КУРСОВАЯ РАБОТА ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА. КП Шемякин Д.А. АС 932 З ЭлМаш. Петербургский государственный университет путей сообщения

• Название: Петербургский государственный университет путей сообщения
• Анкор: КУРСОВАЯ РАБОТА ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
• Дата: 29.04.2022
• Размер: 1.27 Mb.
• Имя файла: КП Шемякин Д.А. АС 932 З ЭлМаш.doc
• Тип: Пояснительная записка; #503821

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

"Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I"

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

______________________________________________________

Факультет «Транспортные и энергетические системы»

Кафедра "Электротехника и теплоэнергетика"
Специальность 23.05.05 «Системы обеспечения движения поездов»

Специализация «Телекоммуникационные системы и сети на ждт»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОЙ РАБОТЕ

"ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАЛОМОЩНЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДЛЯ

УСТРОЙСТВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА"
Дисциплина

"Электрические машины"

Выполнил студент

группы АС-932-З Шемякин Д.А.

Номер зачетной книжки __________________

07-932-20 (подпись, дата)

Санкт-Петербург

2022

Введение
В современных устройствах автоматики, телемеханики и связи в различных цепях электропитания элементов схем сигнализации, управления, обмоток реле, радиотехнической аппаратуры для преобразования параметров электрической энергии используются трансформаторы малой мощности ТММ.
Расчет ТММ имеет ряд особенностей в отличии от расчета обычных силовых трансформаторов общего назначения. Так в ряде случаев к ним предъявляют жѐсткие требования по массогабаритным показателям, экономической и энергетической эффективности, по тепловому воздействию на соседствующее с ним оборудование и собственной тепловой устойчивости.
1. Задание на расчет ТММ

Предлагается произвести расчет однофазного двухобмоточного ТММ, основных размеров его магнитопровода и обмоток, вычисление потерь в них, коэффициента полезного действия и перегрева относительно окружающей среды. Существенной особенностью данного учебного расчета ТММ по сравнению с расчетом трансформаторов большой и средней мощности яв- ляется применение упрощенных формул и ограничение числа определяемых величин. Допущения, используемые при расчете, оговариваются в соответствующих разделах предлагаемой методики расчета.
Особенности трансформаторов малой мощности (ТММ)

с воздушным охлаждением

Малые габариты и относительно благоприятные условия охлаждения ТММ позволяют обходиться без вентиляционных каналов в сердечнике и обмотках.

В связи с небольшими напряжениями обмоток (обычно менее 1000 В) толщина изоляции между обмотками делается малой. Это обуславливает небольшие потоки реверсирования. Поэтому в ТММ с воздушным охлаждением для частоты сети 50 Гц реактивная составляющая напряжения короткого замыкания в несколько раз меньше активной составляющей и в данном расчете ей пренебрегаем.

Маломощные трансформаторы обычно применяются для питания автономной нагрузки и поэтому на параллельную работу не включаются. Поэтому напряжение короткого замыкания в данном случае не является одной из исходных величин для расчета (как это имеет место в мощных трансформаторах), а определяется в конце расчета для уточнения величины напряжения на вторичных обмотках при нагрузке.

Ток холостого хода ТММ велик и достигает 40-50% от номинального значения тока первичной обмотки при номинальной нагрузке вторичных обмоток.

Это объясняется значительным влиянием повышенного сопротивления стыков пластин магнитопровода при относительно малом пути магнитного потока по стали (по сравнению с мощными трансформаторами).
Материалы, применяемые при изготовлении ТММ

Магнитные материалы. К магнитным материалам, используемым

для изготовления магнитопроводов ТММ, предъявляются следующие требования: высокая магнитная проницаемость, малые потери на вихревые токи и перемагничивание, малая себестоимость. Для изготовления сердечников ТММ в диапазоне от единиц до нескольких сотен вольт-ампер в качестве магнитного материала широко используются горяче- и холоднокатаные электротехнические стали разных марок и толщин.

Магнитные свойства горячекатаных сталей практически одинаковы во всех направлениях проката. Холоднокатаные стали обладают меньшими удельными потерями и значительно лучшими электромагнитными характеристиками вдоль направления проката по сравнению с горячекатаными.

Поэтому из горячекатаных сталей выполняются пластинчатые магнитопроводы, а из холоднокатаных - ленточные.

При расчете трансформатора на минимум стоимости следует выбирать горячекатаные стали, а на минимум массы- холоднокатаные.

С учетом наибольшего практического применения при курсовом проектировании ТММ рекомендуются следующие марки сталей :

1. при частоте 50 Гц для пластинчатых магнитопроводов- горячекатаная сталь марки 1512 с толщиной листов 0,35 мм;

2. при частоте 50 Гц для ленточных магнитопроводов- холоднокатаная сталь марки 3412 с толщиной ленты 0,35 мм.

Обмоточные провода. При изготовлении обмоток используются обмоточные провода широкой номенклатуры, в качестве материала проволоки берется в основном медь, имеющая малое удельное сопротивление. Для расчета ТММ рекомендуются следующие марки данных проводов:

1. ПЭЛ- провод эмалированный лакостойкий, предназначен для работы при температуре до 105 0С. По стоимости - относительно дешевый, применяется в трансформаторах, которые рассчитываются на минимум стоимости. Недостаток провода - малая механическая прочность его изоляции;

2. ПЭВ -1 - провод, изолированный высокопрочной эмалью (ванифлекс) в один слой. Применяется при напряжениях до 500 В, удовлетворяет повышенным требованиям надежности, рабочая температура до 105 0С.

Рекомендуется для трансформаторов наименьшей массы;

3. 
   ПЭВ -2 - аналогичный провод, но с изоляцией в два слоя. Применяется при требованиях большой надежности и при напряжениях обмоток свыше 500 В.
   

Электроизоляционные материалы. Данные материалы в трансформаторах применяются для изоляции токоведущих частей.

В зависимости от назначения изоляция бывает межобмоточной, межслоевой, межвитковой и основной (изоляция между катушкой и сердечником). К изоляции с рабочей температурой до 105 0С (класс изоляции А, указанный в задании на курсовой проект) относятся отдельные материалы на основе хлопчатобумажной и шелковой тканей или на основе целлюлозы, не пропитанные или пропитанные лаками.

В качестве материалов, используемых для межслойной и междуобмоточной изоляции, применяются бумаги, пропитанные изоляционным компаундом: кабельная марки К-12, телефонная КТН; конденсаторная КОН -1; пропиточная марок ЭПИ-50 и ЭПИ-63Б. Из тканевых материалов используются лакоткани марок ЛХ1, ЛХ2, ЛШ1, ЛШ2.

Материал для каркасов катушек: для сборных - текстолит, гетинакс, электрокартон; для прессованных и литых - пресс - порошки.

Конструкция трансформаторов малой мощности

Основными элементами конструкций ТММ являются магнитопровод и катушки с обмотками.

В зависимости от технологии изготовления магнитопроводы делятся на пластинчатые и ленточные. Первые собираются из отдельных штампованных пластин, изолированных друг от друга оксидной пленкой или слоем изоляционного лака, вторые - из ленты, предварительно покрытой изолирующим составом. По конструктивному исполнению магнитопроводы бывают трех основных типов: стержневые, броневые и кольцевые. Основные размеры магнитопроводов, наиболее распространенных на практике, представлены на Рисунке 1.

Броневые пластинчатые магнитопроводы чаще всего собираются из Ш - образных пластин и прямоугольных перекрышек (Рисунок 1 в). Для уменьшения магнитного сопротивления сборка осуществляется со сквозными пластинами.

Ленточные магнитопроводы (Рисунок 1 а, б) собираются в стык из отдельных сердечников подковообразной формы, при этом торцевые поверхности их тщательно шлифуются и склеиваются ферромагнитной пастой.

Катушки трансформатора представляют собой совокупность обмоток и систем изоляции, обеспечивающую их нормальное функционирование в заданных условиях окружающей среды. Изоляционная система катушек включает в себя следующие элементы: изоляцию обмоточных проводов, изоляцию обмоток от магнитопровода, межслоевую изоляцию, внешнюю изоляцию.

Изоляция обмоток от магнитопровода, осуществляется при помощи

каркаса, который может быть клеенным, прессованным или сборным. Клеенный выполняется из электрокартона, сборный - из твердых изоляционных материалов (гетинакса или текстолита), прессованный - из пластмассы.


Рисунок 1 - Основные размеры сердечников трансформатора:

а) стержневой ленточный; б) броневой ленточный; в) броневой пластинчатый

Броневой тип трансформатора (пластинчатый или ленточный) имеет

одну катушку (Рисунке 2, 3). Его достоинства - более высокий коэффициент заполнения окна сердечника обмоточным проводом, частичная защита обмотки ярмом сердечника от механических повреждений.



Рисунок 2 - Конструкция броневого ленточного трансформатора


Рисунок 3 - Конструкция броневого пластинчатого трансформатора

Стержневой тип трансформаторов имеет большие габариты и его обмотки менее защищены от внешнего механического воздействия. В данном

курсовом проекте рекомендуется принимать сердечник броневого типа.

Конструктивное оформление ТММ броневого типа представлено на Рисунке 2.

Для уменьшения воздушного зазора в стыках и уровня шума магнитопроводы стягиваются шпильками посредством специальных накладок, которые одновременно используются и для крепления трансформатора к шасси. Вместо накладок можно использовать штампованные крышки; последние также являются и кожухом ТММ, защищая его от механических повреждений.

При малых размерах магнитопровода для стяжки железа иногда используют обойму специальной формы, в которую запрессовывают собранный трансформатор; обойма имеет ушки для крепления к шасси.

Стяжка ленточных магнитопроводов осуществляется механически тонкими стальными лентами с помощью специальных приспособлений.

Стяжные шпильки, планки, ленты и обоймы должны быть изолированы от магнитопровода бумагой или электрокартоном с тем, чтобы предотвратить возможность образования короткозамкнутого витка вокруг всего сердечника или его части. Образование такого витка приводит к сильному нагреву ТММ и потери мощности.
1.1. Выбор стали сердечника и определение токов в обмоток трансформаторов.
В рассматриваемом примере с расчетным условием - минимум массы, выбирается броневой ленточный магнитопровод из холоднокатаной стали марки 3412 с толщиной ленты 0,35 мм.

Суммарная полная мощность, ВА

S  S2  S3 75  20 95 ВА
По графику рисунка 4 находится   0,85.



Рисунок 4 - Зависимость КПД ( η ) от суммарной полной мощности обмоток S

Активная составляющая тока первичной обмотки, А:


Реактивная составляющая тока первичной обмотки, А:

где I  - предварительная величина намагничивающего тока, принимаемая при броневых ленточных магнитопроводах равной (0,10,3) I1a
В данном примере:

I _  0,2 I_1a  0,20,47  0,094 А.
Значения sin определяется по формуле sin  √1cos₂ по соответствующим значениям cos₂ и cos_3.
Отсюда:

sin₂ = √1 cos₂ = √1-0,9² = 0,44

sin₃ = √1 cos₃ = √1-1² = 0

Ток первичной обмотки, А :



Токи вторичных обмоток, А:


1.2. Предварительное значение площади поперечного сечения стержня магнитопровода.

В данном примере с броневым ленточным магнитопроводом при

S 95 ВА предварительное значение магнитной индукции принято Bc 1,60Тл, а предварительное значение плотности тока принято   2,4 А/мм2 (согласно таблицам 1 и 2).




Поперечное сечение стержня сердечника без учета изоляций листов, см².



