4. Методичне забезпечення:

1. Інструкція до практичної роботи №1

2. Форма звіту з практичної роботи №1

3. Література, що наведена вище

5. Порядок виконання роботи:

1. Студент отримує від викладача навчальну інформацію, щодо виконання практичної роботи.

2. Виконання записів в таблицю ЗВ1 вхідних даних для свого варіанту (з таблиці З1)

3. Проектування трансформатору, спираючись на додатки і заносячи результати в таблицю ЗВ2 (додаток Б), здійснюється в аудиторії під час виконання практичної роботи та під час поза аудиторної самостійної роботи.

4. Здача виконаної роботи керівнику практичної роботи.

6. Зміст звіту:

Визначений в додатку Б

Додатки Додаток а. Методика та порядок розрахунку малопотужних трансформаторів

1. Заносимо всі основні вхідні данні у таблицю ЗВ1 згідно номеру варіанту з таблиці З1

Таблиця ЗВ1 Вхідні дані завдання

Номер варіанту
Позначення та значення параметру	Назва параметру		Одиниці вимірювання	Позначення та значення параметру	Назва параметру	Одиниці вимірювання
U1 = 220 В	Напруга первинної обмотки		В	f = 50 Гц	Частота струму мережі	Гц
U2 =	Напруга вторинної обмотки		В	I2 =	Струм вторинної обмотки	А
Тип магніто проводу трансформатору		однофазний броньовий пластинчатий

В цій роботі рекомендовано виконати розрахунок однофазного броньового пластинчатого трансформатора. Як приклад, дані для розрахунку: Напруга вторинної обмотки (напруга споживача) U2= 12 В. Струм споживача (вторинної обмотки) І2 = 4 А.

2. Знаходимо потужність на навантаженні (або потужність вторинної обмотки) Р2

P2 = U2 · I2 (Вт)

Р2 = 12 · 4 = 48 Вт

3. Знаходимо орієнтовне значення ККД (η) трансформатору з таблиці Т1

Ртип, Вт	15-50	50-150	150-300	300-1000
η	0,5 - 0,8	0,8 - 0,9	0,9 - 0,93	0,93 - 0,95

Конкретно η = 0.8

4. Знаходимо потужність первинної обмотки (потужність, що споживається трансформатором від мережі Р1 та струм в цій обмотці

Р1 = , Вт Р1 = Вт

, А

5. Знаходимо значення типової (габаритної) потужності трансформатору.

, Вт Примітки: 1. За типовою потужністю визначається розмір (габарити) магнітопроводу трансформатора.

2. Якщо трансформатор має декілька вторинних обмоток, то в цій формулі береться сумма їх потужностей.

Вт

6. Визначаємо площу поперечного перетину осердя

, см² Q_ОС = 1.25 = 9,18 см²

7. Вибираємо з таблиці П1 тип магнітопроводу за отриманим розрахованим значенням Qc.

Знаючи, що магнітопроводи мають ширину Ш- подібних пластин та товщину набору вибираємо такий тип магніто проводу, щоб добуток розміру а х в = (см²)

Таблиця Т2

Тип магнітопроводу	Ширина а, мм	Висота вікна, h. мм	Ширина вікна, с, мм	Рекомендована товщина набору в, мм
Ш12	12	30	12	12, 16, 20, 25
Ш16	16	40	16	16, 20, 25, 32
Ш20	20	50	20	12, 16, 20, 25, 32, 40, 50
Ш25	25	62,5	25	25, 32, 40, 50
Ш32	32	80	32	32, 40, 50, 64
Ш40	40	100	40	40, 50, 64, 80

Вибираємо магніто провід Ш32х32

Тобто Q_{ос вибр} = 3.2 х 3.2 = 10.24 см²

h = 80 мм

c = 32 мм

8. Знаходимо кількість витків на 1В обмоток трансформатору

, витків Примітка: Для якісних матеріалів - 40, для неякісних матеріалів – 60. Як правило для розрахунків приймається 50 ÷ 55.

