Расчет трансформатора малой мощности
Расчет размера магнитной цепи для трансформатора, числа витков обмоток, диаметра и марки проводов с проверкой их размещения. Определение значения КПД при номинальной мощности, температуры перегрева обмоток и относительного напряжения короткого замыкания.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.10.2017 |
| Размер файла | 125,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАТИКИ
Кафедра ТОЭ
Курсовая работа
Расчет трансформатора малой мощности
Работу выполнил
студент группы
Скворцов А.А.
Работу принял
Елисеев Л.П.
ПСКОВ 2011
План работы
Задание заключается в определении следующих конструктивных данных трансформатора (автотрансформатора):
Типа - размера магнитной цепи.
Числа витков обмоток.
Диаметра и марки проводов с проверкой их размещения.
Значения к.п.д. при номинальной мощности.
Температуры перегрева обмоток.
Относительной величины тока холостого хода.
Относительного напряжения короткого замыкания.
Задание выполняется по данным табл. Вариантов. Номер варианта определяется преподавателем.
Таблица 1 Варианты задания
|
№ |
P.. Вт |
Ui в |
U2 В |
F Гц |
N |
Рн Вт |
и, В |
U2 В |
f Гц |
|
|
1 |
25 |
220 |
127 |
50 |
26 |
5000 |
120 |
300 |
50 |
|
|
2 |
25 |
220 |
150 |
400 |
27 |
250 |
120 |
220 |
50 |
|
|
3 |
50 |
220 |
400 |
50 |
28 |
250 |
220 |
350 |
400 |
|
|
4 |
50 |
220 |
120 |
400 |
29 |
500 |
380 |
210 |
50 |
|
|
5 |
100 |
127 |
250 |
50 |
30 |
500 |
220 |
400 |
400 |
|
|
6 |
100 |
127 |
220 |
400 |
31 |
1000 |
220 |
120 |
50 |
|
|
7 |
150 |
220 |
120 |
50 |
32 |
1000 |
120 |
300 |
50 |
|
|
8 |
150 |
220 |
350 |
400 |
33 |
750 |
220 |
120 |
50 |
|
|
9 |
250 |
220 |
120 |
50 |
34 |
750 |
120 |
220 |
400 |
|
|
10 |
250 |
220 |
350 |
400 |
||||||
|
11 |
500 |
220 |
120 |
50 |
||||||
|
12 |
500 |
220 |
350 |
400 |
||||||
|
13 |
750 |
380 |
200 |
50 |
||||||
|
14 |
750 |
220 |
350 |
400 |
||||||
|
15 |
1000 |
220 |
150 |
50 |
||||||
|
16 |
1000 |
220 |
320 |
400 |
||||||
|
17 |
1350 |
220 |
350 |
50 |
||||||
|
18 |
1350 |
380 |
220 |
400 |
||||||
|
19 |
1500 |
127 |
220 |
50 |
||||||
|
20 |
1500 |
220 |
127 |
400 |
||||||
|
21 |
2500 |
220 |
320 |
50 |
||||||
|
->-> |
2500 |
320 |
220 |
400 |
||||||
|
23 |
300 |
80 |
120 |
50 |
||||||
|
24 |
300 |
120 |
80 |
400 |
" |
|||||
|
25 |
500 |
220 |
120 |
50 |
Согласно моему варианту №19 мои исходные данные Pн =1500 Вт, U1=127 В, U2=220В,f=50Гц.
1. Определение размера сердечника
Предварительная выборка согласно моим начальным данным (f=50Гц Pн=1500Вт) Bм=1.25Тл.
Таблица 2 предварительного выбора индукции Вм
|
Мощность трансформатора (Вт) |
Сорт стали |
<100 |
100-500 |
500-5000 |
|
|
Индукция Вм (7л) при частоте/ = 50Гц Тоже при частоте/= 400/>< |
3-42 = 0,35-0,5 3-310=0,5 3-44=0,2 3-34=0,2 |
1,0 1,4 0,6 0,75 |
1,1 1,6 0,7 0,9 |
1,25 1,7 0,75 1,0 |
Плотность тока б определяет потери в обмотках, вызывающих наряду с потерями в стали, общий перегрев трансформатора.
