Исследование линейной цепи Выбор типа трансформатора

Порядок расчета

форма и геометрические размеры магнитопровода

Конструктивные данные трансформатора определяются из следующих известных из теории зависимостей для действующих значений первичного напряжения U1 и первичного тока I1:

E1 = 4,44 f w1 Фm ; I1 = δ1 Sпр1

где δ1 - плотность тока в первичной обмотке, А/мм2 ;

Sпр1 - сечение меди провода первичной обмотки, мм2.

Подставив в эти формулы выражения

 

Фm = Bm kст Fст и Sпр1 = Fо kм /[ w1(1 +ηн)]

 и используя рационализованную систему единиц СИ, получим:

U1 » E1 = 4,44 f w1 kст Fст 10-4, В (1)

I1 = (δ1 Fо kм102) /[ w1(1 +ηн)] (2)

 Между величинами U1 и E1 (напряжением питания э.д.с. первичной обмотки) в выражении (1) подставлен знак приближенного равенства потому, что в трансформаторах нормального исполнения U1 лишь незначительно превышает E1, т.к. падения напряжений в первичной обмотке малы по сравнению с E1.

В выражениях (1) и (2):

f - частота напряжения U1, Гц ;

w1 - число витков первичной обмотки;

Bm - амплитудное значение магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора, Тл;

Fст - площадь поперечного сечения магнитопровода, см2;

kст - коэффициент стали, учитывающий наличие изоляции пластин и неплотность сборки пакета магнитопровода.

kст = Fст акт / Fст - отношение площади поперечного сечения всех листов стержня магнитопровода без изоляции к произведению ширины стержня на толщину пакета магнитопровода;

Fст акт - активное сечение стали магнитопровода, см2;.

I1 - первичный ток;

Fо - площадь окна магнитопровода, см2;

kм - коэффициент заполнения окна магнитопровода медью (отношение суммарной площади поперечного сечения всех проводов обмоток трансформатора, пронизывающих его окно, к площади окна);

ηн - к.п.д. трансформатора в номинальном режиме;

[1/ (1 + ηн )] - коэффициент, учитывающий площадь меди окна, приходящуюся на первичную обмотку (примерно равен двум);

Принимая, что U1 I1 = Pн /( ηн cosj1н), где Pн - активная мощность, отдаваемая трансформатором потребителю и решая совместно (I) и (2), имеем:

Fо Fст = [Pн(1 + ηн ) 102] / [4,44 f Bm ηн cosj1н δ1 kм kст] (3)

где Pн = , Вт, причем:

i - номер вторичной обмотки;

n - число вторичных обмоток;

cosj i - принимаем равным единице(активная нагрузка);

cosj1н - коэффициент мощности трансформатора.

Поскольку в формуле (3) неизвестны величины Bm, δ1, ηн, cosj1н, kм и kст, ими приходится предварительно задаваться, основываясь, главным образом, на экспериментальных данных, полученных в результате испытания ряда трансформаторов, подобных рассчитываемому.

Сопоставление достоинств и недостатков трансформаторов различных типов (с различными конфигурациями магнитопроводов) с точки зрения получения минимального веса, объема, стоимости, а также простоты конструкции и технологичности изготовления позволяет сделать следующие выводы.

 

Классический метод расчета переходных процессов заключается в непосредственном интегрировании дифференциальных уравнений, описывающих изменения токов и напряжений на участках цепи в переходном процессе. В общем случае при использовании классического метода расчета составляются уравнения электромагнитного состояния цепи по законам Ома и Кирхгофа для мгновенных значений напряжений и токов
Примеры выполнения курсовой работы по ТОЭ