Конструкция заданного маломощного трансформатора в большей мере зависит от заданных характеристик. Следовательно, после анализа технического задания стало известно, что конструируемый трансформатор должен иметь следующие исходные данные: U
=220В-напряжение цепи питания;f=50Гц-частота сети питания;
U
=5В-напяжение первой вторичной обмотки;I
=1А-ток первой вторичной обмотки;U
=8В-напряжение второй вторичной обмотки;I
=0.5 А-ток второй вторичной обмотки;U
=13В-напряжение третьей вторичной обмотки;I
=0.1А-ток третьей вторичной обмотки .Годовой выпуск n= 250000шт./год.
Так как трансформатор имеет большие электромагнитные силовые потоки, а соответственно большие размеры обмоток элемента. Для уменьшения размеров и массы важную роль играет грамотный подбор материалов составных частей трансформатора .
На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается стержневой трансформатор.
Но учитывая условия внешних механических и физических воздействий более целесообразно использовать броневой трансформатор .
Учитывая недостатки в существующих трансформаторах, относительно проектирования выбираем следующие направления:
1. Для стяжки трансформатора используем обойму специальной формы ;
2. Фиксация всей конструкции к основанию происходит болтовыми соединениями ;
3. Токосъем выполним в виде паянного соединения контактов трансформатора с отводящими элементами;
4. Обмотка трансформатора – открытого типа , то есть крышки не имеет, так как условия работы – лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.
3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ
3.1 Расчет броневого трансформатора
1 Определение суммарной мощности вторичных обмоток (габаритная мощность) трансформатора по формуле (5.1)
P = , (5.1)Где n-число вторичных обмоток
Подставляем значения на основе исходных данных и определяем суммарную мощность вторичных обмоток :
P
=5*1+8*0.5+13*0.1=5+4+1.3=10.3 ВА2 Выбираем конфигурацию магнитопровода .
В соответствии с рабочей частотой выбирается материал и толщина ленты на основании таблицы-3.1Виды магнитопроводов.
В качестве материала для магнитопровода выбираем сталь Э310 с толщиной ленты 0.35мм
3Определение ориентировочных величин
Находим индукцию по таблице 5-1
В=1.55тл– индукция;
d=3.5 а/мм
- плотность тока , на основании таблицы5.2–Таблица плотности тока ;k
=0.13-коеффициент заполнения окна , из таблицы 5.3- Таблица зависимости коэффициента конфигурации магнитопроводаk
=0.93– коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью, из таблицы5.4- Коэффициент заполнения окна от сечения магнитопровода сталью.4 По формуле (5.2) определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна . Однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода :
S
S = , (5.2)Тогда , подставив значения , получим :
S
S = см4.5 Из таблицыП2-2 (1) выбираем магнитопровод: ШЛМ16*20, у которого S
S =7.5см4, S =3.20см2– активная площадь сечения магнитопровода ; G = 0.210кг- вес магнитопровода ;Габаритные размеры:
h=26,0мм;
a=16,0мм;
c=9,0мм;
C=50,8мм;
H=42,4мм;
B=20,0мм;
6 По формуле (5.6) и кривой , рисунок5.2определяем потери в стали для индукции В=1,55 (Тл).
Р
= р * G , (5.6)Где р
- удельные потери ( на 1 кг стали );G
- масса магнитопровода.Тогда
Р
=4*0.21=0.84 Вт .7 По формуле1.59 находим активную составляющую тока холостого хода при максимальном напряжении питающей сети В).
(U
=220).I
= , (1.59)Где Р
-полные потери в стали ;I
=0.003А8 Находим полную намагничивающую мощность в стали по формуле(1.62) и кривой рисунок 5.2 .
Q
= q * G , (1.62)где q
-полная удельная намагничивающая мощность , (q = 20В*А/кг на основании рисунка5.2 ).Тогда:
Q
=20*0.210=4.2 В*А9 По формуле1.61находим реактивную составляющую тока холостого хода (U
=220 В).I
= , (1.61)Где Q
- намагничивающая мощность ,мощность которая необходима для создания в магнитопровода трансформатора заданного значения магнитной индукции .Значит
I
= А .10 Находим абсолютное и относительное значение тока холостого хода.
а) по формуле (1.60):
I
= , (1.60)Тогда
I
= =0.019 А ;б) по формуле (5.7):
I
= = , (5.7)где
-суммарная мощность вторичных обмоток =0.6 –из таблицы5.5;cos
=0.9 -из таблицы 5.5.I
= А.Ток холостого хода выразим в процентах по формуле (5.8).
I %=
, (5.8)тогда
I %=
%.что допустимо