Исходя из ответа проектирования трансформаторов, величины плотности токов, при которых температура обмоток не превосходит критических значений, выбираются по данным таблицы 3 в зависимости от мощности трансформатора.
Таблица 3 предварительного выбора плотности тока
|
Мощность трансформатора Вт |
<100 |
100 - 500 |
500 - 5000 |
|
|
Плотность тока А/мм |
3,5-3 |
3-2 |
2-1,75 |
Согласно таблице №2 =2
Окончательное определение плотности тока производится далее на основе расчета установившейся температуры перегрева обмоток.
Коэффициент заполнения выбирается в зависимости от мощности Pн согласно данным таблицы 4.
Таблица 4 по выбору коэффициента заполнения
|
Мощность трансформатора (в/п) |
<100 |
100 - 500 |
500 - 5000 |
|
|
Провод круглого сечения ПЭ |
0,23 - 0,28 |
0,28-0,32 |
0,32-0,35 |
|
|
Провод прямоугольного сечения ПВД |
- |
- |
0,35-0,45 |
Согласно таблице №3 Км=0.45
Примечание: меньшие значения относятся к мощным мощностям.
При выборе типа сердечника руководствоваться данными таблицы 5, 6, 7 и 8. Эскизы сердечников по данным таблиц представлены на рис. 1,2,3 и 4.
Расчет .
Маломощные трансформаторы, как правило, работают на активную нагрузку. Поэтому их номинальная расчетная мощность Sн совпадает с активной мощностью Рн.
Конструктивные данные трансформатора определяются, исходя из следующей зависимости:
S0Sст=1500*50/1.25*50*2*0.45=1333.33 см4
Определение типа сердечника
Таблица 5 стержневых сердечников из стали Э42 и Э44
|
Обозначение сердечников |
Основные размеры |
Расчетные величины |
||||||||
|
а мм |
в мм |
с мм |
h мм |
/СП,СМ |
sсм2 |
см°2 |
см4"1 |
Вес гр |
||
|
1. Г-20 |
20 |
20 30 40 |
20 |
50 |
22 |
4 6 8 |
10 |
40 60 80 |
620 930 1240 |
|
|
2. Г -25 |
25 |
25 38 50 |
25 |
62,5 |
27,5 |
6,25 9,512,5 |
15,6 |
98 148 195 |
1200 1830 2400 |
|
|
3. Г-32 |
32 |
32 50 64 |
32 |
80 |
35,2 |
10,2 16 20,8 |
25,6 |
260 382 530 |
2400 3800 4950 |
|
|
4. Г -40 |
40 |
40 60 80 |
40 |
100 |
44 |
1624 32 |
40 |
640 960 1280 |
4900 7300 9800 |
|
|
5. Г-50 |
50 |
50 75 100 |
50 |
125 |
55 |
25 37,5 50 |
62,5 |
1560 2350 3120 |
9700 14500 19400 |
Для моих данных S0Sст=1333.33 см4 я выбрал стержневой сердечник из стали Э42. Обозначение сердечника Г-40.
Стержневой сердечник
Рис.1
2. Определение числа витков обмоток
Число витков обмоток определяется с учетом падения напряжений в обмотках, руководствуясь зависимостями:
Таблица 6 по предварительному выбору величины At/a
|
Частота f- Гц |
Мощность трансформатора (В/п) |
|||
|
<100 |
100 - 500 |
500 - 5000 |
||
|
50 |
25-15% |
15-5% |
5 - 3% |
|
|
400 |
12-8% |
8 - 3% |
3-13% |
Согласно таблице №9
E1=127*(1-0.4*0.05)
Е2=220*(1-0.6*0.05)
трансформатор цепь обмотка мощность
Определение сечения проводов
Сечение проводов определяется по номинальным значениям токов обмоток и принятой плотности тока. Диаметр проводов выбирается по таблице 6 сортамента обмоточных проводов.
