Укладка обмоток на стержне и проверка размещения их в окне сердечника

Число витков первичной обмотки в одном слое равно:

ω_с1= (h –2ε₁ ) / (k_у1 d_1из)= (53 –2*3) / (1,12 * 0,64) =65,9≈ 66 ;

где k_у –коэффициент укладки взятый из таблица.

При d_1из= 0,69 мм , k_у= 1,12; ε₁ –расстояние от обмотки до ярма равное 2÷4 мм, допустим ε₁= 3 мм.

Число слоев первичной обмотки трансформатора броневого типа:

m₁= ω₁ / ω_с1=397/66=6,02;

Толщина первичной обмотки:

δ₁ = k_у1 *m₁ *d_1из + ( m₁-1)*γ₁ = 1,12 * 6,02* 0,64 + (6,02-1)*0= 4,315 (мм),

где γ₁ –толщина изоляционной прокладки между двумя соседними слоями первичной обмотки, её следует применять, если напряжение между слоями превышает 50 (В).

U_с1 = 2 ω_с1 е_ω = 2*66*0,230=30,36(В).

так как U_с1< 50 В, то γ₁=0

ω_с2= (h –2ε₁ ) / (k_у2 d_2из) =(53-2*3)/(1,12*0,64)=65,9;

m₂= ω₂ / ω_с2=69/65,9=1;

δ₂ = k_у2 *m₂ *d_2из+ ( m₂-1)*γ₂ =1,12*1*0,64 = 0,7168 (мм),

U_с2 = 2 ω_с2 е_ω = 2*65,9*0,230 = 30,314 (В),

так как U_с2<50 В, то γ₂=0

ω_с3= (h –2ε₁ ) / k_у3 d_3из= (53 –2*3) / (1,1 * 1,05) =41;

m₃= ω₃ / ω_с3= 85/41≈2,07

δ₃ = k_у3 *m₃ *d_3из =1,1*2,07*1,12=2,391 (мм),

U_с3 = 2 ω_с3 е_ω=2*41* 0,230 = 18,86 (В);

так как U_с3<50 В, то γ₃=0

Толщина катушки с учётом всей изоляции определяется как:

δ_кат = k_вып ( ε₀ +δ₁ + δ₁₂ + δ₂ + δ₂₃ + δ₃ + δ₃₀) (мм),

где k_вып –коэффициент выпучивания учитывает разбухание катушки при намотке и пропитке, величина его от 1,1 до 1,2 примем k_вып ≈ 1,15

ε₀ = ε₀′ + ε₀″ -расстояние от стержня до обмотки, оно определяется толщиной каркаса ε₀′ ≈1-2 (мм) и зазором между каркасом ε₀″=0,5 (мм) , примем ε₀′ =1(мм), следовательно, ε₀ = 1.5 (мм), δ₁₂= δ₂₃= δ₃₀=0,3 (мм).

δ_кат= 1,15*(1.5+5,409+0,3+2,620+0,3+2,464) = 12,593 (мм). ε₃= с- δ_кат = 19 – 12,593=6,407 (мм).

 

 

 

 

 

 

Определение средней длины витка обмоток.

Первой на стержне разместим первую обмотку lω΄= lω3 , δ΄ = δ₃. Её средняя

длина витка равна: lω3 = 2 (а+ b+ 4ε₀+ πδ΄/ 2) =

=2*(30+45+4*1,5+(3,14*2,464)/2) = 16,97 (см),

для следующей обмотки lω˝ = lω₁, δ˝= δ₁

lω1= 2 [а + b +4ε₀+ π ( δ΄+ δ_из΄+δ˝/2)]=

=2[30+45+4*1,5+ 3,14(1,305+0,3 +5,409/2)] =20.5 (см),

для следующей обмотки lω΄΄΄ = lω₂, δ΄΄΄= δ_2,

lω2= 2 [а + b +4ε₀+ π ( δ΄+ δ˝+ δ_из΄+ δ_из˝+δ΄΄΄/2)]=

= 2 [30+45+4*1,5+3,14*(1,305+5,409+0,6+ 2,620/ 2)]=24,21 (см).

 

9.Масса меди обмоток.

G_м1 = 8,9* ω₁* lω₁* q₁ * 10^-5 = 8,9*397*20,5*0,2*10^-5=0,1448(кг)

G_м2 =8,9* ω₂* lω₂* q₂ * 10^-5 = 8,9*113*24,21*0,2 *10^-5=0, 0487(кг)
G_м3 = 8,9* ω₃* lω₃* q₃ * 10^-5 = 8,9*85*16,97*0,5*10^-5=0, 0641(кг)
Общий вес меди обмоток равен:

G_м = G_м1 + G_м2 + G_м3 = 0,1448+0,0487+0,0641=0, 2576(кг).

 

10.Масса стали сердечника.

При пластинчатых сердечниках вес их стали равен: G_cс=γ_c*k_c*h*Q_c*10^-3=7,55*0,95*5,3*13.5*10^-3= 0,5132 кг

γ_c- удельный вес стали, γ_c = 7,55 (г/см³)

G_cя=2 γ_c*k_c*(h+l_я)* Q_я*10^-3=2*7,55*0,95(5,3+11,8)*8,55*10^-3=2,097 кг

Q_я= Q_с*(h_я/a)=13.5*(1.9/3.0)=8,55 см², l_я=а+2*с+2* h_я=3,0+2*2,5+2*1,9=11,8 см.

G_c= G_cс+ G_cя=0,5132+2,097=2,6102 кг.

 

Потери в меди обмоток.

Потери в меди обмоток можно найти:

Р_м1 =2,4 j₁² G_м1 = 2,4*3,25²*0, 1448 = 3,67 Вт,

Р_м2 =2,4 j₂² G_м2 = 2,4*4,165²*0, 0487 = 2,022Вт,

Р_м3 =2,4 j₃² G_м3 = 2,4*3,61²*0, 0641 = 2,005 (Вт).

Суммарные потери в меди обмоток:

Р_м = Р_м1+Р_м2+Р_м3=4,062 (Вт).

Потери в стали сердечника.

При пластинчатых сердечниках потери стали:

Р_сс= р_1,0/50 *В_с²*(f / 50)^1,3*G_cс (Вт),

Р_ся= р_1,0/50*В_я²*(f / 50)^1,3* G_cя (Вт),

где р_1,0/50 –удельные потери в стали, р_1,0/50 = 1,35 (Вт/кг).

В_я= В_с*а/(2*h_я)=1,28*3.0/(2*1,9)≈1,01 (Тл).

P_сс=1,35*1,28²*0, 5132=1,135 (Вт).

Р_ся=1,35*1,01²*2,097=2,88 (Вт).

Суммарные потери в стали сердечника:

Р_с= Р_сс+ Р_ся=7,697 (Вт).

 

Определение тока холостого хода.

Ток холостого хода трансформатора:

При пластинчатых сердечниках намагничивающий ток определяется по формуле:

I =1/ ω₁*[(1/(√2*k_иск))*(H_c*l'_c+H_я*l'_я)+(0,8*В_с*n*δ_э*10⁴) / (√2 ) ]

Где: H_c – напряженность магнитного поля в стержне, H_c ≈ 9,8 (А/ см),

H_я – напряженность магнитного поля в ярме, H_я≈2,5 (А/ см),

δ – односторонний зазор в месте стыка можно принять δ = 0,004 (см)

k_иск – коэффициент, учитывающий наличие в намагничивающем токе высших гармоник, k_иск = 1,46 по данным приложения 13.

n=2, l'_c=h=5,3 (см), l'_я=h+2*c+a+2*h_я=5,3+2*2,5+3.0+2*1,9=17,1 (см)

I =1/ 397*[(1/(√2*1,46))*(9,8*5,3+2,5*11,8)+(0,8*1,28*2*0,004*10⁴) / (√2 ) ]=0,35 (А)

I_0a=P_c/U₁= (А)

(А).йц

Отношение тока холостого хода к току первичной обмотки в процентах:

I_о% = (I_о / I₁ )*100% = ≈ 26%

 

 

Сопротивление обмоток и падение напряжения в них.