где С = 0,7 - постоянный коэффициент магнитопроводов броневого типа;

полная потребляемая мощность трансформатора :

S₁ U₁ I₁ 2200,546  120,12 ВА;

  отношение массы стали магнитопровода к массе меди обмоток, принимается при расчете на минимум массы в пределах (23). В данном примере расчета на минимум массы принято:   2,5.

Полное поперечное сечение стержня магнитопровода с учетом междулистовой изоляции:





Коэффициент заполнения магнитопровода выбирается по таблице 3 в зависимости от выбранной конструкции магнитопровода. При броневом ленточном магнитопроводе К3  0,93.

1.3 Определение числа витков обмоток трансформатора.

С учетом требования минимума массы трансформатора и уменьшения

потоков рассеивания обмотки на стержне располагаем следующим образом

(Рисунок 5)

Рисунок 5 - Расположение обмоток в окне трансформатора
- вторичная обмотка (2), имеющая меньший ток нагрузки - непосредственно на стержне;

- вторичная обмотка (3) - снаружи катушки;

- первичная обмотка (1) - между вторичными обмотками.
Действующее значение ЭДС обмоток:
Первичной



Вторичных


где падения напряжения в обмотках, выбираются из таблицы 4 с учетом конструкции магнитопровода и суммарной полной мощности вторичных обмоток S .

Для принятой конструкции магнитопровода трансформатора при S  95 ВА принимаются U₁ 6% , U₂  10%, U₃  10% .
Предварительное значение числа витков обмоток:
Первичной



Вторичных


Число витков вторичной обмотки, имеющей наименьшее значение округляется до ближайшего целого, после корректируется число витков первичной обмотки и другой вторичной обмотки в отношении W2(целое)/W2(дробное)



Значение индукции в стержне с учетом пересчета витков, Тл,



Число вольт на один виток любой обмотки, В/виток,


1.4. Определение геометрических размеров обмотки. Определение

площади окна магнитопровода.
Расчет обмотки может выполнятся исходя их различных критериев оптимальности. При требовании минимума массы следует выбирать медный провод марки ПЭВ-1. Номинальные размеры обмоточных проводов круглого сечения приведены в Приложении табл.1. Выбор сечения провода определяется токовой нагрузкой, т.е. допустимой плотностью тока, зависящей от места расположения обмотки по отношению к стержню и суммарной полной мощностью вторичных обмоток и условиями охлаждения.



Необходимо иметь в виду, что в таблице.2 приведены средние значения плотности тока ' для всей катушки в целом. Выбирая плотность тока в обмотке, расположенной непосредственно на стержне, следует уменьшить среднее значение плотности тока ' на 15 - 20%, а в обмотках, расположенных на наружной поверхности катушек следует увеличить плотность тока на 10-15 %.

В рассматриваемом примере расчета при расположении обмоток на стержне в следующем порядке w2  w1  w3 , принимаются следующие значения плотности тока:

'1  ' 2,4 А/мм2,

'2  0,85' 0,8 2,4 1,92 А/мм2,

'3 1,15'1,1 2,4  2,64 А/мм2.

Предварительное значение поперечных сечений проводников обмотки, мм²:



По Приложению таблицы1 находятся ближайшие к рассчитанным стандартные провода и выписываются их размеры: диаметр голого провода - d , диаметр изолированного провода - d и , сечение голого провода q . Эти размеры будут использоваться в дальнейших расчетах.
Стандартные сечения голых проводников, мм², q1  0,2206 мм ²; q2  0,2043 мм ²; q3  0,7854 мм ².
Диаметры проводов, мм,

Уточненные плотности тока в обмотках из стандартного провода, А/мм2,



Определение площади окна магнитопровода. По таблице 5. выбирается в зависимости от суммарной полной мощности вторичных обмоток Sкоэффициент заполнения окна сердечника Кок . Он показывает, какую часть площади окна занимает непосредственно обмоточный провод. Остальная часть площади окна предназначена для изоляции обмоток, прокладок, воздушного зазора между катушкой и ярмом.


