Файл: Техническое задание Рассчитать силовой трансформатор для источника вторичного электропитания по следующим данным.docx

n₁= ,

где h - высота окна выбранного сердечника, мм;

d_1u - диаметр провода первичной обмотки с изоляцией;

h_из.1 - расстояние от обмотки до ярма, мм, h_из.1 =2 мм;

k_y1 = коэффициент укладки провода в осевом направлении, k_y1 =1,045.

n₁= (41-2·2) /0,60·1,045=59,011≈59.

Число слоев первичной обмотки m₁ двухкатушечного трансформатора составит:

m₁= ,

где 

W₁ - число витков первичной обмотки.

m₁=133/59·2=2,421.

Полученное значение округляется до ближайшего целого числа m1=3

Напряжение между 2 слоями первичной обмотки определяется по следующей формуле::

Uc1=2n1e,B,

Uc1=2·59·0,7623 =89,96

Поскольку напряжение между двумя слоями превышает 50 В, между слоями обмотки следует поместить изолирующие прокладки толщиной y1=0,05.

Толщина первичной обмотки δ1 составляет::

δ1=ky2*m1·d1u+kms*(m-1)*λ1,мм,

где ky2 - коэффициент укладки обмоток в радиальном направлении и ku2=1,055;

m1 - количество слоев первичной обмотки; d1 - диаметр провода первичной обмотки с изоляцией, мм;

cmc - коэффициент ослабления

Межслойная изоляция определяется кривой,

По диаметру проволоки

Толщина изоляции cmc=1,08

δ1=1,055·3·0,60+1,08· (3-1) ·0,05=4,059 хмм.

Количество витков вторичной обмотки 1 слоя составляет следующее:

n₂= ,

где,

d_2u - диаметр провода вторичной обмотки с 

изоляцией, мм;

h_из2 - расстояние от вторичной обмотки до ярма, 

мм, h_из2= 2 мм;

k_y1 - коэффициент укладки провода в осевом

 направлении = 1,045.

n₂= (41-2·2) /0,45·1,045=78,681 ≈ 79.

Число слоев вторичной обмотки m₂ двухкатушечного стержневого трансформатора составит:

m₂= ,

где W2 - количество витков вторичной обмотки.

м 2=372/2/79=2.5242.

---

Полученное значение округляется до ближайшего целого числа m2=3.

Напряжение между 2 слоями вторичной обмотки определяется по следующей формуле::

Uc2=2 n 2 В,В,

Uc2=2·79·0,7623 12045525

Поскольку напряжение между двумя слоями превышает 50 В, между слоями обмотки следует разместить изоляционные прокладки толщиной φ=0,05 мм, cmc=1,08, ky2=1,055.

Толщина вторичной обмотки δ2 составляет:

δ2=ky2m2d2u+км(м2-1)λ,мм,

δ2=1,055·3·0,45+1,08 (3-1) ·0,05=1,53225 хмм.

Количество витков 1-й обмотки 3-го слоя выглядит следующим образом:

n₃= ,

где d_зи - диаметр провода третьей обмотки с изоляцией;

k_y1 - коэффициент укладки провода в осевом 

направлении; k_y1 =1,045;

h_изз - расстояние от третьей обмотки до ярма, мм; h_изз=2 мм.

n₃= (41-2·2) /1,12·1,045=31,6131 ≈ 32.

Число слоев третьей обмотки трансформатора составит:

m₃= ,

где W₃ - число витков вторичной обмотки.

m₃=24/2/32=0,375.

Полученное значение округляем до целого числа m₃=1.

Напряжение между двумя слоями вторичной обмотки определяется по формуле:

U_c3=2n₃·Eв, В,

U_c3=2·30·0,2199=13, 194 B.

Напряжение между 2 слоями не превышает 50 В, поэтому изоляционную прокладку не следует размещать между слоями обмотки. kms=1,08, y3=1,055. Толщина третьей обмотки составит:

δ₃=k_y3m₃d_3u+k_мс (m₃-1) γ₃, мм,

δ₃=1,055·1·1,12=1,1816 мм.


