Расчет трансформатора

Исходные данные 2 варианта:

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора:

U₂=127B;

Напряжение на первичной обмотке трансформатора:

U₁=220В;

Сила тока на вторичной обмотке трансформатора:

I₂=12A.

1. Определяем полную мощность вторичной обмотки:

P₂=U₂*I₂=127*7=889 Bт;

2. По определенной вторичной мощности определяем первичную мощность трансформатора:

P₁=P₂/η=889/0,99=880,11 Вт, где КПД (η) трансформатора находится из

следующей таблицы:

Таблица №1:

Вторичная мощность, Вт	КПД (η) трансформатора
15-50	0,5-0,8
50-150	0,8-0,9
150-300	0,9-0,93
300-1000	0,93-0,95
1000 и более	0,95-0,99

3. Определяем сечение сердечника для трансформатора стержневого типа:

Q_т=(P₁)^0,5=(889)^0,5=29мм²;

4. сечение сердечника определяется следующей формулой:

Q_т=a*b;

5. Принимаем в трансформаторе ширину пластин сердечника от 2-х до 10 см. Возьмем значение ширины пластины трансформатора равному 5 см.

6. Исходя из формулы Q_т=a*b определим толщину сердечника:

b=Q_т/а=29/5=5.8см – для трансформатора стержневого типа.

7. Определяем высоту прямоугольного окна трансформатора:

H=(2,5..3,5)*а=3*5=15 см.

8. Определяем ширину окна сердечника:

С_т=H/(2,5..3)=15/3=5 см.

9. Определяем сечение проводов первичной и вторичной обмотки в мм²:

S₁=I₁/δ=4/2=2 мм²;

I₁=P₁/U₁=889/220=4 А;

S₂=I₂/δ=7/2=3,5 мм².

Данные о плотности тока δ берем исходя из следующих значений:

Таблица №2:

Мощность P, Вт	Плотность тока δ, А/мм^2
До 100	3,5 – 4,5
До 500	2,5 – 3,5
С выше 500	0,1 – 2,5

10. Определяем число витков первичной обмотки трансформатора:

W₁=10⁴*U₁/(222*β*Q_т), β – величина магнитной индукции сердечника, для трансформатора β=0,9-1,5 Тл;

W₁=10⁴*220/(222*1*29)=341,7

11. Определяем число витков вторичной обмотки трансформатора:

W₂=W₁*U₂/U₁=341,7*127/220=197

Расчет повышающего регулировочного автотрансформатора

Исходные данные:

U1=127 В;

U2=220 В;

P2=260 Вт.

1.Определяем мощность для повышающего автотрансформатора

P_т=P₂*(1-n)=P₂*(1-U₁/U₂)=260*(1-127/220)=109,2 Вт.

2.Коэффициент потерь трансформатора k определяется по следующему графику:

Рис.15.График определения коэфицента потери трансформатора

k=0,18.

3.Коэффициент полезного действия трансформатора:

η=P₂cosφ₂/(P₂*cosφ₂+k*P_т)=260*1/(260*1+0,18*109,2)=0,93;

cosφ₂=1;

cosφ₁=0,85-0,95.

4.Сила тока первичной обмотки:

I₁=P₂*cosφ₂/(U₁*η*cosφ₁)=260*1/(127*0,93*0,9)=2,45 А.

5.Сила тока вторичной обмотки:

I₂=P₂*cosφ₂/U₂=260*1/220=1,17 A.

6.Определяем поперечное сечение регулировочного автотрансформатора:

Q_т=3*(P_т/δ)^0,5=3*(109,2/3)^0,5=6,03, где δ=3, т.к. P2<500Bт, исходя из таблицы №2.

7.Определяем сечение проводов в мм²:

S₁=I₁/δ=2,45/3=0,82 мм² – сечение первичной обмотки;

S₂=(I₁-I₂)/δ=1,28/3=0,43 мм²– сечение вторичной обмотки.

8.Число витков на первичной обмотке:

W₁=55*U₁/Q_т=55*127/6,03=1158,4

9.Число витков на вторичной обмотке:

W₂=W₁* (U₂ -U₁)/U₂=1158,4*93/220=489,69.