Предварительное значение площади окна магнитопровода.

По таблице 5 при сумме S=95 ВА принято K_ОК = 0,3 .
1.5 Определение размеров магнитопровода

В данном примере исходными данными для выбора сердечника являются выбранный ранее броневой ленточный тип магнитопровода и рассчитанные предварительные значения Q¹_{с расч} = 9,4 см ² и Q¹_ок = 10,98 см²

Возможное максимальное значение
а¹_max = √Q¹_{с расч} = √9,4 = 3,066 см = 30,66 мм.
Из приложения 4 ближайшее максимальное нормализованное значение а  32 мм и имеет место при b  32 мм.

Площадь окна Q_{ок норм}, соответствующая нормализованным размерам

hн  80 мм и с_н 32 мм будет равна:
Q_{о кнорм}  hн  cн  8032  2560 мм 2  25,6 см ²,
что значительно превышает Q'_ок  10.98 см².
Корректировка высоты окна, допустимая для ленточных магнитопроводов, проводится из условия:



Кзап  коэффициент учитывающий возможную неполноту заполнения

слоев обмотки (равен 1,2).
Выбранный сердечник из нормализованного ряда имеет площадь сечения стержня

Q_с норм  а_н b_н 3,23,2 10,24 см² ,
превышающую требуемую расчетную Q_расч 9,4см².
В этом случае при условии сохранения принятой плотности магнитного потока Bc  1,618 Тл и соответственно значений Е1=206,8, Е2 = 220 и Е3 = 11 необходимо произвести корректировку витков обмоток w1, w2 и w3 .

Откорректированные значения чисел витков обмоток



Откорректированная площадь окна:



Площадь окна с учетом возможной неполноты заполнения слоев обмотки:

Q_ok = Q¹_{ок корр} * К_зап = 9,78 * 1,2 = 11,74 см²
Высота окна

h = Qок/С = 11,74/3,2 = 3,7 см = 37 мм.



Рисунок 6 - Основные размеры сердечника трансформатора
1.6. Укладка обмоток на стержне магнитопровода
Конструктивный расчет обмоток заключается в выборе основания для намотки, расчете высоты обмотки, числа витков в слое и числа слоев каждой обмотки, а также типа изоляции. Для обеспечения надежной работы обмоток необходимо выбирать изоляционные расстояния так, чтобы во время работы в нормальных условиях и при испытании повышенным напряжением, катушка трансформатора не повреждалась.

При намотке на каркасе (Рисунок 7) осевую длину обмотки находят по формуле

h_об  (h 1)  2из , мм
где из  толщина каркаса, обычно равная 13 мм, определяется требованиями его механической прочности. В данном примере принимаем из  2 мм, тогда

h_об  (371)  2*2 =32 мм



Рисунок 7 - Эскиз окна трансформатора с каркасом и обмотками
Далее находим число витков в одном слое каждой обмотки:



где Ку  коэффициент укладки провода для соответствующей обмотки, определяемый по таблице 6 (при d_1и = 0,58, К_у1 = 1,12; d_2и = 0,56, К_у2 = 1,12; d_3и= 1,08, К_у3 = 1,1).



Отсюда,



Зная число витков в одном слое, находим число слоев каждой из обмоток. Эти числа необходимо округлить до большего целого числа:



Для определения радиальных размеров обмоток необходимо выбрать междуслоевую изоляцию. Толщина этой изоляции зависит от величины напряжения между двумя слоями, которое определяется для каждой обмотки из выражений.