Таблица 7 сортамента проводов.
|
Диам. мм |
Сечен.мм2 |
Диам. мм |
Сечен. мм2 |
Размер больш. стор. мм |
Сечение мм2 по ширине меньшей стороны - мм |
|||||||||||
|
1,0 |
1,08 |
1,16 |
1,25 |
1,35 |
1,45 |
1,56 |
1,68 |
1,81 |
1,95 |
2 |
||||||
|
0,15 |
0,6017 |
0,55 |
0,237 |
|||||||||||||
|
0,16 |
0,020 |
0,57 |
0,255 |
|||||||||||||
|
0,17 |
0,023 |
0,59 |
0,275 |
|||||||||||||
|
0,18 |
0,025 |
0,62 |
0,301 |
|||||||||||||
|
0,19 |
0,028 |
0,64 |
0,521 |
|||||||||||||
|
0,20 |
0,031 |
0,67 |
0,352 |
|||||||||||||
|
0,21 |
0,035 |
0,69 |
0,575 |
|||||||||||||
|
0,23 |
0,042 |
0,72 |
0,407 |
|||||||||||||
|
0,25 |
0,057 |
0,74 |
0,430 |
2,1 |
1,89 |
2,07 |
2,24 |
2,42 |
2,64 |
2,85 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
- |
3,92 |
|
|
0,29 |
0,066 |
0,77 |
0,465 |
2,26 |
2,05 |
2,25 |
2,41 |
2,62 |
2,84 |
3,07 |
5,32 |
3,59 |
3,83 |
- |
4,35 |
|
|
0,31 |
0,075 |
0,80 |
0,5 |
2,44 |
2,23 |
2,43 |
2,62 |
2,84 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
3,89 |
4,21 |
4,55 |
4,64 |
|
|
0,33 |
0,085 |
0,83 |
0,54 |
2,63 |
2,42 |
2,63 |
2,84 |
3,08 |
3,34 |
3,6 |
3,8 |
4,21 |
4,55 |
4,92 |
5,04 |
|
|
0,35 |
0,096 |
0,86 |
0,58 |
2,85 |
2,62 |
2,85 |
3,07 |
3,33 |
3,61 |
3,89 |
4,2 |
4,54 |
4,91 |
5,31 |
5,46 |
|
|
0,38 |
0,113 |
0,9 |
0,64 |
3,05 |
2,84 |
3,08 |
3,33 |
3,6 |
3,91 |
4,26 |
4,55 |
4,91 |
5,31 |
5,74 |
5,93 |
|
|
0,41 |
0,132 |
0,93 |
0,68 |
3,28 |
3,07 |
3,33 |
3,6 |
3,89 |
4,22 |
4,55 |
4,91 |
5,3 |
5,73 |
6.19 |
6,41 |
|
|
0,44 |
0,152 |
0,96 |
0,72 |
3,53 |
3,32 |
3,6 |
3,89 |
4,2 |
4,56 |
4,91 |
5,3 |
5,72 |
6,18 |
6,68 |
6,93 |
|
|
0,47 |
0,173 |
1,00 |
0,79 |
Максимальная двойная толщина эмалевой изоляции провода круглого сечения определяется из таблицы 11 |
||||||||||||
|
0,49 |
0,188 |
1,04 |
0,85 |
|||||||||||||
|
0,51 |
0,205 |
|||||||||||||||
|
0,53 |
0,220 |
|||||||||||||||
|
0,55 |
0,237 |
|||||||||||||||
|
0,57 |
0,255 |
|||||||||||||||
|
0,59 |
0,273 |
|
Диаметр проводов в мм |
Двойная толщина изоляции (ПЭЛ) мм |
|
|
0,13-0,49 |
0,03 |
|
|
0,51-0,69 |
0,04 |
|
|
0,72 - 0,96 |
0,05 |
|
|
1,0-1,45 |
0,08 |
|
|
1,5-2,1 |
0,09 |
|
|
Провод с двойной бумажной изоляцией (ПБД) прямоугольного сечения стороны 1,0- 1,95мм имеет двойную толщину изоляции 0,27 мм. |
при размерах меньшей |
Исходя из данных таблицы 7 и 8 имеем
Для первичной обмотки q1=5,9 мм без изоляции. Ширина меньшей стороны 2 мм
Для вторичной обмотки q2=3,4 мм без изоляции. Ширина меньшей стороны 1,35 мм
Рассчитаем фактическую плотность тока и , с учётом фактического размера проводов:
Определение числа витков в слое
Определение толщины каждой обмотки
Определение полной толщины обмотки
Проверка условия
Расчёт потерь в обмотках и температуры перегрева
Потери в сердечниках определяются по величине удельных потерь, согласно таблице.
