Схема первичной обмотки трансформатора

Выбираю типовую схему №3 [3 стр.18], так как она наиболее эффективна.

 

Рисунок 3 - Схема первичной обмотки трансформатора.

 

Количество ступеней n регулирования вторичной ЭДС ровно 8, n=8.

Расчетной ступенью, для которой назначены ток I_{2. p.} и ЭДС Е_{2. р.,} является предпоследней (Е_{2. р.} =Е_2.7). На этой ступени выполняется сварка.

Кратность регулирования вторичной ЭДС согласно ГОСТ 297-80 принимаю равной К=2 (для машин с повышенной стабильностью).

Количество вторичных витков принимаю равным W₂=1 при Е_{2. р}<12-14 В.

Определим число витков первичной обмотки на каждой ступени.

На предпоследней ступени число витков первичной обмотки равно

С другой стороны:

От сюда следует, что -

Принимаю m=

Учитывая соотношение числа витков первичной обмотки по секциям:

определим значения W_a, W_b, W_c.

W_a= m= W_b=2 m= W_c=4 m=

 

Число витков первичной обмотки на каждой ступени:

Вторичная ЭДС на всех ступенях определяется по уравнению:

Далее рассчитаю длительные первичные токи на всех ступенях по уравнению:

гдеI_{1. д. р. -} длительный первичный ток на расчётной ступени.

Он рассчитывается по формуле:

где К₀ - коэффициент, учитывающий ток холостого хода; К₀=1,06

I_{2. д. н. -} номинальный длительный вторичный ток;

W₂ - количество вторичных витков;

W_{1. n-1} - число витков первичной обмотки на расчётной ступени.

Тогда длительные первичные токи на всех ступенях равняются:

 

Таблица 4 - Первичная обмотка трансформатора

Сечение сердечника

 

Площадь сечения сердечника зависит от индукции, сетевого напряжения и витков первичной обмотки.

Допускаемое значение индукции В (Тл) зависит от мощности и режима работы трансформатора, а также от марки и толщины листовой электротехнической стали. Для изготовления сердечника используют холоднокатаную трансформаторную сталь марок 3411, 3412, 3413, 3414, выпускаемую по ГОСТ 21427-83. При изготовлении витого сердечника из ленты толщиной 0,35 мм. - индукция В=1,7 Тл.

Активное сечение сердечника определяется по уравнению:

гдеU₁ - сетевое напряжение, В;

f - частота сетевого напряжения, Гц;

W_{1. n-1} - число витков первичной обмотки на расчётной ступени.

В - индукция, Тл.

Площадь сечения сердечника с учётом межлистовой изоляции и зазоров между листами.

гдеS - Активное сечение сердечника, мм²;

К_з - коэффициент заполнения, равный 0,95.

Геометрические размеры трансформатора

 

Расчёт произведён с помощью компьютера из расчёта наименьших затрат материалов.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Число витков первичной обмотки секции А (W_1a) 7

Число витков первичной обмотки секции B (W_1b) 15

Число витков первичной обмотки секции C (W_1c) 31

Площадь сечения обмоточного провода первичной обмотки

без изоляции секции А (F₁a), мм²47

Площадь сечения обмоточного провода первичной обмотки

без изоляции секции B (F_1b), мм²37

Площадь сечения обмоточного провода первичной обмотки

без изоляции секции C (F_1c), мм²30

Площадь сечения вторичной обмотки (F₂), мм²1120

Площадь сечения сердечника (S_c), мм²17000

Цена трансформаторной стали, руб. /кг25

Цена обмоточного провода, руб. /кг125

Цена листовой меди, руб. /кг100

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

Минимальные затраты, руб.2586.24

Альфа1,23

Бетта2,50

Ширина сердечника В_с, мм82.46

Толщина сердечника Н_с, мм206.16

Ширина окна В_о, мм112.32

Высота окна Н_о, мм138.50

Кол-во дисков вторичной обмотки3

Ширина отверстий блока обмоток В₁, мм84.46

Высота отверстий блока обмоток Н₁, мм208.16

Размеры дисков первичной обмотки:

Радиальный_Аk11=96,32А_k12 = А_k13=90,80

А_k14 = А_k15 = А_k16=84,02

Аксиальныйd_k11=15,90d_k12 = d_k13=12,40

d_k14 = d_k15 = d_k16=14,60

Толщина провода с изоляциейА_и1а=5,32А_и1b=5,32А_и1с=3,46

Ширина провода с изоляциейВ_и1а=12,90В_и1b=9,40В_и1c=11,60

Толщина проводаА_1а=5,32А_1b=5,32А_1с=5,32

Ширина проводаВ_1а=12,90В_1b=9,34В_1c=11,60

Ширина отверстий первичных и вторичных дисков В₂98.46

Высота отверстий первичных и вторичных дисков Н₂222,16

Размеры дисков вторичной обмотки:

Радиальный А_к296,32

Аксиальный d_к24,00