Расчет трансформатора

Оглавление

1. Основные сведения о трансформаторах.        4

2.  Расчет трансформатора        6

Вывод        14

Литература        15

1. Основные сведения о трансформаторах.

В данной курсовой работе производится расчёт однофазного трансформатора с воздушным охлаждением.

Трансформатор – статистический электромагнитный аппарат преобразующий систему переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого напряжения.

Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции Фарадея, в соответствии с которым напряжение, возникающее на концах витка, пропорционально скорости изменения магнитного потока, пронизывающего этот виток. Если тот же магнитный поток пронизывает одновременно несколько витков, то он возбуждает в каждом витке одинаковое напряжение. Это дает возможность путем последовательного соединения нескольких витков получать более высокие напряжения. Ток первичной обмотки так относится к току вторичной обмотки, как число витков вторичной обмотки относится к числу витков первичной

Трансформаторы служат для передачи и распределения электроэнергии потребителей.

Маломощные трансформаторы обычно применяются для питания автономной нагрузки и на параллельную работу не включаются, поэтому напряжение короткого замыкания в данном случае не является одной из исходных величин для расчета

Основной задачей при расчете трансформатора малой мощности является уменьшение их габаритных размеров и массы при заданных ограничениях на рабочую температуру, падения напряжения и ток холостого хода. Увеличение магнитной индукции в сердечнике и плотности тока в обмотках обеспечивает уменьшение габаритов и массы трансформатора. Однако при увеличении магнитной индукции возрастают потери в сердечнике и ток холостого хода, а с увеличением плотности тока растут потери в обмотках и падение напряжения.

Примером выполнения трансформаторов может служить схематически изображенный на рис.1 однофазный трансформатор броневого типа. У этого трансформатора первичные и вторичные обмотки, состоящие каждая из ряда плоских катушек, расположены на сердечнике.

[pic 1]

Рис. 1 Трансформатор броневого типа.

Трансформатор, у которого коэффициент трансформации меньше единицы, называется повышающим трансформатором, ибо у него напряжение вторичной обмотки, или так называемое вторичное напряжение, больше напряжения первичной обмотки, Трансформатор, у которого коэффициент трансформации больше единицы, называется понижающим.

.

2. Расчет трансформатора

1. Определим типовую мощность трансформатора.

Расчетные мощности вторичных обмоток:

S20 = U20*I20 = 15*3=45 В*А

S30 = U30*I30 = 40*0,3 = 12 В*А

Действующее значение тока первой вторичной и второй вторичной обмоток:

I2 = 1,11*I20 = 1,11*3 = 3,33 А

I3 = 0,785*I30= 0,785*0,3 = 0,236А

Действующее значение напряжения первой вторичной и второй вторичной обмоток:

U2 = 1,11*U20 = 1,11*15 = 16.65 В

U3 = 1.11*U30= 1.11*40 = 44,4 В

Типовая мощность трансформатора:

Pтип = 1,23*( U20*I20)+1,74* (U30*I30) = 1,23*45+1,74*12= 76,23 Вт

Выбираем ленточный магнитопровод ШЛ из стали Э310, толщина ленты 0,35мм.

2. Определим ориентировочные значения индукции, плотности тока, коэффициенты заполнения окна и коэффициенты заполнения стали:

Bmax = 1.65 Тл;   δ = 2,3 А/мм2; kок = 0,31;  kст = 0,93

3. Определим Sст*Sок сердечника:

[pic 2]

4. Выбираем сердечник  ШЛ 20*40, у которого Sст*Sок = 76,8 , Sст=8; Gст = 0,458 кг.[pic 3][pic 4]

5. Определим потери в стали:

Рст = рст* Gст = 2,061 Вт

6. Найдем активную составляющую тока холостого хода:

[pic 5]