Общий размер радиуса катушки определяется по следующей формуле:

а_кат= , мм,

где   - Предполагается, что зазор между втулкой и центром составляет 0,5 мм;

Рис - мм, с учетом толщины каркаса, дополнительного утепления на каркасе;

- Радиальный размер намотки, мм;

Петля h - наружная изоляция, толщина мм;

h/. mo, h//. mo - толщина между роликами

Изоляция, мм;

---

kmo - коэффициент утечки изоляции между обмотками, равный 1,25;

kv - коэффициент радиального изгиба, равный 1;

Предположим, что коэффициент демпфирования внешних изоляционных обмоток kno равен 1,7.

Предполагается, что толщина рамки составляет 1,5 мм. На каркас наматывается изоляционная бумага, что обеспечивает лучшую прокладку проводов и усиленную изоляцию. Для этой цели используется кабельная бумага К-12 при значении рабочего напряжения первичной обмотки до 500В, rizos=1,62мм в 2 слоя толщиной 0,12мм.

Толщина изоляции вне Ism выбирается в соответствии с рабочим напряжением последней обмотки. При U P<500 В внешняя изоляция состоит из 2 слоев бумаги K-12 и 1 слоя батистовой ленты толщиной 0,16 мм, h=0,4 мм.

Толщина изоляции между обмотками определяется в зависимости от значения испытательного напряжения обмоток с наибольшим напряжением. До 1600 В в Uisp, соответственно, K-12h' три слоя. mo=3·0,12=0,36мм.

До 1000 В в Uisp, соответственно, два слоя K-12h". mo=2·0,12=0,24мм.

а_кат=0,5+ (1,62+2,007+1,25·0,33+1,53225+0,33+1,1816+1,7·0,38) 

=8,55935 мм.

Амплитудное значение рабочих напряжений обмоток может быть определено из выражения:

U_p. макс= U_p,

где U_p - рабочее напряжение обмоток, В.

U_{p. макс1}=   220=311,127 В;

U_{p. макс2}=   100=140 В;
Определяем испытательные напряжения обмоток:

U_исп1=1,2 кВ;

U_исп2=0,85 кВ;

Величина зазора между катушками для двухкатушечного трансформатора: ε=с-2а_кат.

Величина зазора θ должна находиться в диапазоне 0,5-2,0 мм, чтобы катушка могла нормально устанавливаться на окне магнитного сердечника.

ε =19-2·7,16=1,6813 мм.


Определение средней длины намоточной катушки
Средняя длина намотки зависит от порядка, в котором она намотана на катушку:

_ср. в1=

---

, м,

где a_к и в_к - наружные размеры каркаса.

а_к=а+2∆₃+2h_из. осk_в, мм,

в_к=в+2∆₃+2h_из. осk_в, мм,

a_к=14+2·0,5+2·1,62·1=16,1 мм,

в_к=22+2·0,5+2·1,62·1=24,1 мм,

r₁=0,5δ₁k_в, мм,

r₁=0,5·2,007·1=1,0035 мм

_ср. в1=  =0,087 м,

_ср. в2= , м,

r₂= , мм

r₂= (2,007+0,33·1,25+0,5·1,532) ·1=3,185625 мм,

_ср. в2= =0,1005 м,

r₃₌ , мм,

_ср. в3= , м,

r₃= (1,0035+1,25·0,33+3,185625+1,25·0,33+0,5·1,1816) ·1=4,95505 мм,

_ср. в3= =0,1 м.
Расчет массы медных обмоток
Расчет меди обмоток определяется по формуле:

G_мi=8.9W_iq_i , кг,

где,

W_i - число витков соответствующей обмотки (i=1,2,3).

q_i - поперечное сечение соответствующей 

---

обмотки, мм²

 - средняя длина витка обмотки, м.

Масса меди первой обмотки:

G_м1= 8,9·286·0,2376·0,087·10^-3=0,0623 кг.

Масса меди второй обмотки:

G_м2=8,9·399·0,132·0,1005·10^-3=0,047 кг.

Масса меди третьей обмотки:

G_м3=8,9·24·0,8495 ·0,1·10^-3=0,02 кг.

Суммарная масса обмоток трансформатора:

G_м=G_м1+G_м2+G_м3, кг,

G_м=0,0623+0,047+0,1=0,13 кг.


500>

---