16. Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания. Изменение напряжения при нагрузке

Полные сопротивления пар обмоток трехобмоточного трансформатора:

z_k12== 107,6 Ом

z_k13== 326 Ом,

где х_К12и х_К13– индуктивные сопротивления обмоток (см. предыдущий пункт)

Напряжение короткого замыкания пар обмоток:

u_k12== 38 В

u_k13== 115,5 В

Изменение напряжения для пар обмоток трехобмоточного трансформатора при номинальной нагрузке определяется по формуле, причем u_1a,u_2a, u_1s(12), иu_2sподставляются в процентах

Δu₁₂ = u_1acos₁ + u_2acos₂ + u_1s(12)sin₁ + u_2s sin₂ = 27,6%;

Δu₁₃ = u_1acos₁ + u_3acos₃ + u_1s(13)sin₁ + u_3s sin₃ = 30%,

где cos₁, cos₂, cos₃– коэффициенты мощности для нагрузок соответствующих обмоток трансформатора.

Нахождение напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке:

U₂== 205 В

U₃== 13 В

Полученные результаты различаются от первоначальных условий приблизительно на 10%, что означает правильность расчётов.

17. Проверка трансформатора на нагревание

Определение площади открытой поверхности сердечника маломощного трансформатора:

Q_cер ≈ 2*(b+2h_я)*l_я+4*(b+h_я)*h_я+4*b*h_я= 3840 мм²,

где l_я= с+a+h_я= 160 мм – длина ярма

Определение открытой поверхности прямоугольной катушки при порядке расположения обмоток 1 – 2 – 3:

Q_обм≈ 2*[a+b+4*(ɛ₀+δ₂+k_MO1*δ₁₂+δ₁+k_MO3*δ₁₃+δ₃+k_MO3*δ_нар)*к_в]*h= 26650 мм²

Отдача тепла в окружающее пространство с открытых частей обмоток и магнитопровода МТ составляет в среднем 1510^-4Вт/см²при превышении температуры открытой поверхности трансформатора над температурой окружающей среды на 1°С. Так как между магнитопроводом и обмотками имеется достаточный тепловой обмен, то превышение температуры наиболее нагретой части обмотки над температурой окружающей среды (которое обычно лимитирует мощность трансформатора), определяется по формуле

θ = = 15,6 °С,

где Δ= 15 ºС – перепад температуры от внутренних слоев обмоток к наружным, который для пропитанных лаком обмоток приближенно может быть принят в пределах 10÷15 °С.

Превышение суммы температуры и температуры окружающей среды θ₀не должно быть больше допустимого для МТ значения в соответствии с выбранным при расчете классом изоляции по нагревостойкости, т. е. + ₀  _доп, где₀задана в исходных данных. Для класса изоляции А_доп= 105 ºС. В данном случае_доп= 30,6 °С, что означает правильность расчётов.

Сводные данные расчёта маломощного трансформатора

По результатам расчета трансформатора составим таблицу обмоточных данных, в которой укажем параметры всех обмоток трансформатора:

Наименование параметров	Номер обмотки
	1	2		3
Марка провода	ПЭЛ
Диаметр провода с изоляцией, мм	0,78	0,56		1,12
Сечение провода, мм^2	0,407	0,204		0,849
Число витков	363	466		30
Напряжение обмоток, В	220	250		16
Мощности обмоток, ВА		100		25
Частота, Гц	50
Тип магнитопровода трансформатора	Стержневой пластинчатый сердечник типа Ш 40х50
Марка стали и толщина магнитопровода	Горячекатаная сталь марки 1512 (Э42) с толщиной листов 0,35 мм
Токи обмоток, А	0,79	0,4		1,56
Ток холостого хода, А	3,3
Масса стали магнитопровода, кг	10,2
Удельный расход стали, кг/ВА	0,081
Масса меди обмоток, кг	5,3
Удельный расход меди, кг/ВА	0,04
Отношение массы стали к массе меди	1,92
Потери в стали сердечника, Вт	7,1
Потери в меди обмоток, Вт	48
Отношение потерь меди к потерям в стали	6,7
КПД при номинальной нагрузке, %	60,7
Превышение температуры МТ над температурой окружающей среды, °С	15,6
Намагничивающий ток, А	4,2
Относительные изменения напряжений при номинальной нагрузке, %	27,6		30