Расчет и выбор мощности понижающего трансформатора

 

Рисунок 3.2 – Исходная схема расчетного трансформатора

 

Исходные данные:

U₁= 380 В – напряжение сети;

U₂ = 127 В – напряжение вторичной обмотки;

U₃ = 36 В – напряжение вторичной обмотки

I₂= 1,2 А;

I₃ = 2,1 А.

Определяем мощность потребителя вторичной обмотки:

 

S₂ = ΣU_ф·I_ф, (11)

 

S₂ = 127 · 1,2 + 36 · 2,1= 380,4 (Bт)

Определяем мощность первичной обмотки:

 

S₁= , (12)

 

где, η_m= 0.87 - КПД трансформатора.

S₁=

Определяем первичное сечение обмотки трансформатора:

 

Q_c = К · , (13)

 

Q_c = 8 · = 8,74 (см²)

где, к=8 - постоянный коэффициент для воздушных трансформаторов;

f=50 – частота, Гц.

С учётом изоляции сердечника увеличиваем сечение на 10%.

 

Q^’_c = К · Q_c, (14)

 

Q^’_c = 1,1 · 8,74 = (см²)

Окончательно принимаем 30 см².

Определяем ток первичной обмотки трансформатора:

 

I₁ = , (15)

 

I₁=  = 1,15 (А)

Определяем сечение проводников первичной и вторичной обмоток трансформатора по плотности тока. Для медных проводов принимается δ = 3.5А/мм².

 

S = I / δ, (16)

 

S₁ = I₁ / δ = 1,15/ 3,5 = 0,3 (мм²)

S₂ = I₂ / δ = 1,2/ 3,5 = 0,35 (мм²)

S₃ = I₃ / δ = 2,1 / 3,5 = 0,6 (мм²)

Принимаем для первичной и вторичной обмоток провод марки ПЭВ-1

d₁=0,447 мм²;

d₂=0,35 мм² ;

d₃=0,6 мм²

Определяем число витков первичной и вторичной обмоток:

 

ω₁ = (S₁ · 10⁴) / (222 · B · Q_c), (17)

 

при B = 1,3

ω₁ = (437,24 · 10⁴) / (222 · 1,3 · 30) = 505 витков

 

ω₂ = ω₁ · , (18)

 

ω₂ = 505 · = 169 витков

 

ω₃ = ω₁ · , (19)

 

ω₃ = 505 · = 48 витков

С учётом компенсации падения напряжения в проводах число витков вторичной обмотки увеличиваем на 10%.

 

ω^' = 1,1 · ω, (20)

 

ω^'₂ = 1,1 · 169 = 186 витков

ω^'₃ = 1,1 · ω₃ = 1,1 · 48 = 53 витков

Определяем площадь окна, занимаемой первичной и вторичной обмотками:

 

Q_p = Q₁ + Q₂ + Q₃, (21)

 

Q_p = w₁·d₁ + w₂·d₂ + w₃·d₃ = 505·0,447 + 186·0,35 + 53·0,6 = 323 (мм²)

Определяем площадь окна трансформатора:

 

Q_тр = H·B, (22)

 

где, H = 42мм – высота;

B = 20мм – ширина.

Обозначение магнитопровода ШЛ 12х20

Q_тр = 42 · 20 = 840 (мм²)

Определяем коэффициент заполнения окна:

 

К_з = , (23)

 

К_з =  = 0,883

С учётом увеличения изоляции между обмотками на 10%, принимаем коэффициент заполнения К_З =1,1·0,883 = 0,97.

 

Экономическая часть