Таблица 9 удельных потерь в стали.
|
Марка стали |
Толщина листов мм |
Удельные потери ро [em/кг ] Вм (777) |
||||
|
0,75 |
1,0 |
1,5 |
1,7 |
|||
|
Э42 Э310 |
0,35-0,5 0,5 |
- |
1,31,1 |
2,95 2,45 |
3,13,2 f=50Гц |
|
|
Э44 Э34 |
0,2 |
7,2 |
12,511 |
30 23 |
-35-30 f=400 Гц |
Определение относительного напряжения короткого замыкания (к.з.)
Вывод: Для варианта №19 характеристики трансформатора:
Мощность трансформатора
Частота тока .
Стержневой сердечник Г-40, сталь Э42
Количество витков первичной обмотки 156, провод прямоугольного сечения (ширина малой стороны 2 мм ).
Количество витков вторичной обмотки 284, провод прямоугольного сечения (ширина малой стороны 1,35 мм)
КПД трансформатора
Температура перегрева обмоток
Относительная величина тока холостого хода
Относительное напряжение короткого замыкания
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение размера сердечника и числа витков обмоток. Предварительный выбор плотности тока. Выбор коэффициента заполнения. Активная составляющая относительного напряжения короткого замыкания. Определение сечения проводов. Расчет потерь в обмотках.
дипломная работа [86,3 K], добавлен 07.08.2013Предварительный расчет трансформатора для определения диаметра стержня магнитопровода, высоты обмоток и плотности тока в них. Расчет обмотки высшего и низшего напряжения. Масса и активное сопротивление обмоток. Потери мощности короткого замыкания.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 14.06.2011Современное состояние трансформаторостроения в Украине. Особенности расчета трансформаторов малой мощности. Выбор конструкции магнитопровода и стандартных проводов. Определение количества витков и слоев обмоток. Вычисление радиального размера катушки.
курсовая работа [64,3 K], добавлен 21.08.2012Расчет основных электрических величин, размеров и обмоток трансформатора. Определение потерь короткого замыкания. Расчет магнитной системы и определение параметров холостого хода. Определение механических сил в обмотках и нагрева обмоток трансформатора.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 19.09.2019Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток высшего и низшего напряжения, испытательных напряжений обмоток, активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Вычисление магнитной системы. Поверочный тепловой расчет обмоток.
курсовая работа [318,4 K], добавлен 21.03.2015Определение объема магнитопровода, оптимальной магнитной индукции, потерей мощности, плотности тока в проводах обмоток, добавочных потерь. Выбор сечений проводов. Расчет тепловых режимов, схемы замещения трансформатора. Его моделирование в среде OrCAD.
курсовая работа [696,4 K], добавлен 05.12.2012Расчет исходных данных и основных коэффициентов, определение основных размеров. Расчет обмоток низкого и высокого напряжения, параметров короткого замыкания, магнитной системы трансформатора, потерь и тока холостого хода, тепловой расчет обмоток и бака.
курсовая работа [196,7 K], добавлен 30.05.2010Определение размеров масляного трансформатора, электрических величин, потерь, номинального напряжения и мощности короткого замыкания. Расчет цилиндрических обмоток низкого и высокого напряжений, магнитной системы, перепадов температур и систем охлаждения.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.12.2013Определение основных электрических величин: напряжений, линейных и фазовых токов. Расчет обмоток из медного и алюминиевого проводов. Активная и индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания. Расчет магнитной системы и размеров трансформатора.
курсовая работа [5,7 M], добавлен 28.11.2014Выбор магнитопровода на основе расчетной мощности трансформатора. Число витков в обмотках. Потери в стали, ток намагничивания. Электрические и конструктивные параметры обмоток. Проверка трансформатора на нагревание. Падение напряжения, КПД трансформатора.
курсовая работа [671,9 K], добавлен 04.10.2015Определение геометрических параметров трансформатора. Выбор схемы магнитопровода. Расчет обмоток высокого и низкого напряжения, потерь мощности короткого замыкания, тока холостого хода трансформатора, бака и радиаторов. Размещение отводов и вводов.
курсовая работа [926,2 K], добавлен 09.05.2015Основные электрические величины трансформатора, его размеры. Выбор магнитной системы и материала обмоток. Определение размеров главной изоляции. Расчет обмоток, параметров короткого замыкания. Расчет магнитной системы трансформатора, его тепловой расчет.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 09.05.2012Проект масляного трансформатора мощностью 160 кВА. Определение основных электрических величин. Выбор типа конструкций, расчет обмоток высокого и низкого напряжения. Расчёт магнитной системы трансформатора и параметров короткого замыкания; тепловой расчет.
курсовая работа [474,1 K], добавлен 17.06.2017Проектирование силового трансформатора ТМ-10000/35. Выбор изоляционных расстояний. Расчет размеров трансформатора, электрических величин, обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы, коэффициента полезного действия при номинальной нагрузке.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 10.12.2013Расчёт основных электрических величин трансформатора. Определение диаметра окружности в которую вписана ступенчатая фигура стержня. Выбор конструкции обмоток трансформатора. Расчет обмотки низкого напряжения. Определение потерь короткого замыкания.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 22.05.2012Определение основных электрических величин силового трансформатора: линейные и фазные токи и напряжения обмоток; активная и реактивная составляющая напряжения короткого замыкания. Выбор материала и конструкции обмоток; тепловой расчет системы охлаждения.
курсовая работа [156,3 K], добавлен 06.05.2013Определение испытательных напряжений. Расчет основных размеров трансформатора. Выбор марки и толщины листов стали и типа изоляции, индукция в магнитной системе. Расчет обмоток низкого и высокого напряжения. Определение параметров короткого замыкания.
курсовая работа [238,7 K], добавлен 14.01.2013Расчет основных электрических величин и изоляционных расстояний, определение размеров трансформатора. Вычисление параметров короткого замыкания, магнитной системы, потерь и тока холостого хода. Тепловой расчет трансформатора, его обмоток и бака.
курсовая работа [4,4 M], добавлен 06.11.2014Определение основных электрических параметров и размеров трансформатора, расчет обмоток, выбор его схемы и конструкции. Параметры короткого замыкания. Тепловой расчет исследуемого трехфазного трансформатора. Окончательный расчет магнитной системы.
курсовая работа [984,2 K], добавлен 29.05.2012Расчет электрических величин трансформатора. Выбор материала и конструкции магнитной системы, определение размеров главной изоляции обмоток. Расчет напряжения короткого замыкания. Определение размеров магнитной системы, тепловой расчет трансформатора.
курсовая работа [443,7 K], добавлен 07.04.2015