витків на 1 В

9. Знаходимо кількість витків в обмотках, враховуючи спад напруги в обмотках

Таблиця Т3

Р тип ВА	5 -15	15-50	50 - 150	150 - 300	300 - 1000
Δ U1%	20 - 13	13 - 6	6 – 4.5	4,5 - 3	3 - 1
Δ U2%	25 - 18	18 - 10	10 -8	8 - 6	6 -2

W1 = , витків

W1 = витки

W2 = , витків

W2 = , виток

10. Знаходимо діаметр провідників обмоток

мм мм

мм мм

З таблиці вибираємо такий провідник, якій є в таблиці П1

Розрахункова величина	Величини у вибраного проводніка
діаметр (по міді) мм	Діаметр по міді	Діаметр з ізоляцією d ізол
d1 = 0,365	0.38	0.42
d2 = 1,4	1,4	1,48

11. Знаходимо кількість витків в одному шарі обмоток.

Ширина обмотки визначається з висоти вікна h від якого віднімається подвійна товщина каркасу котушки (ΔК= 2мм) h_обм = h - 2 ΔК, мм h_обм = 80 - 2 ·2 = 76 мм

W_Ш = 0.9 · h_обм / d _ізол Примітка: коефіцієнт 0,9 вказує на те, що витки обмотки неможливо вкласти щільно (виток до витка)

W_Ш1 = 0.9 · 76 / 0,42 = 162.8 = 162 витки

W_Ш2 = 0.9 · 76 / 1,48 = 46,2 = 46 витки

12. Визначаємо кількість шарів обмоток

N_Ш = W / W_Ш

N_Ш1 = W₁ / W_Ш1 = 1253/162 = 7.73 = 8 шарів

N_Ш2 = W₂ / W_Ш2 = 71/46 = 1.54 = 2 шари

13. Визначаємо товщину обмоток

ΔС_W = 1,1 · N_Ш · d _ізол + Δ_ШІ · (N_Ш-1), мм

Примітки: 1. коефіцієнт 1.1 вказує на збільшення реальної товщини обмотки за рахунок неможливості щільного викладення витків обмотки. 2. Δ_ШІ – товщина між шарової ізоляції, що виконується конденсаторним або кабельним папером. Для тонких дротів до діаметру 0.5 мм Δ_ШІ = 0.05 мм і для більших діаметрів дроту Δ_ШІ = 0.1 мм

ΔС_W1 = 1,1 · N_Ш1 · d _ізол1 + Δ1_ШІ · (N_Ш1-1) = 1.1· 8 · 0.42 + 0.05 · (8-1) = 4.046 мм

ΔС_W2 = 1,1 · N_Ш2 · d _ізол2 + Δ2_ШІ · (N_Ш2-1) = 1.1· 2 · 1.48 + 0.1 · (2-1) = 3.356 мм

Визначаємо сумарну товщину всіх обмоток

Σ ΔС_W = ΔС_W1 + ΔС_W2 + 2 ·Δ_МОІ , мм де Δ_МОІ – товщина міжобмоточної ізоляції складає для напруги 220В до 0,3 мм (декілька шарів цупкого паперу, або лакотканини)

Σ ΔС_W = ΔС_W1 + ΔС_W2 + 2 ·Δ_МОІ = 4,046 + 3,356 + 2 · 0.3 = 8.002 мм

14. Даємо оцінку правильності розташування обмоток у вікні трансформатору. Знаходимо зазор між обмоткою та осердям ΔZ = c- Σ ΔС_W – ΔК, мм

ΔZ = 12 – 8,002 – 2 = 1.998 мм

Якщо цей зазор отриманій зі знаком «-« , це означає, що обмотка не може бути намотана у вікні трансформатору і треба вибирати іншій тип магніто проводу, з більшим розміром с вікна. Якщо відношення ΔZ/(с- ΔК) складає 0,1 – 0.2, то магніто провід вибраний правильно. Якщо ж це відношення складає біля 0,5, це свідчить, що вибраний магніто провід вибраний з великим вікном і його треба змінити.

У наведеному прикладі ΔZ/(с- ΔК) = 1.998/12-2 = 0,199

Додаток Б Форма представлення результатів розрахунку

Таблиця ЗВ 2 Результати розрахунку та вибору

№	Назва параметру, що розраховується чи вибирається	Позначення параметру	Формула або таблиця з якої вибираються дані	Підстановка значень у формулу (або додаткові пояснення)	Результат розрахунку чи вибору	Одиниці вимірювання
1	Потужність вторинної обмотки	Р2	U2•I2,			ВА
2	Орієнтовне значення ККД трансформатора	η	З таблиці Р1	Для Р2		%
3	Потужність первинної обмотки	Р1	Р2 / η1			ВА
4	Струм первинної обмотки	І1	Р1/U1 = Р1/220			А
5	Типова потужність трансформатору	Ртип	(Р1+Р2)/2,			ВА
6	Площа поперечного перетину осердя	QC	,			см^2
7	Вибір з таблиці Т2 з врахуванням QC тобто а · в Тип вибраного магнітопроводу трансформатору
8	Товщина (ширина) магнітопроводу на якому розташована котушка	a	Визначаються з таблиць М1 або М2 або М3 для вибраного типу магнітопроводу			см
9	Ширина стрічки чи набору	b				см
10	Ширина вікна	c				см
11	Ширина магнітопроводу	C				см
12	Висота магнітопроводу	H				см
13	Висота вікна	h				см
14	Активна площа перерізу магн\проводу	QC				см^2
15	Відн. спад напруги в перв. обмотці	∆U1%	З таблиці Т3			%
16	Відн. спад напруги у втор. обмотці	∆U2%	З таблиці Т3			%
17	Кількість витків на 1 В	WWU				витків
18	Кількість витків первинної обмотки	W1				витків
19	Кількість витків вторинної обмотки	W2				витків
20	Розрахований діаметр провідника первинної обмотки d1	d1				мм
21	Розрахований діаметр провідника вторинної обмотки d2	d2				мм
22	Тип проводу первинної обмотки (вибраний)
23	Діаметр міді	dм 1	З таблиці П1			мм
24	Діаметр провідника	dіз 1				мм
25	Тип проводу вторинної обмотки
26	Діаметр міді	dм 2	З таблиці П1			мм
27	Діаметр провідника	dіз 2				мм
28	Дійсна висота обмотки	hОБМ	hобм = h - 2 ΔК, (ΔК= 2мм)			мм
29	Кількість витків в одному шарі обмоток	wш1	0.9 · hобм / d ізол 1			витки
30		wш2	0.9 · hобм / d ізол 2			витки
31	Кількість шарів в обмотках	NШ1	W1 / WШ1			одиниць
32		NШ2	W2 / WШ2			одиниць
33	Радіальні розміри кожної обмотки (товщина)	ΔСW1	1,1 · NШ1 · d ізол1 + Δ1ШІ · (NШ1-1)			мм
34		ΔСW2	1,1 · NШ2 · d ізол2 + Δ2ШІ · (NШ2-1)			мм
35	Радіальний розмір котушки (товщина)	Σ ΔСW	ΔСW1 + ΔСW2 + 2 ·ΔМОІ			мм
36	Зазор між котушкою та сердечником	ΔZ =	c - Σ ΔСW – ΔК			мм
37	Відносний зазор		ΔZ/(с- ΔК)

Додаток В

Таблиця П1 Основні данні мідних емальованих проводів ПЭВ-1, ПЭВ-2, ПЭВТЛ1, ПЭВТЛ2 та ПЭТВ.

Діаметр		Розрахункова площа перерізу S, мм^2	Опір постійному струмові r', Ом/км	Маса 1 км однієї проволоки (міді) GМ1, кг або 1м в г	Маса 1 км проводу (міді) GП1, кг або 1м в г
номінальний проводу по міді d, мм	Максимальний зовнішній ПЭВ-1, ПЭВТЛ1 та ПЭТВ dіз , мм
0,03*	0,045	0,000706	25480	0,0063	0,0065
0,04*	0,055	0,00126	14330	0,0112	0,0115
0,05	0.07	0.00196	9170	0.0175	0.0178
0.06	0.085	0.002827	6198	0.0251	0.028
0.07	0.095	0.003848	4556	0.0342	0.038
0.08	0.105	0.005027	3487	0.0447	0.049
0.09	0.115	0.006362	2758	0.0565	0.062
0.10	0.125	0.007854	2237	0.0698	0.075
0.11	0.135	0.009498	1846	0.0845	0.091
0.12	0.145	0.01131	1551	0.101	0.107
0.13	0.155	0.01327	1322	0.118	0.124
0.14	0.165	0.01539	1139	0.137	0.144
0.15	0.18	0.01767	993	0.157	0.166
0.16	0.19	0.02011	872	0.179	0.188
0.17	0.2	0.0227	773	0.202	0.212
0.18	0.21	0.02545	689	0.226	0.236
0.19	0.22	0.02835	618	0.252	0.263
0.2	0.23	0.03142	558	0.279	0.29
0.21	0.24	0.03464	506	0.308	0.32
0.23	0.27	0.04155	422	0.369	0.383
0.25	0.29	0.04909	357	0.436	0.452
0.27	0.31	0.05726	306	0.509	0.526
0.29	0.33	0.06605	265	0.587	0.605
0.31	0.35	0.07548	232	0.671	0.68
0.33	0.37	0.08553	205	0.76	0.78
0.35	0.39	0.09621	182	0.855	0.876
0.38	0.42	0.1134	155	1.01	1.03
0.41	0.45	0.132	133	1.11	1.2
0.44	0.48	0.1521	115	1.35	1.38
0.47	0.51	0.1735	101	1.54	1.57
0.49	0.53	0.1886	93	1.68	1.71
0.51	0.56	0.2043	85.9	1.82	1.86
0.53	0.58	0.2206	79.5	1.96	2.01
0.55	0.6	0.2376	73.7	2.11	2.16
0.57	0.62	0.2552	68.7	2.27	2.3
0.59	0.64	0.2734	64.1	2.43	2.48
0.62	0.67	0.3019	58	2.68	2.74
0.64	0.69	0.3217	54.5	2.86	2.92
0.67	0.72	0.3526	49.7	3.13	3.19
0.69	0.74	0.3739	46.9	3.32	3.38
0.72	0.77	0.4072	43	3.6	3.67
0.74	0.8	0.4301	40.7	3.82	3.9
0.77	0.83	0.4657	37.6	4.14	4.22
0.8	0.86	0.5027	34.8	4.47	4.55
0.83	0.89	0.5411	32.4	4.81	4.89
0.86	0.92	0.5809	30.1	5.16	5.25
0.9	0.96	0.6362	27.5	5.66	5.75
0.93	0.99	0.6793	25.8	6.04	6.13
0.96	1.02	0.7238	24.2	6.44	6.53
1	1.08	0.7854	22.4	6.98	7.12
1.04	1.12	0.8495	20.6	7.55	7.7
1.08	1.16	0.9161	19.1	8.14	8.29
1.12	1.2	0.9852	17.8	8.76	8.92
1.16	1.24	1.057	16.6	9.4	9.56
1.2	1.28	1.131	15.5	10.1	10.3
1.25	1.33	1.227	14.3	10.9	11.1
1.3	1.38	1.327	13.2	11.8	12
1.35	1.43	1.431	12.3	12.7	12.9
1.4	1.48	1.539	11.3	13.7	13.9
1.45	1.53	1.651	10.6	14.7	14.9
1.5	1.58	1.767	9.93	15.7	15.9
1.56	1.64	1.911	9.17	17	17.2
1.62	1.7	2.061	8.5	18.3	18.5
1.68	1.76	2.217	7.91	19.7	19.9
1.74	1.82	2.378	7.37	21.1	21.3
1.81	1.9	2.573	6.81	22.9	23.2
1.88	1.97	2.777	6.31	24.7	25.1
1.95	2.04	2.988	5.87	26.5	26.9
2.02	2.11	3.205	5.47	28.5	28.8
2.1	2.2	3.464	5.06	30.8	31.2
2.26	2.36	4.012	4.37	35.7	36.1
2.44	2.54	4.676	3.75	41.6	42

Примітки

* - тільки ПЭВ-1

Примітка Для проводу ПЭВ-2 та ПЭВТЛ2 порівняно з ПЭВ-1:

0.05 … 0.14 мм	додати	0.005 мм
0.15 … 0.33 мм	-	0.01 мм
0.35 … 0.62 мм	-	0.02 мм
0.64 … 2.44 мм	-	0.03 мм

d_із при d =

G_П1 – додати 5%

Максимальний діаметр для проводів ПЭВТЛ1 та ПЭВТЛ2 – 1.56 мм