Файл: Контрольная работа 1 3 Список использованной литературы 11 Контрольная работа 1.docx

Содержание

Контрольная работа № 1

Задание 1.1. Определить основные параметры однофазного трансформатора с воздушным охлаждением в соответствии с индивидуальным вариантом (табл. 1.1). Вычертить эскиз сердечника трансформатора с указанием геометрических размеров и его электрическую схему.
Таблица 1.1

Номер вари-анта	Напря-жение первич- ной об-мотки U1, В	Напряжение вторичных обмоток, В			Ток вторичных обмоток, А				Тип сердечника
		U21	U22	U23		I21	I22	I23
11	220	100	60	36		2	2	6		броневой

Решение.

При расчете маломощных трансформаторов для выбора главных размеров используют основное уравнение, определяемое выражением:

см⁴;

где - полная мощность, потребляемая первичной обмоткой трансформатора (ВА);

- частота переменного тока (50 Гц);

В_с - индукция (амплитудное значение) в стержне (Тл);

j - плотность тока в обмотках (А/мм²);

Q_c - геометрическое сечение стержня (см²);

Q_ок - площадь окна сердечника (см²);

К_с - коэффициент заполнения сердечника сталью;

К_ок - коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой.

Данное уравнение определяет связь между мощностью и основными геометрическими размерами трансформатора.

Как можно видеть, эта связь определяется частотой и электромагнитными нагрузками - индукцией и плотностью тока.

---

Основные размеры трансформатора определяют его вес, от них зависит и материал из которого будут сделаны все его элементы, а значит и стоимость самого трансформатора.

Ток в первичной обмотке трансформатора находится из выражения:

А;

где суммарная активная мощность вторичных обмоток трансформатора, которая, в свою очередь, определяется как:

Вт.

Тогда:

ВА.

Аналогічно:

ВА.

ВА.

Принимается:

482,4 Вт.

ƞ - к.п.д. трансформатора - отношение активной отдаваемой мощности к активной потребляемой мощности, величина его определяется в результате расчета. Здесь принимается предварительная величина к.п.д., которая может быть взята из [1], где: ВА - сумма полных мощностей всех вторичных обмоток.

ВА. – откуда из [1], ƞ = 0,94.

Коэффициент мощности первичной обмотки находится из выражения:



где соответственно, активная и реактивная составляющие тока первичной обмотки.

А.



где предварительная величина намагничивающего тока. Для маломощных трансформаторов значение на частоте50 Гц может быть взято в пределах 35-50% от :

---

А;

ВА.

Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью согласно [1] при толщине пластины 0,5 мм., для лаковой изоляции

Значение коэффициента заполнения окна согласно [1], для трансформаторов с суммарной мощностью 300 – 1500 ВА, на частоте 50 Гц., для броневого сердечника 0,3. Тогда:

см⁴;

Принимаем величину (ближайшую к требуемой), см⁴ , которая соответствует по [1]марке сердечника Ш 40×64.

Соответственно из [1]находим и следующие значения:

a = 40мм;

b = 64 мм;

c = 40 мм;

h = 100 мм;

h_я = 20 мм.

см².

см².

Эскиз сердечника трансформатора приведен на рисунке 1.1. Электрическая схема трансформатора приведена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.1 – Эскиз сердечника трансформатора

Рисунок 1.2 – Электрическая схема трансформатора

Задание 1.2. Определить основные параметры однофазного автотрансформатора с воздушным охлаждением в соответствии с индивидуальным вариантом (табл. 1.2). Вычертить эскиз сердечника трансформатора с указанием геометрических размеров и его электрическую схему.
Таблица 1.2

Номер варианта	Напряжение питающей сети U1, В	Напряжение вторичной обмотки U2, В	Мощность вторичной обмотки S2, В·А	Типа сердечника
11	127	220	900	стержневой

---

Решение.

Аналогично, для стержневых сердечников трансформаторов, выбор главных размеров, производится в соответствии с основным уравнением, определяемым выражением:

см⁴;

где - полная мощность, потребляемая первичной обмоткой трансформатора (ВА);

- частота переменного тока (50 Гц);

В_с - индукция (амплитудное значение) в стержне (Тл);

j - плотность тока в обмотках (А/мм²);

Q_c - геометрическое сечение стержня (см²);

Q_ок - площадь окна сердечника (см²);

К_с - коэффициент заполнения сердечника сталью;

К_ок - коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой.

Ток в первичной обмотке трансформатора находится из выражения:

А;

где суммарная активная мощность вторичных обмоток трансформатора, которая, в свою очередь, определяется как:

Вт.

Тогда:

Принимается:

810 Вт.

ƞ - к.п.д. трансформатора - отношение активной отдаваемой мощности к активной потребляемой мощности, величина его определяется в результате расчета. Здесь принимается предварительная величина к.п.д., которая может быть взята из [1], где: ВА - сумма полных мощностей всех вторичных обмоток.

ВА. – откуда из [1], ƞ = 0,94.

Коэффициент мощности первичной обмотки находится из выражения:



где соответственно, активная и реактивная составляющие тока первичной обмотки.

А.

---

где предварительная величина намагничивающего тока. Для маломощных трансформаторов значение на частоте50 Гц может быть взято в пределах 35-50% от :







А;

ВА.

Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью согласно [1] при толщине пластины 0,5 мм., для лаковой изоляции

Значение коэффициента заполнения окна согласно [1], для трансформаторов с суммарной мощностью 500 – 1500 ВА, на частоте 50 Гц., для стержневого сердечника 0,35. Тогда:

см⁴;

Принимаем величину (ближайшую к требуемой), см⁴ , которая соответствует по [1]марке сердечника Ш 40×100.

Соответственно из [1]находим и следующие значения:

a = 40 мм;

b = 100 мм;

c = 80 мм;

h = 100 мм;

см².

см².

Эскиз сердечника трансформатора приведен на рисунке 1.3. Электрическая схема трансформатора приведена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.3 – Эскиз сердечника трансформатора


Рисунок 1.4 – Электрическая схема трансформатора

Список использованной литературы

1. Проектирование трансформаторов для питания устройств автоматики телемеханики и микропроцессорных систем. Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Электрические машины». Выпуск 2. М.: Типография МИИТ, 2004.

---