Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Определение параметров сердечника




Зная циклическую частоту , определим угловую частоту . Угловая частота – это скорость изменения фазы, она определяет число периодов в интервале времени, равном .

Соотношение между периодом , угловой и циклической частотами:

Поэтому, угловая частота для трансформатора, питаемого от сети с циклической частотой , равна:

По II правилу Кирхгофа:

где: U1=U01sinωt

i=I0sin(ωt+φ)

тогда:


(2.1)

 

 

dФ/df=-Ua/ω cosωt I0R/ω cos(ωt+Q)+C

Нас, в данном случае, интересует переменная во времени составляющая магнитного потока.

Амплитуда тока выражается через Ua и полное сопротивление обмотки Z1=R2+(ωl)2, где L-индуктивность первичной катушки.

Это значение Ф0 справедливо для всех вариантов данной работы.

Из приведенных соотношений для Ф(t) следует неожиданный, на первый взгляд, факт независимости переменной составляющей магнитного потока в катушке с сердечником, питаемой переменным током, от магнитных свойств сердечника или, другими словами магнитный поток в катушке, питаемой переменным током, определяется только амплитудой и частотой питающего напряжения.

Кроме того из (2.1) видно, что магнитный поток, возникающий в сердечнике тем меньше, чем больше частота питающего напряжения. Отсюда следует важный практический вывод о меньших габаритно-массовых характеристиках трансформаторов, предназначенных для преобразования потоков высокой частоты. Именно поэтому, в частности, в бортовой аппаратуре летательных аппаратов используются переменные токи частотой ~1 кГц

Студентам рекомендуются самостоятельно для себя сформулировать назначение сердечника в трансформаторе.

Различными для разных вариантов будут амплитудные значения магнитной индукции В00/S, где S-сечение магнитопровода.

Реальные ферромагнетики на практике работают в режиме, близком к насыщению, из чего следует, что увеличение магнитного потока в них можно достать лишь соответствующим увеличением площади поперечного сечения.

Общий накопленный опыт для проектировщиков использующих электротехническую сталь ЭU-200 (μа=5000Гн/м) рекомендовано электротехническое соотношение для площади поперечного сечения магнитопровода.

(2.2)

 

Студентам предлагается построить зависимость S(P) по 2.2. в единицах см2/Вт, в частности для развития навыка оценки мощности трансформатора по его внешнему виду.

Сила тока в первичной обмотке определяется по мощности и питающему напряжению:

I1=P/U1

По допустимой плотности тока (i=3А/мм2 -для электротехнической меди) определяется минимально допустимая площадь сечения провода первой обмотки.

Далее, по номенклатуре выпускаемых проводов следует подобрать провод S1≥S1Cumin и определить его диаметр d1Cu.

Числа витков в обмотках определяются по действующим значениям напряжения U1 и U2 и величине пробойного напряжения межвитковой изоляции (Uпроб≈1В), приводимого в электротехнических справочниках.

w1=U1/Uпроб

w2=U2/Uпроб

По площади и форме поперечного сечения сердечника определяется периметр сечения П, с использованием которого рассчитываются длины проводом обмоток

ɭ1=w1П

ɭ2=w2П

Строго говоря, для установления реальных длин следует добавить длину подводящих участков проводов и сделать поправку на толщину самих проводов (длина одного ветка ɭед=п+2d, где d-диаметр провода)

Длина стержня (часть сердечника, на которой располагается обмотка, в первом приближении равна поперечному размеру сердечника. На этой длине размещается U(1)ст/dпров- витков одной обмотки. U(1) как правило существенно меньше w1 и w2. Поэтому обмотка размещается на стержне в несколько слоев.

n≈w1/n(1)

Индуктивность катушки рассчитывается по формуле

, где µа=µµ0 –абсолютная магнитная проницаемость, µ0=4π10-7 Гн/м- магнитная постоянная, µ- относительная магнитная проницаемость сердечника, l-длина стержня, т.е. дли части сердечника, занятая витками обмотки.

Значение абсолютной магнитной проницаемости , следует брать из справочных данных.

Определение параметров обмотки.

Определим длину провода:

где – периметр сердечника; или (Для круглого и квадратного сечений, соответственно).

 

 

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАСЧЕТОВ

1. Сделать выбор формы сердечника (стержневой или тороидальный);

2. По заданной мощности трансформатора по эмпирическому соотношению SFe ≥1.2 задаться поперечным сечение сердечника и определить периметр его поперечного сечения П.

3. По величинам входного и выходного напряжений u1 и u2, и пробойному напряжению межвитковой изоляции определить количество витков в обмотках w1 и w2; используя длину периметра поперечного сечения сердечника оценить длину проводов обмоток l1Cu, l2Cu=ωП.

4. По мощности, напряжениям на обмотках и допустимой плотности тока (до выбранного материала проводников) определить минимально допустимые площади поперечного сечения проводников.

;


По номенклатуре выпускаемых проводников выбрать ближайший больший по сечению.

S ≥Smin Cu

 

5. Ориентировочно установить длину участка сердечника, на которой располагаются обмотки,т.е. эта длина в первом приближении равна поперечному размеру сердечника. Определить количество слоев каждой из обмоток из соотношений

 

 
 


, где - диаметр провода.

 
 


6. Рассчитать индуктивность обеих катушек

 

7. Рассчитать активные и реактивные сопротивления обмоток

 

 
 


;

 

8. Определить абсолютные и относительные активные потери мощности

 
 


 

 

Если относительные активные потери мощности превышают значение 0,1%, соответствующие выкладки повторить для проводов с большими сечениями поперечных сечений (по номенклатуре выпускаемых проводов).

9. Составит спецификацию элементов трансформатора по образцу.

Примечание: ссылки на литературные источники указывать в виде [7;10] всюду, где используются специальные данные (табличные значения, оригинальные соотношения и т.д.)

 

 

  2-ая обмотка По аналогии
  1-ая обмотка Медь р=0,0175 Ом мм2/м S= мм2 L= м
  Сердечник Сталь, ЭИ-200 µа=5000Гн/м S= см2 Lстержни= см
№ п/п Наименование Материал Параметры

 

Использованная литература:

1. С.Б. Беневоленский, А.Л. Марченко «Основы электротехники для ВТУЗОВ», 2006 г.

2. А.А. Усольцев. Учебное пособие «Общая электротехника».

3. Ю.В. Буртаев., П.Н. Овсянников «Теоретические основы электротехники».

4. П.М. Матханов «Основы анализа электрических цепей».

5. А.В. Хныков «Теория и расчет трансформаторов 2004».






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных