Расчет маломощного трансформатора электропитания

Расчет маломощного трансформатора электропитания



Расчетная работа

по дисциплине «Электропитание устройств, систем телекоммуникаций»

































2009


Таблица 1 – Исходные данные













115

24

6

0,05

0,5

50



Исходя из начальных параметров (таблица 1), для расчета трансформатора, будем использовать данные из таблиц 2,3,4,5.

1. Коэффициент трансформации:



  ;

  ;



2. Нагрузочная составляющая тока первичной обмотки:









Таблица 2 – Рекомендуемые значения параметров трансформатора

Габаритная мощность, ВА 

Индукция B, Тл 

Плотность J, 

КПД 

Коэффициент заполнения окна 

Удельные потери, Вт/кг 



Частота сети 



Частота сети 



50 Гц 

400 Гц 

50 Гц 

400 ГЦ 

50 Гц 

400 Гц 



50 Гц 

400 Гц 

10 

1,10 

1,0 

4,0 

6 

0,82 

0,80 

0,23 

0,30 

12,5 

20 

1,25 

1,1 

3,9 

5,5 

0,85 

0,83 

0,26 

1,65 

15,0 

40 

1,35 

1,2 

3,2 

5 

0,87 

0,85 

0,28 

1,95 

18,0 

70 

1,40 

1,25 

2,8 

4,2 

0,89 

0,87 

0,3 

2,1 

19,5 

100 

1,35 

1,2 

2,5 

3,8 

0,91 

0,89 

0,31 

1,95 

18,0 

200 

1,25 

1,1 

1,8 

3,1 

0,93 

0,91 

0,32 

1,65 

15,0 

400 

1,15 

1,0 

1,6 

2,5 

0,95 

0,92 

0,33 

1,40 

12,5 

700 

1,10 

0,9 

1,3 

2,1 

0,96 

0,93 

0,33 

1,30 

10,5 

1000 

10,5 

0,8 

1,2 

1,8 

0,96 

0,93 

0,34 

1,20 

8,5 



3. Габаритная мощность трансформатора: 



; ;

;





4. По габаритной мощности трансформатора выбираем магнитопровод. Стандартный магнитопровод можно выбрать также по произведению , где  и - площадь поперечного сечения магнитопровода и площадь окна : 



			 









Плотность тока в обмотках трансформатора преобразователя можно определить по приближенной формуле:






J=3.9



5. Потери в стали :



 







6. ЭДС, индуцируемая в одном витке: 











7. Число витков каждой обмотки трансформатора:





  



