Данные для расчета мт

5. Расчет однофазного мт с воздушным охлаждением

Методика расчета однофазного трансформатора малой мощности изложена в [3, 4].

5.1. Выбор стали для магнитопровода и определение токов

в обмотках трансформатора

Выбирая сталь для сердечника, следует учитывать, что при уменьшении толщины листов возрастает стоимость трансформатора, но наряду с этим уменьшаются удельные потери. Марку стали сердечника и толщину его листов выбирают согласно п. 2 в зависимости от частоты питающей сети и условий проектирования (минимум массы или минимум стоимости).

Ток первичной обмотки определяют по формуле

,

где I_1a и I_1р – активная и реактивная составляющие тока I₁ первичной обмотки:

, .

Напряжение U₁, мощности S₂, S₃ и коэффициенты мощности вторичных обмоток даны в задании на проектирование, I_ намагничивающий ток. Значение КПД определяют ориентировочно по графикам на рис. 5 в зависимости от суммарной (полной) мощности вторичных обмоток ΣS, ВА, (ΣS = S₂ + S₃) и подставляют в уравнение тока в относительных единицах. При частоте 50 Гц предварительное значение намагничивающего тока I_ может быть принято в пределах (35÷50) % от I_1а, а при f = 400 Гц – в пределах (10÷25) % от I_1a. В последующем расчете значение I_ уточняют, после чего определяют окончательное значение тока I₁.

Токи вторичных обмоток определяют как

; .

Рис. 5. Зависимость КПД от суммарной мощности вторичных обмоток

5.2. Выбор конструкции магнитопровода

Для трансформаторов с максимальным напряжением до 1000 В при частотах 50 Гц и 400 Гц можно использовать следующие рекомендации.

При суммарной (полной) мощности ΣS вторичных обмоток до 30 ВА и расчете на минимум стоимости целесообразно использовать трансформатор с броневыми пластинчатыми сердечниками, так как они более технологичны в изготовлении и проще по конструкции.

При ΣS от 30 до 100 ВА рекомендуют как броневые пластинчатые, так и броневые ленточные сердечники.

Для трансформаторов с ΣS > 100 ВА применяют и броневые, и стержневые сердечники. Более выгодными являются стержневые с двумя катушками и ленточными разъемными сердечниками, поскольку они имеют большую поверхность охлаждения по сравнению с броневыми и меньшую среднюю длину витка. Окончательное решение о выборе конструкции магнитопровода в данном случае зависит от условия расчета – минимума стоимости или массы. При минимуме стоимости целесообразно выбрать броневой пластинчатый, а при минимуме массы – броневой или лучше стержневой ленточный.

5.3. Предварительное значение индукции

Выбор амплитудного значения магнитной индукции в стержне B¢_c зависит от материала, толщины листа, частоты питающего напряжения, суммарной мощности (не более двух) вторичных обмоток. Значение B¢_c в стали маломощного трансформатора ограничивается допускаемым значением тока намагничивания.

При проектировании трансформатора на минимум массы следует помнить, что увеличение индукции несущественно уменьшает массу трансформатора, значительно сильнее сказывается на уменьшении массы повышение плотности тока в обмотках.

Предварительное амплитудное значение магнитной индукции B¢_c в стержне МТ выбирают по таблице 2.

Таблица 2

Амплитудное значение магнитной индукции

Тип магнитопровода	Материал магнитопровода и его толщина, мм	Частота, Гц	Амплитудное значение индукции B¢c, Тл, в зависимости от суммарной мощности ΣS вторичных обмоток
			15 ÷ 50	50 ÷ 150	150 ÷ 300
Броневой Пластинчатый	1512 (Э42) 0,35	50	1,30	1,30 ÷ 1,35	1,35
	1521 (Э44) 0,2	400	1,20	1,20 ÷ 1,15	1,15 ÷ 1,00
Броневой или стержневой Ленточный	3412 (Э320) 0,35	50	1,65	1,60 ÷ 1,55	1,55 ÷ 1,50
	3404 (Э340) 0,2	400	1,40	1,40 ÷ 1,30	1,30 ÷ 1,25