопроводы типа Ш

 

Размеры сердечника (по рис.1)

 

Типоразмер сердечников

a, мм

h, мм

с, мм

в, мм

hя, мм

Масса магнитопровода, кг

Ш 12 Х 10

Ш 12 Х 12

Ш 12 Х 16

Ш 12 Х 20

Ш 12 Х 25

Ш 12 Х 32

12

30

12

10

12

16

20

25

32

6

0,09

0,11

0,14

0,18

0,23

0,28

Ш 12 Х 16

Ш 12 Х 16

Ш 12 Х 20

Ш 16 Х 25

Ш 16 Х 32

Ш 16 Х 40

16

40

16

12

16

20

25

32

40

8

0,19

0,26

0,32

0,4

0,51

0,63

Ш 20 Х 16

Ш 20 Х 20

Ш 20 Х 25

Ш 20 Х 32

Ш 20 Х 40

Ш 20 Х 50

20

50

20

16

20

25

32

40

50

10

0,4

0,5

0,62

0,8

0,99

1,24

Ш 25 Х 20

Ш 25 Х 25

Ш 25 Х 32

Ш 25 Х 40

Ш 25 Х 50

Ш 25 Х 64

25

62,5

25

20

25

32

40

50

64

12,5

0,77

0,97

1,23

1,55

1,93

2,47

Ш 32 Х 25

Ш 32 Х 32

Ш 32 Х 40

Ш 32 Х 50

Ш 32 Х 64

Ш 32 Х 80

32

80

32

25

32

40

50

64

80

16

1,58

2,02

2,53

3,17

4,04

5,07

Ш 40 Х 32

Ш 40 Х 40

Ш 40 Х 50

Ш 40 Х 64

Ш 40 Х 80

Ш 40 Х 100

40

100

40

32

42

50

64

80

100

20

3,16

3,96

4,95

6,32

7,92

9,85


 

Примечание. Масса магнитопровода рассчитана для пластины толщиной 0,35 мм с плотностью 7,55 г/см3. Масса пластины другой толщины подсчитывается по формуле  
G = Gст. табл кз / 0,9, где кЗ – коэффициент заполнения сталью, значения которого приведены в табл. 4.

 

 

 

 

 

 

 

 


Информация о работе Расчет маломощного трансформатора с воздушным охлаждение