Таблица 3

Обозначение магнитопровода 

a 

h 

c 

b 

lc 

Sст 



Gст 



мм 

мм 

мм 

мм 

см 





кг 

ШЛ6x6,5 

6 

15 

6 

6,5 

5,1 

0,33 

0,35 

0,013 

ШЛ6x8 

6 

15 

6 

8 

5,1 

0,40 

0,43 

0,016 

ШЛ6x10 

6 

15 

6 

10 

5,1 

0,52 

0,54 

0,020 

ШЛ8x8 

8 

20 

8 

8 

6,8 

0,55 

1,02 

0,029 

ШЛ8x10 

8 

20 

8 

10 

6,8 

0,7 

1,28 

0,036 

ШЛ10x10 

10 

25 

10 

10 

8,5 

0,9 

2,5 

0,057 

ШЛ10x16 

10 

25 

10 

16 

8,5 

1,42 

4,0 

0,091 

ШЛ10x20 

10 

25 

10 

20 

8,5 

1,80 

5,0 

0,113 

ШЛ12x12,5 

12 

30 

12 

12,5 

10,2 

1,40 

5,4 

0,100 

ШЛ12x16 

12 

30 

12 

16 

10,2 

1,72 

6,9 

0,130 

ШЛ12x20 

12 

30 

12 

20 

10,2 

2,15 

8,65 

0,165 

ШЛ12x25 

12 

30 

12 

25 

10,2 

2,7 

10,8 

0,205 

ШЛ16x16 

16 

40 

16 

16 

13,6 

2,3 

16,6 

0,235 

ШЛ16x20 

16 

40 

16 

20 

13,6 

2,90 

20,5 

0,235 

ШЛ16x25 

16 

40 

16 

25 

13,6 

3,60 

26,6 

0,370 

ШЛ16x32 

16 

40 

16 

32 

13,6 

4,83 

32,6 

0,470 

ШЛ20x20 

20 

50 

20 

20 

17,1 

3,65 

40,0 

0,460 

ШЛ20x25 

20 

50 

20 

25 

17,1 

4,55 

50,0 

0,575 

ШЛ20x32 

20 

50 

20 

32 

17,1 

5,80 

64,0 

0,735 







Рисунок 1- Броневая конструкция магнитопровода ШЛ6×10



На рисунке 1 изображена броневая конструкция магнитопровода ШЛ6×10, выбранная по произведению , где  и - площадь поперечного сечения магнитопровода и площадь окна. 

8. Диаметр провода обмотки трансформатора (без учета толщины изоляции):












9. Средняя длина витка обмотки в трансформаторе на броневом сердечнике:











10. Длина каждой обмотки:













11. Сопротивление каждой обмотки:











12. Потери мощности на сопротивлениях обмоток:











13. Ток холостого хода (ток первичной обмотки ненагруженного трансформатора) состоит из тока намагничивания (реактивная составляющая тока) и тока , вызванного потерями в стали :









Таблица 4 - Обмоточные провода

Диаметр медной жилы d, мм 

Диаметр провода с изоляцией, мм 



ПЭ 

ПЭВ-1 

ПЭВ-2 

ПЭЛШО, ПЭЛШКО 

0,05; 0,06; 0,07; 0,09 

d+0,015 

d+0,025 

d+0,03 

d+0,07 

0,10; 0,11; 0,12; 0,13; 0,14 

d+0,02 

d+0,025 

d+0,03 

d+0,075 

0,15; 0,16; 0,17; 0,18; 0,19 

d+0,02 

d+0,03 

d+0,04 

d+0,075 

0,20; 0,21 

d+0,025 

d+0,03 

d+0,04 

d+0,09 

0,23; 0,25 

d+0,025 

d+0,04 

d+0,05 

d+0,09 

0,27; 0,29 

d+0,04 

d+0,04 

d+0,05 

d+0,105 

0,31; 0,33; 0,35 

d+0,04 

d+0,04 

d+0,06 

d+0,11 

0,38; 0,41 

d+0,04 

d+0,04 

d+0,06 

d+0,11 

0,44; 0,47; 0,49 

d+0,05 

d+0,04 

d+0,06 

d+0,11 

0,51; 0,53; 0,55; 0,57; 059; 0,62 

d+0,05 

d+0,05 

d+0,07 

d+0,12 

0,64; 0,67; 0,69 

d+0,05 

d+0,05 

d+0,08 

d+0,12 

0,72 

d+0,06 

d+0,05 

d+0,08 

d+0,013 

0,74; 0,77; 0,80; 0,83; 086; 0,90; 093; 0,96 

d+0,06 

d+0,06 

d+0,09 

d+0,13 

1,0; 1,04; 1,08; 1,12; 1,16; 1,20 

d+0,07 

d+0,08 

d+0,11 

d+0,14 



14. Полный ток первичной обмотки нагруженного трансформатора состоит из тока холостого хода и тока , вызванного потерями в меди:











15. Число витков вторичных обмоток:











Число витков первичных обмоток:






16. Определяем толщину обмоток трансформатора и проверяем, уменьшаются ли они в окне выбранного магнитопровода.
 Толщина каждой обмотки броневого трансформатора:













Таблица 5 – Зависимость толщины прокладки dn от диаметра провода

d, мм

0,2

0,21-1,0

1,04-1,74

1,81-2,2



0,03-0,05

0,06-0,08

0,1-0,2

0,2-0,3



17. Толщина катушки трансформатора:











18. Уточняем потери мощности на сопротивлениях обмоток, считая потери в первичной обмотке при протекании по ней полного тока:







19. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отношению к окружающей среде находим по приближенной формуле: