Упрощенный расчет однофазных трансформаторов

Расчет параметров трансформатора

Выбор конденсаторов

Выбор деталей выпрямителей

По результатам расчетов выпрямителей необходимо выбрать тип применяемых диодов и стандартные конденсаторы сглаживающих фильтров.

Диоды выбирают по допустимому среднему току I_пр.ср, который должен быть больше получившегося в результате расчета на ЭВМ среднего тока вентиля, с проверкой по допустимому импульсному току и обратному напряжению. Параметры диодов приведены в приложении 3. В пояснительной записке для диода необходимо привести маркировку (например КД202А) и параметры (I_пр.ср, I_пр.и, U_обр и U_пр). Для мостовых выпрямителей рекомендуется применять блоки типа КЦ402 – КЦ412.

Конденсаторы сглаживающих фильтров должны иметь емкость не менее получившейся по результатам расчета. Рабочее напряжение конденсаторов выбирается в 1,5…2 раза больше напряжения холостого хода выпрямителей, которое определяется из расчетов нагрузочной характеристики при токе нагрузки, равном нулю. Параметры некоторых электролитических конденсаторов, применяемых в сглаживающих фильтрах, приведены в приложении 4. Обозначение выбранного конденсатора должно быть указано следующим образом: К50-6 2000 мк х 50В

Тип	Iпр.ср (А)	Iпр.и (А)	Uобр. (В)	Uпр (В)
КЦ410Б				1,2
КЦ412В				1,2
КЦ410Б	0.1			1,1

К50-6 U_ном=50В C_ном=2000мкФ

К50-7 U_ном=300В C_ном=200мкФ

Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока. При подключении первичной обмотки к сети переменного тока частотой 50 Гц по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле. Пронизывая витки вторичной обмотки, это поле индуцирует в них ЭДС. Соотношение количества витков первичной и вторичных обмоток определяет коэффициент трансформации, следовательно, получаемое напряжение на вторичной обмотке (выходное напряжение). Если количество витков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет выше напряжения питающей сети, и такая обмотка называется повышающей. Если же вторичная обмотка содержит меньше витков, чем первичная, выходное напряжение будет ниже напряжения сети, а обмотка называется понижающей.

В разделе 3 с помощью ЭВМ рассчитаны выпрямители, работающие на активно-емкостную нагрузку. Программа вычисляет напряжение на вторичной обмотке трансформатора U₂, к которому подключен выпрямитель, и ток I₂ этой обмотки. В курсовом проекте получаются три значения напряжений и три значения токов вторичных обмоток:

U₂₁; I₂₁; U₂₂; I₂₂; U₂₃; I₂₃.

Номинальную мощность вторичной обмотки принимают равной

SР₂=U₂₁×I₂₁+U₂₂×I₂₂+U₂₃×I₂₃.

SР₂=20.84512 * 2.759 + 42.13112 * 1.081+ 2 * 358.9387 = 340ВА

Типовая мощность трансформатора

= = 377ВА

где h - КПД трансформатора, который определяется по номограмме на рис. 6.

Следует заметить, что при определении КПД трансформатора по номограмме типовая мощность трансформатора получится завышенной, что положительно скажется на его режиме работы (температурном режиме нагруженного трансформатора), но несколько увеличит вес, так как придется взять более мощный и тяжелый магнитопровод.

По табл. 4 выбирают типоразмер магнитопровода со значением S_Т не менее вычисленного по формуле.

Типоразмер магнито-провода	А, мм	Н, мм	с, мм	h, мм	Sст, см^2	Sт, В×А	Е^(1), В	DU	Jcp, А/мм^2	G, кг
УШ40Х80					29,0		0,71	0,03	1,2	7,5

Число витков каждой вторичной обмотки трансформатора определяют по формуле:

,

w_{21 =} = = 31;

w₂₂ = = = 62_;

w₂₃ = = = два по 521;

где DU – относительное падение напряжения на обмотках;

Е⁽¹⁾ – число вольт на один виток обмотки трансформатора с магнитопроводом выбранного типоразмера.

Рис. 6. Зависимость КПД от мощности вторичных обмоток трансформатора

Таблица 4

Число витков первичной обмотки

= = 310

Максимальное расчетное значение тока первичной обмотки

= = 1.7 А

По допустимому значению средней плотности тока J_ср в обмотках трансформатора с магнитопроводом выбранного типоразмера и по вычисленным значениям I₁, I₂₁ I₂₂ и I₂₃ определяют диаметры проводов обмоток d₁, d₂₁, d₂₂ и d₂₃ по номограмме, представленной на рис. 7.

Рис. 7. Зависимость диаметра провода обмоток от тока I и средней плотности тока J_cp

Диаметр проводов обмоток можно также определить расчетным путем:

=1.34мм =1.7мм 1.072мм =32.86мм

где J_ср - плотность тока в обмотках трансформатора.

Дата добавления: 2015-05-07