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

l_c

S_ст

G_ст

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

Рисунок 1- Броневая конструкция магнитопровода ШЛ6×10

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: