Расчет однофазного трансформатора 2 (стр. 4 из 5)

В нашем случае, при намотке обмоток в последовательности 1, 2, 3, значения

определяются по формулам:

Подставив числовые значения, получаем:

37). Масса меди каждой обмотки находится из выражения

Подставив числовые значения в формулу, получаем:

Просуммировав массы отдельных обмоток, получим общую массу провода катушки:

.

Проверяем значение

по формуле:

38). Находим потери в каждой обмотке по формуле

Расчет в данной работе производится на максимальную температуру, которая должна лежать в пределах

, следовательно, коэффициент принимаем по температуре 105 С из таблицы в методических указаниях .

Потери в катушках равны сумме потерь в отдельных обмотках:

Проверяем значение

:

Рекомендуемые пределы отношения потерь в меди к потерям в стали при нормальной нагрузке при 400 Гц, должно лежать в пределах от 0,35 до 1,5. Данная рекомендация выполняется.

39). Тепловой расчет трансформатора производится по методу электротепловых аналогий. Здесь используется формальная аналогия между процессами переноса тепла и электричества. При данной методике составляется электрическая схема, моделирующая процессы теплопередачи в трансформаторе.

Для определения максимального превышения температуры катушки и максимального значения среднеобъемной температуры обмотки можно использовать данную тепловую схему:

На этом рисунке приняты обозначения:

-тепловой поток, мощность которого равна электрическим потерям в обмотке;

-тепловой поток, мощность которого равна магнитным потерям в стали сердечника;

-тепловые потери в ветвях схемы замещения;

-тепловое сопротивление катушки собственному потоку потерь;

-тепловое сопротивление катушки для потока, идущего от максимально нагретой области до каркаса, величина которого зависит от проходящего через него потока;

-тепловое сопротивление каркаса;

-тепловые сопротивления граничных слоев: поверхность катушки-среда и поверхность сердечника- среда соответственно.

40). Определяем

.

Воспользовавшись таблицами в методических указаниях, для выбранного магнитопровода определяем тепловые сопротивления элементов схемы замещения:

41). Определяем величину теплового потока между катушкой и сердечником

Подставив в формулу числовые значения, получаем

42). Определяем тепловое сопротивление катушки от максимально нагретой области до каркаса по формуле:

Получаем:

43). Определяем максимальное превышение температуры катушки и среднее превышение температуры обмотки.

Так как полученное значение

, т.е. тепловой поток, направлен от сердечника к катушке и максимально нагретая область находится на каркасе, то в этом случае необходимо определить тепловой поток катушка-сердечник по формуле:

Полученное значение

оказалось больше нуля, то максимальное превышение температуры катушки определяются по формуле:

Среднее превышение температуры катушки находим, как:

44). Оценка результатов расчета перегрева.

Приближенное значение максимальной температуры перегрева

определяют по упрощенной формуле:

,

где -перепад температуры от внутренних слоев обмоток к наружным, для пропитанной лаком катушки примем равным ;

-открытая поверхность сердечника трансформатора, , причем ;

-открытая поверхность обмоток трансформатора, ; ;

-удельный коэффициент теплоотдачи.

Воспользовавшись формулами из методических указаний, находим:

Таким образом,

и

Подставив в исходную формулу все полученные значения, получим:

Максимальные температуры, полученная в пункте 43 и полученная по формуле приближенного расчета, отличаются на

, что говорит об отсутствии грубых расчетов в этих пунктах.

45). Максимальная температура обмотки равна: