Основными элементами конструкций трансформаторов являются магнитопровод и катушки с обмотками.
В зависимости от технологии изготовления магнитопроводы трансформаторов небольшой мощности делятся на пластинчатые (при толщине листа не менее 0,15 мм) и ленточные.
По конструктивному выполнению пластинчатые и ленточные магнитопроводы делятся на три основных типа: стержневые, броневые и кольцевые.
Стержневые пластинчатые магнитопроводы обычно собираются из прямоугольных пластин одинаковой ширины, одинаковых П-образных пластин или из П-образных пластин и прямоугольных перекрышек.
Броневые пластинчатые магнитопроводы собираются из Ш-образных пластин и прямоугольных перекрышек или из одинаковых Ш-образных пластин с разъемом по середине стержня, а так же из сплошных пластин с просечкой среднего стержня.
Для уменьшения магнитного сопротивления в местах стыка отдельных пластин их собирают впереплет, то есть в одном слое перекрышка находится внизу, а в соседних вверху.
Кольцевые пластинчатые магнитопроводы собираются из отдельных пластинчатых колец. Стержневые и броневые ленточные магнитопроводы собираются встык из отдельных сердечников подковообразной формы с поперечным или продольным разрезом.
Для получения возможно меньшего магнитного сопротивления в местах стыка разрезных ленточных сердечников их торцевые поверхности подвергаются шлифовке.
Кольцевые ленточные магнитопроводы изготавливаются путем навивки ленты требуемой ширины на оправу данного диаметра; они обладают минимальным магнитным сопротивлением, но усложняют изготовление (намотку обмотки) трансформатора.
Для уменьшения магнитного сопротивления разрезных ленточных магнитопроводов обе его части при сборке трансформатора склеиваются при помощи специальной ферромагнитной пасты, содержащей карбонильное железо. Иногда склеивают и собираемые встык пластинчатые магнитопроводы. Особенно эффективно использование пасты для магнитопроводов малых размеров, у которых сопротивление воздушного зазора представляет значительную часть их общего сопротивления. Однако для уменьшения тока холостого хода необходимо чтобы состав пасты был однородным, а склеивающий слой был возможно тоньше.
Катушки трансформаторов представляют собой совокупность обмоток и системы изоляции обеспечивающие нормальную работу в заданных условиях окружающей среды. Обмотки изготавливаются из изолированных проводов; кроме того предусматривается изоляция катушек от магнитопровода, междуслоевая изоляция, междуобмоточная изоляция, внешняя (наружная) изоляция катушек.
Пластинчатый теплообменник
... строя резинового уплотнения или теплообменной пластины.[2] По типам пластинчатые теплообменники делятся на пластинчатые теплообменники одноходовые, пластинчатые теплообменники двухходовые, пластинчатые теплообменники трехходовые. И на рисунке, который ... теплообменные аппараты могут собираться на консольной, двухопорной и трехопорной раме, в зависимости от типа пластин и величины поверхности ...
Изоляция обмотки от стержневых и броневых магнитопроводов осуществляется при помощи каркасов, изготовляемых из негигроскопичного материала, обладающего требуемой электрической и механической прочностью. Простейший и наиболее распространенный тип каркаса представляет собой гильзу, изготовляемую из электротехнического картона (электрокартона).
Часто применяются склеенные из электрокартона каркасы. При массовом производстве трансформаторов используются сборные каркасы, изготовляемые из твердых изоляционных материалов (гетинакса или текстолита) или прессованные из пластмассы каркасы.
Кроме магнитопровода и обмоток в конструкцию трансформатора малой мощности входят детали для сборки отдельных частей сердечника, крепления собранного трансформатора, клеммы для присоединения концов обмоток, охлаждения магнитопровода и катушек, защиты от механических повреждений и влагозащиты.
1.МЕТОДИКА РАСЧЕТА ТРАНСФОРМАТОРА, .1 Выбор магнитопровода
1.1 Определяем расчетную мощность трансформатора. Так как (S2+S3)>100 ВА, расчетную мощность определяем по формуле:
Sр=S2+S3,(1)
Sр=200+50=250 ВА
Величину КПД при расчетной мощности трансформатора Sр=250 ВА, и частоте f=400Гц, выбираем 0,940,96
1.1.2 Выбираем конструкцию магнитопровода по величине расчетной мощности, частоте и максимальному напряжению. Для данной расчетной мощности выбираем стержневой трансформатор с двумя катушками и ленточными разъемными сердечниками, поскольку он имеет большую поверхность охлаждения по сравнению с броневыми и меньшую среднюю длину витка.
Рассчитав значение RQр=0,781,17; п.1.6, выбираем стержневой ленточный магнитопровод серии ПЛМ.
1.3 Выбираем материал сердечника
При расчетном условии на минимум стоимости, и при данных частоте и мощности выбираем ленточную сталь марки Э340, толщиной 0,15 мм.
