В самой простой классификации они бывают однофазные и трехфазные. Рассмотрим , для начала, принцип работы стандартного однофазного преобразователя переменного напряжения. Благодаря магнитному потоку, который создается первичной обмоткой, вторичная его улавливает и преобразует в переменное напряжение с такой же частотой, но с другим номиналом. Почему же напряжения на вторичной обмотке отличается? А потому, что зависит от количества витков, которые намотаны на обоих обмотках. И подчиняются следующей формуле. ,где:
U1 и U2 — напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;
N1, N2 — количество витков на каждой обмотке;
I1, I2 — токи протекающие в каждой из обмоток.
В данных вы познакомитесь с общим устройством, со схемой замещения при холостом ходе. С работой однофазного и трехфазного трансформатора. С переходными процессами происходящими в них. Познакомитесь с примерами расчета. Точный и правильный расчет трансформатора довольно сложен, если вам не терпится познакомится с ним по ссылке чуть выше, вы можете скачать целый курсовой проект посвященный этому вопросу, но радиолюбителю или начинающему электронщику можно сконструировать силовой трансформатор, пользуясь для расчета упрощенными методиками, которые рассмотрены ниже. Для упрощенного расчета необходимо вычислить, исходя из заданных параметров величины напряжений и токов для всех обмоток.
1/Сначала расчитаем мощность для всех вторичных обмоток:
1. P2=I2×U2; P3=I3×U3 и т.д где Р2, Р3, Р4 — мощности, отдаваемые обмотками трансформатора; I2, I3, I4 — силы токов (А);
2. U2, U3, U4 — напряжения этих обмоток. Для расчета общей мощности трансформатора все составляющие, вычисленные для отдельных обмоток, суммируются и общая сумма умножается на коэффициент 1,25, учитывающий потери.
3. P=1,25×(P2+P3+P4+..) По мощности Р подсчитывается сечение сердечника (в кв.см):
2.Далее рассчитываем число витков n0 приходящиеся на 1 вольт напряжения: n0=50/Q
3.Затем переходят к нахождению числа витков каждой из обмоток. Для первичной обмотки число витков, учитывая потери напряжения, будет определятся так:
4.Для остальных обмоток учитывая потери напряжения числа витков определяются:
6. n2=1,03×n0×U2; n3=1,03×n0×U3 и т.п
5.Диаметр провода любой обмотки трансформатора можно определить по формуле:
7. d=0.7×√ I где I — сила тока (A), идущего через данную обмотку; d — диаметр провода (по меди) в миллиметрах.
8. Сила тока, проходящего через первичную обмотку, вычисляется из обшей мощности трансформатора
6.Необходимо еще выбрать типоразмер пластин для сердечника трансформатора. Для этого нужно рассчитать площадь, которую занимает вся обмотка в окне сердечника :
10. Sм=4×(d12×n1+d22×n2+d32×n3+. +) где Sм — площадь (в квадратных миллиметрах), занимаемая всеми обмотками в окне;
11. d1, d2, d3 и d4 — диаметры проводов обмоток (в миллиметрах);
12. n1, n2, n3 и n4 — числа витков соответствующих обмоток.
Эта формула учитывает толщину изоляции проводов и неравномерность намотки обмоток, а также место, которое занимает каркасом в окне сердечника. По полученной величине Sм выбирается типоразмер пластины с таким образом, чтобы обмотка свободно влезть в окно выбранной пластины.
Выбирать пластины с окном, значительно большим, чем это требуется, не следует, так как при этом сильно ухудшаются общие свойства трансформатора. 7.Затем определяют толщину набора сердечника — величину b, которую вычисляют по формуле:
14. Здесь размер a – ширина среднего лепестка пластины и b в миллиметрах;
Расчет как видите очень простой, самым сложным является поиск необходимого сердечника с нужными типоразмерами. Определение мощности силового трансформатора без сложных расчетов
Полный расчет и самостоятельное изготовление трансформатора для радиолюбителя довольно сложная задача. Но можно пойти более быстрым путем. Просто подобрать близко похожий по мощности и исправный трансформатор. Рассмотрим косвенный способ определения мощности трансформатора на примере трансформатора ТП114-163М.
Он броневого типа, собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Итак, для вычисления мощности трансформатора требуется рассчитать сечение магнитопровода.
Применительно к ТП114-163М, магнитопровода представляет набор штампованных Ш-образных и прямых пластин из электротехнической стали. Для упрощенного расчета сечения потребуется умножить толщину набора пластин на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины. При расчетах не забывайте соблюдать размерность. Лучше все мерить в сантиметрах. В соответствии с рисунком, толщина набора около 2 сантиметров.
Затем измеряем ширину центрального лепестка. Тут немного сложнее.
Так как ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас.
Поэтому центральный лепесток почти не виден, он закрыт пластиной, и измерить его ширину проблематично. Поэтому ширину измеряем у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Она не дополняется прямой пластиной и поэтому хорошо просматривается край центрального лепестка. Таким образом сечение магнитопровода будет 3,4 см2.
8.Остается подставить это значение в формулу и вычислить результат – около 7 ватт. Pтр=(S/1,3)2
Расчет трансформатора. Маломощный с воздушным охлаждением
В конструкторском исполнении он представляет собой магнитопровод и катушки с обмотками.
Магнитопроводы небольшой мощности бывают пластинчатые и ленточные. Они в свою очередь делятся на три основных класса: стержневые, кольцевые и броневые. Обмотки катушек делаются из изолированных проводов и кроме, этого осуществляется изоляция катушек непосредственно от сердечника. В этой работе был представлен расчет трансфор-ра трехфазного двухобмоточного общей мощностью 1000 кВ•А. При передаче энергии на одинаковое расстояние, потери ее оказываются разными при разных напряжениях. Чем выше напряжение, тем меньше потери. Для изменения напряжения в электроэнергетике применяют тран-торы. Так в начале практической используют повышающие трансф., а в конце – понижающие. Цель данной практической работы заключается в том, чтобы спроектировать его с минимальными потерями. Расчет трехфазного двухобмоточного маслянного трансформатор.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9836 — 
| 7696 — 
или читать все.
91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.
Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно
Читайте также:
|
| Вар иант | U1 В | I1 A | P1 Вт | cos φ1 | U2 В | I2 A | P2 Вт | cos φ2 | ΣР кВт | η | Kт |
| — — — | — — 2,5 — 3,5 | 0.72 1,73 0,75 0,73 0,76 | — — | — — — | — — — — — | 0,96 0,98 — 0,97 | — — 0,37 0,32 0,47 | — — — — — | — — — — | ||
| — — | — — — — — | 2,4 4,5 — 3,2 — | — — 0,75 — 0,73 | — — | — — — — — | — 3,9 — 2,8 | 0,93 — — | — — 0,6 — 0,35 | 0,85 — — 0,83 — | 2,75 2,75 — 3.34 — | |
| 2,2 — — — | — 4,5 — — — | 0,76 0,71 0,73 0,72 0,66 | -50 — — | — — — — — | — 3,9 — 3,2 1,8 | — 0,92 — 0,96 — | — — 0,4 0,5 — | 0,92 — — — 0,86 | 3,15 — — — |
Задача 6.1.(Варианты 16-30) На станции ТО и ТР автомобилей в смотровых канавах применяются светильники с пониженным напряжением. Понижающий трансформатор эксплуатируется в номинальном режиме. Трансформатор имеет следующие номинальные значения; мощность Sн, первичное Uн1, вторичное Uн2, первичный ток Iн1, вторичный Iн2, ток холостого хода Iх. Коэффициент трансформации Кт. Лампы накаливания переносных светильников, сопротивлением R, подключены к вторичной обмотке трансформатора. Определить величины указанные прочерками в таблице 6.2.
| Вар иант | Sн ВА | UН1 В | IН1 A | UН2 В | IН2 A | Iх A | Iх/ Iн | R Ом | Кт |
| — | — — — — — | 2 4 — | — — — — — | — — — — — | 0,06 0,1 0,08 0.05 0,1 | — — — — — | — 9,17 18,33 — 10,57 | ||
| — — — — | — | — 0,96 2,27 1,91 1,83 | — — — | — — — — — | — — — — | 0,5 0,1 0,04 0,07 0,06 | — 4,8 — — — | 10,56 — 9,17 10,58 18,32 | |
| — — | — — — | — — — — 0,91` | 3,33 — — — | — — — — — | 0,04 0,09 0,05 0,09 0,1 | — — — — — | — 10.57 10,56 — — |
Задача 6.1.(Варианты 31-40) Однофазный трансформатор, для питания цепей сигнализации с пониженным напряжением, работает в номинальном режиме и имеет следующие данные; мощность Sн, первичное напряжение U1н, вторичное U2н, первичный ток I1н, вторичный ток I2н, ток холостого хода Iх, число витков первичной обмотки w1, вторичной w2, коэффициент трансфор- мации Кт, сопротивление нагрузки R. Определить величины указанные про- черками в таблице 6.3.
