Курсовой проект по «Электрическим машинам» на тему: «РАСЧЁТ ТРАНСФОРМАТОРА

Выбор магнитопровода.
...

1

Пояснительная записка.

1. Определить расчётную мощность.
2. Выбрать конструкцию магнитопровода по величине расчётной мощности,
частоте, и максимальному напряжению.
3. Выбрать материал сердечника.
4. По найденной величине Sp конструкции магнитопровода найти ориентировочные
значения максимальной индукции Вмакс , плотности тока jср , коэффициента запол-
нения окна kок и коэффициента заполнения магнитопровода kст .
5. Определить произведение сечения сердечника на площадь окна.
6. Определить отношение kQp.
7. Выбрать типоразмер магнитопровода.
8. Определить падение напряжения.
9. Определить величину электродвижущей силы на виток.
10. Число витков обмоток.
11. Определить потери в стали.
12. Активная составляющая намагничивающего тока.
13. Намагничивающая мощность в стали.
14. Реактивная соста вляющая намагничивающего тока.
15. Ток первичной обмотки при номинальной нагрузке.
16. Ток холостого хода.
17. Относительное значение тока холостого хода.
18. Оценка результатов выбора магнитной индукции.
19. Коэффициент мощности.
20. Выбор плотностей тока в обмотках.
21. Ориентировочные значения сечения проводов.
22. выбрать стандартные сечения и диаметры проводов.
23. Вычислить амплитудные значения рабочих напряжений.
24. Определить изоляционные расстояния.
25. Проверить размещение обмоток в окне.
26. Определить осевую длину каждой обмотки.
27. Определить толщину гильзы (каркаса).
28. Определить толщину междуслоевой изоляции.
29. Определить толщину междуобмоточной изоляции.
30. Количество слоёв наружной изоляции.
31. Число витков в одном слое каждой обмотки.
32. Число слоёв.
33. Радиальный размер каждой обмотки.
34. Полный радиальный размер катушки.
35. Определить зазор между катушкой и сердечником.
36. Найти среднюю длину витка обмоток.
37. Масса меди каждой обмотки.
38. Найти потери в каждой обмотке.
46. Проверить результаты расчёта и их корректировка.
47. Активные сопротивления обмоток.
48. Индуктивные сопротивления рассеяния обмоток.
49. Падения напряжения на обмотках при номинальной нагрузке.
50. Полные падения напряжения на вторичных обмотках при номинальной нагрузке
трансформатора.
51. Напряжения на вторичных обмотках.
52. Найти КПД трансформатора.
53. Выборать провод для выводов обмоток.

(по таблице приложения П1(5)).
Выбор марки провода определяется величиной рабочего напряжения обмотки
и предельно допустимой температурой провода.
При напряжении обмоток до 500 В и токах до нескольких ампер рекомендуется
применять провода марок ПЭВ-1.При напряжении обмоток более 500 В рекомендуется применять провод марки ПЭВ-2.
Расчётное сечение
провода, мм2,
q
Номинальный
диаметр проволоки
по меди, мм
dпр
Масса 1 метра
медной
проволоки, г,
gпр
Провод
марки
Наибольший
наружный диаметр, мм
dиз пр.
Номинальное
сечение, мм2 ,
qпр.
0,6071
0,86
5,16
ПЭВ-1
0,92
0,5809
0,2829
0,59
2,43
ПЭВ-2
0,66
0,2735
1,4301
1,35
12,7
ПЭВ-1
1,43
1,4314
Находим фактические плотности тока в проводах по формуле:
,где i-номер обмотки



23. Вычисляем амплитудные значения рабочих напряжений и определяем испытательные напряжения.
,
где Uр- напряжения, соответствующие заданным в табл.
По кривой на рис. 10 определяем испытательные напряжения обмоток:
Uисп1 = 1900 В;
Uисп2 = 2700 В;
Uисп3 = 600 В.
24. Определяем изоляционные расстояния.

