Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Сентября 2013 в 12:09, курсовая работа
В соответствии с условиями задания наиболее подходящим по конструкции является броневой тип трансформатора с сердечником из штампованных Ш-образных пластин и медными обмотками. Отношение массы стали к массе меди примем α =Gс /Gм=5,5. В качестве материала сердечника можно принять электротехническую сталь марки Э41 с толщиной листа δс = 0,5 мм (ГОСТ 802-58).
1. Техническое задание……………………………………………………………3
2. Выбор типа и основных соотношений трансформатора……………………..4
3.Библиографический список…………………………………………………...14
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»
КАФЕДРА №32
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
РУКОВОДИТЕЛЬ
доц., к. т. н. |
Волохов М. А. | |||
должность, уч. степень, звание |
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА |
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА МАЛОЙ МОЩНОСТИ |
по дисциплине: Электрифицированное оборудование ВС |
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. |
7612ВЦ |
Богданов А. В. | |||
подпись, дата |
инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург
2011
Содержание:
1. Техническое задание……………………………
2. Выбор типа и основных
3.Библиографический список…………
1. Техническое задание.
Назначение: трансформатор предназначен для работы в составе системы автоматизированного оборудования.
1. Число фаз |
m |
= 2 |
2. Номинальная
полная (кажущаяся) мощность |
S2 |
= 150 ВА |
3. Номинальные напряжения на первичной (U1) и |
U1 |
= 220 B |
вторичных (U2) обмотках |
U2 |
= 36 B |
4. Коэффициент мощности нагрузок вторичных обмоток |
cosφ2 |
= 1 |
5. Частота питающей сети |
f |
= 400 Гц |
6. Допустимый перегрев |
Θ |
= 50°С |
Особые условия: группы исполнения — 1.
2.
Выбор типа и основных
В соответствии с условиями задания наиболее подходящим по конструкции является броневой тип трансформатора с сердечником из штампованных Ш-образных пластин и медными обмотками. Отношение массы стали к массе меди примем α =Gс /Gм=5,5. В качестве материала сердечника можно принять электротехническую сталь марки Э41 с толщиной листа δс = 0,5 мм (ГОСТ 802-58).
2.1. Определение токов трансформатора.
Ток первичной обмотки
где Р - суммарная активная мощность вторичных обмоток; η% - коэффициент полезного действия трансформатора, %; cosφ1 - коэффициент мощности трансформатора со стороны первичной обмотки.
cosφ1=
Принимаем:
η≈93% по кривой рис.1
Токи вторичных обмоток
Рис. 1. Ориентировочные значения ΔU%, η%, Iμ% в зависимости от мощности нагрузки трансформатора
2.2. Предварительное значение индукции в стержне.
Bc = 0,5 Тл
2.3. Предварительное значение плотности тока в медных проводах обмотки.
j = 3,5 A/мм2
2.4. Поперечное сечение стержня сердечника и ярма.
где S1 - потребляемая трансформатором полная мощность, ВА; a=Gc/Gm - отношение массы стали к массе материала обмоток (определено требованиями задания); f- заданное значение частоты питающего напряжения.
Соответственно полные поперечные сечения будут:
kз=0,93
Принимаем:
a=2.4см; b=Sc/a=3.6см; hя=Sя/b=1.2см
2.5. Число витков обмоток трансформатора.
Предварительное число витков первичной обмотки трансформатора
где величина ΔU%=10% найдена по кривой рис. 1.
Предварительная величина падения напряжения в обмотках трансформатора при нагрузке
Предварительные числа витков вторичных обмоток трансформатора:
Число витков обмотки низшего напряжения — целое; окончательно принимаем:
Bc=0.5 Тл; W1=280; W2=51; ew=0.748В/виток
2.6. Сечения и диаметры проводов обмоток.
Предварительные значения поперечных сечений проводов обмоток:
Ближайшие сечения и диаметры проводов по ГОСТу 2773—51 равны:
q1=0.173мм2
q2=1.21мм2
d1=0.47мм
d1и=0.515мм
d2=1.25мм
d2и=1.33мм
Окончательные значения плотностей тока в выбранных проводах:
2.7. Выбор изоляции проводов обмоток.
По ГОСТу 2773—51 выбраны провода марки ПЭЛ.
2.8. Высота окна сердечника трансформатора.
H=3.6
2.9. Ширина окна сердечника трансформатора.
