Задача 5

Произвести расчет основных характеристик однофазного транс-форматора на максимальный кпд при коэффициенте нагрузки К_нг = 0,7 при заданной конфигурации магнитопровода и типе электротехнической стали. Первичное напряжение U₁, частота f = 50 Гц. Кривые намагничивания стали, приведены на рисунке, а величина мощности удельных потерь в табл. 5.1.

В_т, Тл

200 400 600 800 1000 Н, А/м

Кривые намагничивания трансформаторной стали: 1 – сталь 3405; 2 – сталь 1511

Таблица 5.1

Вт, Тл	0,5	1,0	1,25	1,4	1,5	1,6	1,7
Pуд, Вт/кг (сталь 3405) Pуд, Вт/кг (сталь 1511)	0,1 0,3	0,5 1,2	0,9 1,85	1,05 2,4	1,4 2,8	1,7 –	2,0 –

Коэффициент заполнения пакета стали К_ст = 0,92, удельный вес стали γ_ст = 7,8 10³ кг/м³.

Допустимая величина тока холостого хода = (0,05 – 0,1) I_1н. Эта величина определяется выбором рабочей точки на кривой намагничивания стали вблизи точки перегиба.

Определить:

1) номинальные токи в обмотках трансформатора;

2) ток холостого хода;

3) напряженность магнитного поля в сердечнике;

4) коэффициент трансформации и число витков вторичной обмотки трансформатора;

5) активное сечение магнитопровода и площадь поперечного сечения;

6) объем и массу стали сердечника и мощность потерь в стали;

7) номинальные потери в меди обмоток, с учетом того, что расчет ведется на максимальный кпд трансформатора при коэффициенте загрузки К_нг = 0,7.

Построить кривые внешней характеристики U₂ = f (K_нг) и зависимости кпд от коэффициента нагрузки = f (K_нг).

Варианты заданий приведены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Вариант	Sн, ВА	U1, В	U2, В	cos 2	lср, м	tg к	Тип сердечника
1	100	127	12	0,80	0,35	1	C-3405
2	150	127	24	0,85	0,35	1	С-3405
3	250	127	36	0,70	0,35	1	С-1511
4	300	127	12	0,90	0,35	1	С-1511
5	400	220	27	0,80	0,40	1	С -1511
6	600	220	36	0,85	0,40	2	С -1511
7	800	220	36	0,70	0,40	2	С -3405
8	1000	220	100	0,90	0,40	2	С -3405
9	1500	380	100	0,80	0,55	2	С -3405
10	2000	380	36	0,85	0,55	2	С -1511
11	3000	380	100	0,70	0,55	2	С -3405
12	150	380	36	0,90	0,24	1	С-1511
13	250	380	36	0,80	0,35	1	С-3405
14	400	380	100	0,90	0,35	1	С-3405
15	600	380	127	1,00	0,35	1	С-1511
16	800	380	100	0,85	0,35	2	С-1511
17	100	220	12	0,90	0,24	1	С -3405
18	160	220	24	1,00	0,24	1	С -3405

Окончание табл. 5.2

Вариант	Sн, ВА	U1, В	U2, В	cos 2	lср, м	tg к	Тип сердечника
19	250	220	36	0,85	0,24	1	С -1511
20	400	380	36	0,70	0,24	1	С -1511
21	630	220	12	0,90	0,55	2	С-1511
22	1000	220	36	0,80	0,55	2	С -1511
23	800	380	24	0,85	0,55	2	С-3405
24	3000	660	100	0,70	0,9	2	С -3405
25	4000	380	36	0,80	1,00	1	С-3405
26	6300	3000	400	0,85	0,90	1	С -3405
27	1000	380	220	0,90	0,50	1	С -1511
28	1600	1000	400	0,92	0,60	2	С -1511
29	600	3000	380	0,80	0,50	1	С-1511
30	1600	1200	380	0,85	0,70	2	С-3405
31	250	660	127	0,90	0,35	2	С-3405
32	4000	220	660	0,92	0,90	2	С -3405
33	630	380	1000	0,7	0,80	2	С -1511
34	1000	3000	380	0,8	0,70	2	С-1511
35	2000	1150	400	0,8	0,80	1	С -1511
36	1600	660	220	0,9	0,70	2	С -1511
37	2500	220	1000	0,80	0,80	1	С-3405
38	4000	1000	400	0,85	0,90	1	С -3405
39	6300	1000	400	0,88	1,20	1	С -3405
40	1000	380	1000	0,85	0,60	1	С-3405
41	2000	3000	660	0,80	0,80	2	С-1511
42	1600	380	24	0,85	0,70	2	С-3405
43	2500	1000	220	0,80	0,80	1	С -1511
44	4000	1150	380	0,92	1,00	2	С -3405
45	630	3000	127	0,85	0,60	1	С-3405
46	1000	3000	400	0,90	0,50	2	С -1511
47	2000	380	1000	0,85	0,70	1	С -1511
48	1600	220	1000	0,80	0,70	1	С -1511
49	2500	3000	380	0,80	0,80	2	С-1511
50	4000	380	3000	0,80	1,0	2	С-3405