где e_в  значение числа вольт на один виток:

Так как Uсл ≤ 50 В, то между слоями данной обмотки не следует применять междуслоевую изоляцию (γ_{1,2,3 и} = 0) .
Находим радиальные размеры обмоток:



Для определения толщины междуобмоточной и корпусной изоляции

необходимо знать величину испытательного напряжения. Испытательным напряжением называется напряжение между соседними обмотками или между обмоткой и магнитопроводом трансформатора, которое должна выдерживать изоляция обмоток без повреждения в течении 1 мин. Его величина зависит от величины рабочего напряжения и требуемого запаса электрической прочности изоляции и может быть определена По данной таблице находим величины испытательного напряжения: Uисп1 = Uисп2 1000 В, Uисп3  250 В.



Зная величину испытательного напряжения по табл.5.8 находят тип и число слоев междуобмоточной и корпусной изоляции. Как видно из таблицы, в качестве изоляции рекомендуется кабельная бумага (для температуры нагрева не более 104 С). Она имеет хорошие электрические и механические характеристики, легко поддается пропитке, имеет малую толщину. Толщина междуобмоточной изоляции определяется по наибольшему испытательному напряжению двух соседних обмоток и зависит от диаметра изолированного провода обмотки, на которую она укладывается.



Выбрав междуобмоточную (  21 и  13 ) и корпусную (  к ) изоляции, определяем необходимую ширину окна магнитопровода для размещения катушки:



Приняты: толщина каркаса ₀  2 мм, расстояние от катушки до ярма магнитопровода ₃  3 мм, Междуобмоточная изоляция  21  0,16 мм (по

Таблице 8 по наибольшему испытательному напряжению Uисп1 1000 В и d1и  0,58 мм принято ва слоя бумаги К-08 толщиной 0,08 мм), аналогично  13  0,16 мм (по таблице 8 по наибольшему испытательному напряжению Uисп2 1000 В и d2и 0,56 мм, принято два слоя бумаги К-08 толщиной 0,08 мм).
Необходимая ширина окна магнитопровода для размещения катушки
С = Kв(₀ ₁ ₁₂ ₂  ₂₃ ₃ _к) ₃  1,1 (2+8,1536+ 0,16+ 8,448+ 0,16 + 2,376 + 0,08) + 3 = 26,52 мм
( с  26,52 мм < с  32 мм). Катушка размещается в окне выбранного сердечника магнитопровода.

1.7 Определение средней длины витков обмоток.

Средние длины витков обмоток определяются на основании действительных геометрических размеров стержня и обмоток. Они зависят также от расположения обмотки на стержне.



Рисунок 8 - Определение средней длины витков обмоток
В данном примере расчета порядок расположения обмоток W2 , W1 , W3 (Рисунок 8), поэтому длину витков необходимо рассчитывать с данным расположением обмоток, принятом ранее:

- для обмотки 2, расположенной непосредственно на стержне,


1.8 Определение массы меди обмоток

Масса меди обмоток определяется по формулам:



W1 , W2 , W3 - полные числа витков обмоток;

lW1 , lW2 , lW3 - средние длины витков, см;

q1 , q2 , q3 - площадь поперечного сечения проводов без изоляции, мм².
Общая масса меди обмоток трансформатора:

Gм  Gм1  Gм2  Gм3  0,293  0,209  0,067  0,569 кг.
1.9 Определение потерь в меди обмоток

При определении потерь учитывается полный вес меди обмоток, включая и регулировочные витки. Расчетная температура принимается равной 75⁰С (для класса изоляции А).

Потери в меди первичной обмотки:



Потери в меди вторичных обмоток:



где 2,4 - омическое сопротивление 1 кг медной проволоки с сечением в 1 мм2 при температуре 75 0С.