Число витков первичной обмотки в слое
число слоев этой обмотки
принимаем
m1=5
толщина первичной обмотки
Число витков второй обмотки в слое
число слоев этой обмотки
принимаем
m2=3
толщина первичной обмотки
Ширина окна сердечника
b=12мм
где принято ε3 = 3 мм, ε0=1 мм; δ12= 0,5 мм; k2=1,2. Изоляция между обмотками выполнена электрокартоном ЭВ (ГОСТ 2824—60). Отношение
Сердечник может быть собран из Ш-образных пластин безотходной штамповки согласно:
2.10. Масса медных обмоток
Массы
медных обмоток трансформатора в
случае прямоугольных катушек
Общая масса медных обмоток
2.11. Потери в обмотках трансформатора при 75° С.
Суммарные потери в обмотках
2.12. Масса стали сердечника
Общая масса сердечника
2.13. Магнитные потери в сердечнике трансформатора.
Полные магнитные потери в сердечнике
2.14. Ток холостого хода трансформатора.
2.15. Коэффициент полезного
2.16. Активные падения напряжения и сопротивления обмоток трансформатора.
Относительные активные падения напряжения в обмотках
Активные сопротивления обмоток
Активные сопротивления короткого замыкания обмоток
2.17. Индуктивные падения напряжения и сопротивления обмоток трансформатора.
Относительные индуктивные падения напряжения соответствующих пар обмоток при расположении первичной обмотки между двумя вторичными
Здесь
Индуктивные падения напряжения отдельных обмоток
пара обмоток 1 и 2
Индуктивные
сопротивления короткого
Полные
сопротивления короткого
Напряжения
короткого замыкания пар
2.18. Изменения напряжения трансформатора при нагрузке.
Влияние индуктивного падения напряжения на величину изменения напряжения весьма незначительно.
Напряжение на зажимах вторичных обмоток при нагрузке
Для получения номинального напряжения при нагрузке на зажимах второй обмотки число витков ее следует уменьшить.
Окончательное значение числа витков
2.19. Проверка трансформатора на нагревание.
2.20. Сводные данные.
1. Номинальные данные:
S1 |
=184,3 ВА; |
U1 |
=220 В; |
I1 |
=0,59 А; |
cosφ1 |
=0,89; |
S2 |
=150 ВА; |
U2 |
=36 В; |
I2 |
=4,16 А; |
cosφ2 |
=1; |
f |
=400 Гц; |
m1 |
=2. |
2.Основные расчетные данные:
2.1. Тип магнитопровода – шихтованный;
2.2. Ш-24X36;
2.3. Расчетное значение индукции в сердечнике магнитопровода, В = 0,5 Тл;
2.4. Ток намагничивания, Iμ=0,269А;
2.5. Масса стали сердечника, Gc=0,946 кг
2.6. Удельный расход стали , Gc/P=6,3 кг/кВА
3. Данные обмоток:
Обмотки |
W1 |
W2 |
Число витков |
280 |
51 |
Сечение провода, мм2 |
0,173 |
1,21 |
Марка провода |
ПЭЛ |
ПЭЛ |
Плотность тока А/мм2 |
3,424 |
3,444 |
Коэффициент заполнения окна |
0,93 | |
Масса материала обмоток |
0,157 | |
Удельный расход материала обмоток |
1,05 | |
4.Отношение массы стали к массе материала обмоток Gс/Gм=6
5.Параметры схемы замещения
r1 |
=6,2 Ом |
r2 |
=0,132 Ом |
rk12 |
=10,2 Ом |
||
xk12 |
=4,3 Ом |
||
zk12 |
=11,1 Ом |
xμ=U1/Iμ=817 Ом
6.Потери при номинальной нагрузке:
Вид потерь |
Вт |
Электрические потери в обмотках: - первичной, Рэл 1 - вторичной(W2), Рэл2 |
2,1 2,2 |
Потери в стали, Pc |
2,4 |
7. Превышение температуры : Θ=35,8 °C
8. Сопоставление параметров
Параметры |
Принятое значение |
Итоговое значение |
Ток намагничивания Iμ, A |
0.224 |
0.269 |
Изменение напряжения при номинальной нагрузке, ΔU% |
10 |
3.3 |
Коэффициент полезного действия, % |
91 |
95,5 |
Отношение массы стали к массе материала обмоток Gs/Gm |
5,5 |
6 |
3. Библиографический список.
1. Мартынов А. А. Трансформатор для вторичных источников питания. Учебное пособие. С-Пб 2001.
2. Ермолин Н. П. Расчет трансформаторов малой мощности. Л.: Энергия, 1969.