| Вари ант | Sн ВА | U1н, В | I1н А | w1 | U2н В | I2н А | w2 | Iх А | Iх/ I2н | R Ом | Кт |
| — — — | — — — — 6,4 | — — | — — — | — — — — — | — — | — — — — — | 0.08 0,05 0,1 0,07 0,05 | — — — — — | 13,8 — 41,6 41,6 13,8 | ||
| — — — — — | — | 1,8 — 1,2 66,7 — | — — | — — | — 44,4 — 11,1 | — — — | — — — — — | 0,05 0,04 0,07 0,08 0,07 | — — — — — | 18,6 — — — 10,6 |
Задача 6.1.(Варианты 41-50) Однофазный двухобмоточный трансфор- матор используется для питания пониженным напряжением элементов аппаратуры ремонтируемого оборудования. Табличные данные трансфор- матора: номинальная мощность Sн, номинальные напряжения U1н, U2н. Номинальные токи в обмотках I1н, I2н, фактические токи в обмотках I1, I2 при мощности потребителя S2 и коэффициенте мощности cosφ2. Коэффициент нагрузки трансформатора Кн. Потребляемая активная мощность трансформатором Р1, потребляемая нагрузкой Р2, суммарные потери в трансформаторе ΣР, к.п.д. трансформатора η. Определить величины указанные прочерками в таблице 6.4.
| Вар иант | Sн ВА | U1н, В | I1н А | U2н В | I2н А | Р2 Вт | cosφ2 | η | Кн |
| 4 3 | — — — | — — | 6,5 37,7 — — — | — — 22,3 — 16,6 | — — — — | 0,86 — 0,74 — 0,75 | 0,81 0,82 — 0,74 — | 0,65 0,92 0,95 0,74 — | |
| — — | — — | — — 1,6 — — | — — | 13,3 — 83,3 11,1 | — — — | — 0,80 0,78 — 0,85 | 0,70 — — 0,84 0,78 | 0,90 0,75 — 0,78 0,72 |
Задача 6.2.(Варианты 1-25) Трёхфазный трансформатор имеет номиналь- ную мощность Sн и номинальные напряженияU1н и U2н. Трансформатор нагружен на Кн своей номинальной мощности на потребитель с коэффи -циентом мощности cosφ2.
Определить: 1.трансформатор; 2. номинальные и фактические токи в обмотках; 3. к.п.д. при номинальной и фактической нагрузках; 4.недос- тающие данные выбрать из таблицы 6.7. Данные для своего варианта выбрать из таблицы 6.5.
| Вариант | Sн кВА | U1н, В | I1н А | P2 кВт | cosφ2 | Кн |
| 0,4 0,69 0,4 0,4 0,4 | — — — — | 0,91 — 0,7 0,95 0,90 | 0,8 0,7 0,9 0,85 0,75 | |||
| 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 | — — — — | 0,90 0,85 — 1,0 0,80 | 0,70 0,75 0,70 0,73 0,72 | |||
| 0,69 0,69 0,69 0,4 0,4 | — — — — | 0,95 0,93 — 0,85 | 0,75 0, 80 0,89 0,90 0,85 | |||
| 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 | — — | 0,92 — — 0,95 0,85 | 0,87 0,75 0,70 0,75 0,70 | |||
| 0,69 0,4 0,4 0,23 0,23 | — | — — 0,85 — — | 0,85 0,89 0,95 0,70 0,85 |
Задача 6.2.(Варианты 26-50) Трёхфазный трансформатор, тип которого и номинальные технические данные, указаны в таблице 6.6. Пользуясь этой таблицей определить:
Номинальные токи в обмотках, ток холостого хода в амперах, напряжение короткого замыкания в вольтах, к.п.д. трансформатора при номинальной нагрузке, к.п.д. трансформатора при фактической нагрузке.
Определить величины указанные прочерком в таблице вариантов;
где Кн — коэффициент нагрузки, Р2 — активная мощность отдаваемая трансформатором, cos φ2 — коэффициент мощности трансформатора.
Указание: Выбрать только одно первичное и одно вторичное напряжения.
| Вариант | Тип трансформатора | Р2 кВт | Кн | cos φ2. |
| ТМ 25/6;10 ТМ40/6;10 ТМ 63/6;10 ТМ 100/6;10 ТМ 160/6;10 | — — | 0,95 0,92 0,91 0,90 0,89 | — 0,80 — 0,82 — | |
| ТМ 250/6;10 ТМ 400/6;10 ТМ 630/6;10 ТМ 630/6;10 ТМ 1000/6;10 | — — | 0,88 0,87 0,86 0,85 0,84 | — 0,75 — 0,70 — | |
| ТМ 1600/6;10 ТМ 1000/6;10 ТМ 1600/6;10 ТМ 25/6;10 ТМ 40/6;10 | — — | 0,83 0,82 0,81 0,80 0,80 | — 0,90 0,90 — — | |
| ТМ 63/6;10 ТМ 100/6;10 ТМ 160/6;10 ТМ 250/6;10 ТМ 400/6;10 | — — — — | 0,81 0,82 0,83 0,84 0,85 | 0,85 0,86 0,87 0,88 — | |
| ТМ 630/6;10 ТМ 1000/6;10 ТМ 1000/6;10 ТМ 1600/6;10 ТМ 1600/6;10 | — — — — | 0,80 0,82 0,83 0,84 0,85 | 0,90 — 0,85 0,85 0,86 |
Технические данные трансформаторов.
Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 346 ; Нарушение авторских прав
Задача 1. Однофазный трансформатор ОМ-6667/35 работает как понижающий. Пользуясь его техническими данными приведенными в таблице 6.1, рассчитать: коэффициент трансформации; номинальные токи первичной вторичной обмоток; напряжение на вторичной обмотке U2 при активно-индуктивной нагрузке, составляющей 50% (β=0,5) от номинальной и cosφ2=0,8; к.п.д. при cosφ2–0,9 и нагрузке, составляющей 75% (β=0,75)от номинальной.
Тип транс- форматора
Решение. Коэффициентом трансформации называется отношение высшего напряжения к низшему в режиме холостого хода независимо от того, является ли трансформатор повышающим или понижающим:
.
Номинальные токи первичной и вторичной обмоток определим из формулы номинальной мощности трансформатора:
;
;
.
Активно-индуктивная нагрузка трансформатора приводит к снижению напряжения на его вторичной обмотке U2, которое можно найти из формулы процентного изменения напряжения
,
где: ΔU – процентное изменение напряжения (в трансформаторах ΔU не превышает 1÷6%); 
– коэффициент нагрузки; Ua и Uр – активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, выраженные в процентах (
; 
).
.
где: Р – мощность потерь при холостом ходе, равная сумме потерь в стали на гистерезис и вихревые токи; Рк – мощность потерь в обмотках при коротком замыкании (при нагрузке, отличной от номинальной, мощность потерь в обмотках Pβ = β 2 Pк.
В современных трансформаторах, особенно мощных, при номинальной нагрузке ρ равно 98 – 99%.
6.1.3. Расчет основных параметров трехфазного трансформатора
Задача 2. Трехфазный трансформатор ТС-180/10 включен в сеть напряжением 10000 В. Пользуясь данными, указанными в паспорте (см. таблицу 6.1 к задаче 1), рассчитать: фазные напряжения, если группа соединения трансформатора Y / Δ — 11; фазный и линейный коэффициенты трансформации; номинальные токи первичной и вторичной обмоток; активные сопротивления обмоток, если при коротком замыкании трансформатора мощности первичной и вторичной обмоток равны; напряжение вторичной обмотки при активно-индуктивной нагрузке, составляющей 75% от номинальной (β=0,75) и cosφ2=0,9; к.п.д. при нагрузке, составляющей 50% (β=0,5) от номинальной и cosφ2=0,8.
Решение. У трансформатора ТС-180/10 первичная обмотка соединена в звезду, а вторичная – в треугольник, поэтому фазные напряжения равны:
Фазный и линейный коэффициенты трансформации соответственно равны:
;
.
Номинальные токи первичной и вторичной обмоток определим из формулы номинальной мощности трансформатора:
.
;
.
Находим активные сопротивления обмоток R1 и R2, с учетом того, что в каждой обмотке трансформатора по три фазы и ток короткого замыкания Iк равен номинальному току I1н:
;
,
где: 
.
Напряжение на вторичной обмотке нагруженного трехфазного трансформатора определяют так же как в задаче 1:
где: 
; 
.
В свою очередь Sн – это мощность всех трех фаз, а Рк – мощности потерь в тех фазах, указанные в паспорте.
