Расчет силового трансформатора

03. Толщина гильзы в радиальном направлении выбирается ∆_r=1 мм

05. Габаритная высота гильзы H_r=h-2δ₀, где δ₀=0,5 мм величина осевого зазора между щечкой каркаса или торцевой поверхностью гильзы и ярмом магнитопровода.

      H_r=30-1=29 мм

06.  Составляется план размещения обмоток в окне магнитопровода.

07.  В качестве электроизоляционного материала применяем пропиточную бумагу ИЭП-63Б, β_мо=0,11 мм

08. Чисто слоев изоляционного материала:

n_Kвн = U₁/(m_k*175), для броневого трансформатора число стержней магнитопровода m_k=1

      n_Kвн = 24/(1*175)=1

09.  Толщина внутренней изоляции катушки

      ∆_Kвн = n_Kвн*β_mo;

      ∆_Kвн = 1*0,11=0,11 мм

10. Высота слоя первичной обмотки

      h₁=H_r-2∆h₁, где ∆h₁=1,5 – толщина концевой изоляции первичной обмотки.

      h₁=29-2*1,5=26 мм

11. Число витков в одном слое первичной обмотки

      w_1сл=k_y*h₁/d_1из, где k_y=0,9 – усредненное значение коэффициента укладки

      w_1сл=0,9*26/1,02=22

12. Число слоев первичной обмотки в катушке

      n_1сл= w₁/(m_k*w_1сл);

      n_1сл=57/(1*22)=3

13. Определяем максимальное действующие значение между соседними слоями первичной обмоткой:

      U_1mc=2*U₁*w_1сл/w₁;

      U_1mc=2*24*22/57=18,5 B

14. В качестве материала для выполнения межслоевой изоляции в первичной обмотке выбирается кабельная бумага марки К-120; β_1мс=0,12 мм;

     U_{1мс max}=71 B

15. Число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями первичной обмотки:

      n_1мс =U_1мс/ U_{1мс max};

      n_1мс =18,5 / 71=1

16. Толщина межслоевой изоляции между соседними слоями первичной обмотки:

      ∆_1мс= n_1мс*β_1мс;

      ∆_1мс=1*0,12 =0,12 мм

17. Толщина первичной обмотки в катушке с учетом межслоевой изоляции:

a₁=k_p[n_1сл* d_1из+( n_1сл-1) ∆_1мс], где k_p=1,15 – усредненное значение разбухания;

      a₁=1,15 [3* 1,02+( 3-1) *0,12]= 3,79 мм

18. Напряжение, определяющее толщину межобмоточной изоляции между данной обмоткой и предыдущей:  

      U_2мо=max(U₁/m_k;m₂₁*U₂₁/m_k)=24 В;

19. Число слоев межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка:

      n_2мо=2, т.е. межобмоточная изоляция выполняется в два слоя

20. Толщина межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка:

∆_2мо=n_2мо*β _мо;

      ∆_2мо=2*0,11=0,22 мм 

21. Высота слоя обмотки, работающей на выпрямителе B:

h₂=h₁-2∆h_2,3 , где ∆h_2,3=0,25 мм - приращение толщины концевой изоляции каждой из вторичной обмоток по отношению к концевой изоляции предыдущей обмотки: 

      h₂=26-2*0,25=25,5 мм

22. Для вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, число витков одом слое обмотки:

      w_2сл=k_y*h₂/d_2из;

      w_2сл=0,9*25,5/1,24=18

23. Число слоев вторичных обмоток, работающих на выпрямитель, в катушке:

      n_2сл=m₂*w₂/(m_k*w_2сл);

      n_2сл=1*36/(1*18)=2

24. Максимальное действующее напряжение между соседними слоями:

      U_2мс=m₂*U₂/m_k ;

      U_2мс=1*15,3/1=15,3 В

25. Для вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, выбираем электроизоляционный материал: кабельная бумага марки К-120;

β_2мс=0,12 мм; U_2мсmax=71B

26. Для вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки:

n_2мс=U_2м/U_2мсmax;

      n_2мс =15,3/71=1

27. Для вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, толщина межслоевой изоляции соседними слоями обмотки:

      ∆_2мс=n_2мс*β_2мс;

      ∆_2мс=1*0,12=0,12 мм

28. Толщина каждой из вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, в катушке с учетом межслоевой изоляции:

      a₂=k_p(n_2сл*d_2из+( n_2сл -1) ∆_2мс)

      a₂=1,15(2*1,24 +(2-1) 0,12)= 2,99 мм

29. Для вторичной обмотки, подключенной непосредственно к нагрузке H₃, находится напряжение, определяющее толщину межобмоточной изоляции между данной обмоткой  и предыдущей:

U_3мо1=max(m_2z*U_2z/m_k;U₃/m_k);

U_3мо1=36 В

30. Для вторичной обмотки, работающей непосредственно на нагрузку, определяем число слоев межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка:

n_3мо=2

31. Для вторичной обмотки, работающей на нагрузку, толщина межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка:

      ∆_3мо=n_3мол*β_мо;

      ∆_3мо=2*0,11=0,22 мм

32. Для каждой вторичной обмотки, работающей на нагрузку, определяется высота слоя обмотки:

h₃=h₁-2(Z+ξ)∆h_2,3

      h₃=26-2(1+1)0,25=25 мм

33. Для каждой вторичной обмотки, работающей на нагрузку, число витков в одном слое обмотки:

      w_3сл=k_y*h₃/d_3из;

      w_3сл=0,9*25/0,31=72

34. Число слоев вторичной, работающей на нагрузку, в катушке

      n_3сл= w₃/(m_k*w_3сл);

      n_3сл= 85/(1*72)=2

35. Для каждой из вторичной обмотки, работающей на нагрузку, определяется максимальное действующее напряжение между соседними слоями:

      U_3мс=U₃/m_k;

     U_3мс=36/1=36 В

36. Для вторичной обмотки, работающей на нагрузку, выбираем электроизоляционный материал: телефонная бумага КТ-50, его толщина

      β_3мс=0,05 мм; U_3мсmax=57 B

37. Для вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки:

n_3мс=U_3мс/U_3мсmax;

      n_3мс =36/57=1

38. Для вторичной обмотки, работающей на нагрузку, толщина межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка:

      ∆_3мс=n_3мс*β_3мс;

      ∆_3мс=1*0,05=0,05 мм

39. Толщина каждой из вторичной обмотки, работающей на выпрямитель, в катушке с учетом межслоевой изоляции:

      a₃=k_p(n_3сл*d_3из+( n_3сл -1) ∆_3мс)

      a₃=1,15(2*0,31+(2-1) 0,05)= 0,77 мм

40. Число слоев изоляционного материала наружной изоляции катушки:

      n_Kнар=2

41. Толщина наружной изоляции катушки:

     ∆_Kар= n_Kнар*β_мо;

     ∆_Kар= 2*0,11=0,22 мм

42. Толщина катушки в радиальном направлении с учетом изоляции на гильзе, межобмоточной изоляций и наружной изоляции катушки:

      a_k=∆_Kвн+a₁+∆_2мо+a₂+∆_3мо+a₃+∆_Kнар a_k=0,11+3,79+0,22+2,99+0,22+0,77+0,22=8,32 мм

43. Ширина свободного промежутка в окне магнитопровода: зазор между наружной боковой поверхностью катушки и боковым стержнем магнитопровода:

      δ=c-( δ_p+∆_r+a_k);

      δ=12-(1+1+8,32)= 1,68 мм 

Вывод: обмотка трансформатора нормально  укладываются в окне магнитопровода, следовательно расчет трансформатора можно считать завершенным.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5. ЛИТЕРАТУРА: 

1.  Курс лекций по электротехники Плотникова С.Б.

2. Петропольская Н.В., Ковалев С.Н., Цыпкин В.Н., Однофазные силовые трансформаторы в системах электропитания электронной аппаратуры.

МИРЭА, Москва 1996 г.

3.  Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. М., Высшая школа, 1978 г.