Кольцевые ленточные магнитопроводы

10. Длина каждой обмотки

.

11. Сопротивление каждой обмотки

,

где S_прj– площадь сечения провода, мм².

12. Потери мощности на сопротивлениях обмоток

.

Таблица 1.6

Кольцевые ферритовые сердечники

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

,

где H– напряженность магнитного поля, определяемая по основной кривой намагничивания магнитного материала; l_c – средняя длина магнитной силовой линии, см, определяемая из табл. 1.4, 1.5, 1.6.

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

.

15. Число витков вторичных обмоток

.

Число витков первичной обмотки

.

16. Определяем толщину обмоток трансформатора и проверяем, умещаются ли они в окне выбранного магнитопровода.

Толщина каждой обмотки броневого и стержневого трансформаторов

,

где (h-2) - допустимая высота обмотки; K_y – коэффициент укладки, учитывающий неплотность намотки (K_у=0,9); d_п – толщина прокладки, зависящая от диаметра провода.

Таблица 1.7

Толщина прокладки в зависимости от диаметра провода

Таблица 1.8

Обмоточные провода

Толщина катушки броневого трансформатора

,

где К_р – коэффициент разбухания обмоток за счёт неплотного прилегания слоев (К_р = 1,2–1,3); δ – толщина электрокартонной или гетинаксной изоляции между обмотками и стержнем (δ = 1–2)мм; δ_j – толщина лакотканной изоляции между обмотками (δ_j = 0,2–0,3)мм.

Толщина катушки стержневого трансформатора

.

Если зазор между катушкой и сердечником С - С_к < 2 мм, то следует либо увеличить индукцию, либо подобрать провода меньших диаметров, уменьшить толщину и количество слоев межвитковых прокладок.

Толщина первичной обмотки тороидального трансформатора

,

где – коэффициент укладки ( =0,8); – толщина изоляции магнитопровода (в зависимости от способа изоляции может составлять 0,5–1мм); – остаточный диаметр окна после намотки обмоток, определяемый из табл. 1.9.

Для колец с мм мм.

Таблица 1.9

Остаточный диаметр окна после намотки обмоток в зависимости от диаметра колец

Ориентировочная толщина одной из вторичных обмоток тороидального трансформатора

.

Толщина катушки тороидального трансформатора

.

Остаточный диаметр после намотки

.

При этом должен быть не менее выбранного из табл. 1.9.

Другой способ проверки заполнения окна кольцевого сердечника обмотками заключается в анализе условия

,

где S_техн – площадь технологического отверстия, которое остаётся после намотки и определяется технологией намотки и конструктивным оформлением трансформатора:

S_техн = (0,1 – 0,4) S_ок.

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

.

18. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отношению к окружающей среде находим по приближённой формуле

,

где S_охл – охлаждающая поверхность обмоток:

для броневой конструкции

,

для стержневой конструкции (с двумя катушками)

,

для кольцевого магнитопровода

.

Чем больше плотность тока в обмотке и чем меньше поверхность обмотки, с которой происходит отдача тепла в окружающую среду, тем больше перегрев трансформатора – превышение температуры его обмотки над температурой среды. При температуре окружающей среды T и температуре перегрева обмотки T_п обмотка нагреется до температуры

T₀ = Т + T_п .

Эта температура не должна превышать 90^°С для провода марки ПЭЛ и 105^°С – для провода марки ПЭВ.

Положим, что Т < 50^°С. Тогда для провода марки ПЭВ Т_п < 55^°С. Если это условие не выполняется, то необходимо уменьшить плотность тока в обмотках. Если Т_п< 55^°C, то тепловой режим считается удовлетворительным.

Алгоритм расчета маломощного трансформатора электропитания приведен на рис. 1.2. На рис. 1.3 представлено рабочее окно программы расчета.

Рис. 1.3. Рабочее окно программы