1.4 По найденной величине Sр для данной конструкции магнитопровода находим ориентировочные значения:
- максимальной магнитной индукции — Вмакс=1Т;
- плотности тока — jср=3,3 А/мм ²;
- коэффициента заполнения окна — Rок=0,22;
- коэффициента заполнения магнитопровода — Rст=0,9;
1.5 Определяем произведение сечения сердечника на площадь окна
(QстQок)=Sр10²/2,22fВвыбрjсрRокRст;(2)
(QстQок)=25010²/2,2240013,30,220,9=43,1 см4
гдеSр — расчетная мощность трансформатора, ВА;
- f — частота Гц;
- Ввыбр — магнитная индукция Т;
- Jср — плотность тока А/мм;
- Rок — коэффициент заполнения окна медью;
- Rст — коэффициент заполнения магнитопровода;
1.6 Определяем отношение сечения сердечника к площади окна
RQр=Qст/Qок=2,22RокС12α ,(3)
где α=46 ;
- отношение массы стали к массе меди;
- С1=0,6-для стержневых двухкатушечных трансформаторов;
Найдем пределы изменения величины RQр=RQр minRQр max
RQрmin=2,220,220,624/0,9=0,78
RQрmax=2,220,220,626/0,9=1,17
RQр=0,781,17
1.7 Выбираем типоразмер магнитопровода
Силовые трансформаторы и автотрансформаторы
... выводы обмоток. Корпус трансформатора (накладки, обоймы, скобы) электрически соединяется с магнитопроводом и заземляется. Эта мера необходима из соображений техники безопасности на случай пробоя одной из обмоток. Виды трансформаторов, Выходной трансформатор Кроме силовых трансформаторов, ...
Зная произведение (QстQок) и предел изменения RQр,из таблицы прил.П2, выбираем стандартный магнитопровод ПЛМ2232-36, у которого значение произведения QстQок наиболее близкое к требуемому, а значение RQр лежит в требуемых пределах;
- RQр min ≤ RQ треб ≤ RQр max;(4)
выбираем RQр=1,03 (0,78≤1,03≤1,17), а произведение QстQок=48,2 см4
Для выбранного сердечника выписываем:
- Qст=7,04 см2;
- Qок=(QстQок)/Qст=48,2/7,04=6,85 см2;
a=22 мм , b=32 мм , с=19 мм , h=36 мм ,
lст=17,9 см — длина средней магнитной линии;
- Gст=0,87 кг — масса магнитопровода;
Среднюю длину витков находим по формуле:
- lв ср=2(a+b+c);(5)
lв ср=2(22+32+19)=14,6 см
Зная размеры сердечника уточним значения С1 и RQр по формулам (3) и (6);
С1=0,717 ; (6)
значение lст уточним по формуле:
- lст=2(h+c+πa/2);(7)
lст=2(36+19+3,1422/2)=17,9 см
С1=0,717=0,647
RQр min=2,220,220,64724/0,9=0,908
RQр max=2,220,220,64726/0,9=1,363
Выбранное значение RQр лежит в требуемых пределах 0,908≤1,03≤1,363; то есть выполняется условие (4).
1.2 Определение числа витков обмоток
2.1 Определение падения напряжения.
Для трехобмоточных трансформаторов активные и индуктивные сопротивления вторичных обмоток растут по мере их удаления от первичной обмотки. Поэтому при расчете рекомендуется принимать значение ΔU2 или ΔU3 для обмотки, расположенной непосредственно на стержне или на первичной обмотке на 10-20% меньше, а для наружной обмотки на 10-20% больше указанных для ΔU2.
С учетом этих условий, по величине расчетной мощности и частоте для выбранной конфигурации магнитопровода выбираем значения относительных величин падения напряжения в первичной и вторичных обмотках трансформатора:
- ΔU1=1%;
- ΔU2=1,1%;
- ΔU3=1,5%;
Значения ЭДС находим по формулам:
- Е1=U1(1-ΔU110-2);(8)
Е2=U2(1+ΔU210-2);
- Е3=U3(1+ΔU310-2);
Е1=380(1-110-2)=376 В
Е2=315(1+1,110-2)=318 В
Е3=16(1+1,510-2)=16,3 В
Для оценки порядка расположения обмоток предварительно определяем их токи:
I1=Sр/U1=250/380=0,66 А
I2=S2/U2=200/315=0,64 А(9)
I3=S3/U3=50/16=3,13 А
2.2 Электродвижущая сила на виток
Ев=4,44fВвыбрQствыбрRст10-4;(10)
Ев=4,4440017,040,910-4=1,13 В
2.3 Число витков обмоток
w1=Е1/Ев=376/1,13=332,7
w2=Е2/Ев=318/1,13=281,4(11)
w3=Е3/Ев=16,3/1,13=14,4
Так как число витков обмотки низшего напряжения w3 получилось дробным, округляем его до целого числа w3=14 и производим перерасчет чисел витков других обмоток и магнитной индукции по формулам:
w1=w1w3/w3=332,71