Для обеспечения надёжной работы обмоток необходимо выбирать изоляционные расстояния
так, чтобы во время работы в нормальных условиях и при испытании повышенным напряжением
катушка трансформатора не повреждалась. Под изоляционными расстояниями понимаются:
расстояния от крайнего витка обмотки до сердечника (hиз1);
расстояние от первого слоя первичной обмотки до сердечника через сплошную изоляцию
гильзы или каркаса (hизОС);
расстояние между соседними слоями двух обмоток через сплошную междуобмоточную изоляцию (hихМО);
толщина внешней (наружной) изоляции поверх последней обмотки (hизН).
25. Проверка размещения обмоток в окне.
При намотке на каркас величина hиз1 при напряжениях до 1000 В определяется требованиями
механической прочности и составляет (в зависимости от диаметра провода) 1,5-3 мм.
hиз1 = 1,5 мм.
26. Определяем осевую длину каждой обмотки.
hд = h1– 2hиз1 ,
где
h1 = h –1, – длина каркаса, мм;
h – высота окна, мм;
hиз1 – длина концевой изоляции, мм.

h1 = h –1 =46 – 1 =45 мм,
hд = 45 – 21,5= 42 мм.

hд = 42 мм.
27. Толщина каркаса.
Толщину каркаса принимаем равной 1,5 мм, поверх каркаса наматывают изоляционную бумагу,
обеспечивающую лучшую укладку провода и усиливающую изоляцию.
Для этого применим три слоя кабельной бумаги К-12, толщиной 0,12 мм, (при величине рабочего
напряжения первичной обмотки до 750 В).
hизОС = 1,5 + 3 0,12 = 1,86 мм,
hизОС = 1,86 мм.
28. Толщина междуслоевой изоляции.
Она зависит от диаметра провода и величины испытательного напряжения обмотки и
выбирается по таблице №9:

для первой обмотки: hизМС1 = 0,12 мм, один слой кабельной бумаги К-12;
для второй обмотки: hизМС2 = 0,09 мм, один слой пропиточной бумаги ЭИП-5;
для третьей обмотки: hизМС3 = 2х0,12 мм, два слоя кабельной бумаги К-12.
В обмотках из проводов диаметром более 0,5 мм междуслоевую изоляцию прокладывают между всеми слоями.
29. Толщина межобмоточной изоляции.
Она определяется в зависимости от величины испытательного напряжения обмотки с
наибольшим напряжением. В данном случае Uисп = 2700 В и поэтому будем применять в качестве межобмоточной изоляции пять слоёв бумаги К - 12 .
hизМО = 0,12 5 = 0,60 мм, пять слоёв К-12 (при Uисп до 2700 В)
hизМО = 0,60 мм.
30. Количество слоёв наружной изоляции.
Выбирается в соответствии с рабочим напряжением последней обмотки.
При Uр меньше 500 В наружную изоляцию выполняют из двух слоёв К-12 и одного слоя
батистовой ленты толщиной 0,16 мм.
hизН = 2  0,12 + 0,16 = 0,4 мм.
hизН = 0,4 мм.
31. Число витков в одном слое каждой обмотки.

где ky1 – коэффициент укладки провода в осевом направлении, определяется по кривой на рис.12;
hd и duз np – определены ранее.
32. Число слоёв определяем из выражения.

33. Радиальный размер каждой обмотки.
, при диаметре провода dпр с изоляцией больше 0,5 мм;
α=1,053∙3∙0,92+1,048∙(3-1)∙0,12=3,158
α2= 1,058∙3∙0,69+1,06∙(3-1)∙0,09=2,381
α3= 1,059∙1∙1,48+1,042∙(1-1)∙0,24=1,567
34. Полный радиальный размер катушки.
, где
3 – зазор между каркасом и сердечником, принимается 0,5 мм;
huз oc – толщина каркаса с учётом дополнительной изоляции поверх каркаса, мм;
1 , 2 , 3 – радиальные размеры обмоток, мм;
huз H – толщина наружной изоляции, мм;
(huзo)i, (huзo)ii - толщина межобмоточной изоляции, мм;
ko – коэффициент неплотности межобмоточной изоляции, определяется по рис.15;
kВ – коэффициент выпучивания, принимается равным 1;
kно – коэффициент неплотности намотки наружной изоляции, принимается равным 1,7-2.
35. Определяем зазор между катушкой и сердечником.
с - 2кam = 24 – 2∙11,562 =0,876;