Суммарные потери в меди обмоток:



1.10 Определение массы стали магнитопровода

При ленточном магнитопроводе его масса определяется по формуле:



где l_С- средняя длина магнитной силовой линии.
Средняя длина магнитной силовой линии в ленточном магнитопроводе:



Масса сердечника ленточного магнитопровода:


1.11 Проверка отношения массы стали к массе меди

По полученным значениям G_Cи Gм необходимо определить величину G_C/Gм. Она должна находиться в пределах, которые рекомендованы в начале расчета:



Полученное значение отношения массы стали к массе меди немного

отличается от принятого предварительно   2,5.
1.12 Определение потерь в стали магнитопровода

При ленточных разрезных магнитопроводах из холоднокатаной стали марок 3412 с толщиной ленты 0,35 мм полные потери в стали определяются как:



где р_50/1.5 2,8 Вт/кг - удельные потери для магнитопроводов трансформаторов, предназначенных для общего применения. Повышенное значение удельных потерь связано с наличием стыков, величина которых зависит от технологии изготовления;
В_Сопределяется, как и при пластинчатом магнитопроводе:

Потери в стали



1.13 Проверка отношения потерь в меди к потерям в стали
Для трансформаторов при частоте 50 Гц это отношение обычно составляет 1,25 - 2,5:


Полученный результат находится в рекомендуемых пределах (1,252,5).
1.14 Определение тока холостого хода

При ленточном магнитопроводе активная составляющая тока холостого хода:



Намагничивающая составляющая:



где значение напряженности магнитного поля H_C получено из табл.9 в соответствии с принятой маркой стали и величиной индукции В_С .


Ток холостого хода:



Далее определяется значение тока холостого хода в процентах по от-

ношению к номинальному току первичной обмотки:



которое должно находиться в пределах 3050 % при частоте 50 Гц. Если ток холостого хода I₀ значительно отличается от указанных пределов, то следует изменить индукцию в магнитопроводе; при повышенном его значении - уменьшить ее, а при заниженном - увеличить.


Расчетный ток холостого хода незначительно отличается от предварительно принятого значения тока.
1.15 Определение активных сопротивлений обмоток

Активные сопротивления обмоток:





где r2и r3 - сопротивления вторичных обмоток приведенные к числу витков первичной обмотки.
1.16 Активные падения напряжения в обмотках

Первичная обмотка:



Вторичные обмотки:

1.17 Изменение напряжения трансформатора при нагрузке

Изменение напряжения на зажимах вторичных обмоток при номинальной нагрузке:



Отклонение напряжения U₂ от заданного значения 200 В составляет 4,3% и находится в допустимых пределах. Отклонение напряжения U₃ в от заданного значения 10 В составляет 7,5% и находится в допустимых пределах.
1.18 Коэффициент полезного действия

Активная полезная мощность ТММ



Коэффициент полезного действия при номинальной нагрузке вторичных обмоток:



Расчетное значение КПД в данном случае 89 % отличается менее чем на 5% от предварительного его значения 85 % (Рисунок 4) .
Заключение

В ходе работы был разработан броневой ленточный трансформатор со следующими параметрами:
Расчетное значение КПД=89%;

Число витков обмоток W1=611; W2=650; W3=33;

Площадь окна магнитопровода Qок=11,74 см²;

Потери в меди обмоток P_M = 7,08 Вт;

Потери в стали сердечника Pc = 3,77 Вт;

Ток холостого хода Io=0,155А;

Плотность тока △₁=2,48 А/мм²; △₂=1,84 А/мм²; △₃=2,55 А/мм²;
Все значения в пределах погрешности совпали со значениями, которые были предварительно приняты в начале расчета курсовой работы.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Давидчук Г.А., Лебедев А.М. Электрические машины и

трансформаторы ч.1, ПГУПС, 2008.-100с.

2. Кацман М.М. Электрические машины М.: Высш. шк., 2004.

3. Болдырев Г. Л., Мельников В.И., Попов Г.А. Проектирование

маломощных трансформаторов для устройств железнодорожного транспорта, ч.3 Л.,ЛИИЖТ, 1988.

4. Ермолин Н.П. Расчет трансформаторов малой мощности, М.:Энергия, 1969.

5. Черномашенцев В.Г., Пацкевич В.А., Типикин С.В. Расчет маломощного трансформатора. Г., БелЛИИЖТ, 1990.