Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Трансформатор малой мощности этоТрансформатор малой мощностиИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной и акустической технике, одними из компонентов аппаратуры которой являются трансформаторы малой мощности. Техническим результатом изобретения является улучшение удельных энергетических, а также шумовых характеристик. Трансформатор малой мощности включает броневой магнитопровод, состоящий из одинаковых витых ленточных сердечников с прямоугольным окном, сдвоенных в среднем стержне. Его охватывают изолированные, пропитанные обмотки, которые уложены непосредственно на средний стержень, образуя после пропитки с броневым магнитопроводом монолитную конструкцию. Отношение ширины среднего стержня b к его толщине а выдерживается в пределах 1<b/а≤4. Предложены конкретные исполнения отдельных конструктивных элементов заявленного трансформатора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к электро-, преобразовательной и акустической технике, одними из компонентов аппаратуры которой являются трансформаторы малой мощности. Трансформаторы включают в себя две функциональные части: электрическую - обмотки, и магнитную - магнитопровод. В трансформаторах малой мощности, работающих в частотном диапазоне от нескольких Гц до десятков кГц, включая трансформаторы питания на 50 и 400 Гц, широко применяются витые ленточные сердечники, образующие броневую, стержневую и тороидальную конструкции магнитопровода [1]. При этом сердечники бывают двух видов - замкнутые и разъемные, т.е. разрезные. Тороидальные трансформаторы имеют замкнутые магнитопроводы с круглым окном, и обмотки с изоляцией уложены непосредственно на магнитопровод с охватом его сечения. Стержневые и броневые трансформаторы, как правило, имеют разъемные магнитопроводы с прямоугольным окном. В этом случае обмотки с изоляцией наматываются отдельно на изоляционную гильзу или каркас, образуя катушку, которую устанавливают на стержень временно разомкнутого магнитопровода, охватывая его сечение. Затем магнитопровод смыкают. Преимущество стержневых и броневых трансформаторов по сравнению с тороидальными заключается в простоте технологии автоматической намотки на станке. Основным недостатком броневых и стержневых трансформаторов является пониженная эффективность использования материала магнитопровода из-за неизбежного зазора между торцами половинок разъемного стержня. Это приводит к ухудшению энергетических и электромагнитных характеристик трансформаторов: возрастают потери в магнитопроводе (соответственно уменьшается КПД и увеличивается перегрев), уменьшается индуктивность намагничивания (соответственно возрастает ток холостого хода, снижается cosϕ, а в широкополосных трансформаторах возрастают частотные искажения). Недостаточная жесткость конструкции в целом приводит к тому, что из-за магнитострикции возникают акустические и структурные шумы. Этот фактор имеет большое значение, в частности, для акустической аппаратуры. Для снижения уровня шума приходится снижать индукцию в магнитопроводе [2, стр.197], и соответственно увеличивать массу и габариты трансформаторов. Эти недостатки отсутствуют в тороидальных трансформаторах [1, стр.108-110]. Однако по сравнению с броневыми и стержневыми они ограничены по току в обмотках. Это обусловлено ограниченным сечением из-за необходимости сохранить гибкость круглых обмоточных проводов. Применение же гибких многожильных проводов (также ограниченного сечения) снижает коэффициент заполнения окна медью. Использование же гибких плоских проводников большого сечения, в частности медной ленты, неэффективно из-за конфигурации окна магнитопровода. Другим существенным недостатком является пониженная теплопередача в окружающую среду от закрытого обмотками магнитопровода [1, стр.216, 224]. Перечисленные факторы ограничивают токи и мощность и снижают энергетические характеристики тороидальных трансформаторов. Кроме того, круглая конструкция затрудняет плотную компоновку трансформаторов в модуле или приборе, что также является недостатком таких трансформаторов. Указанные обстоятельства приводят к тому, что было бы целесообразно сочетать преимущества тороидальных трансформаторов и трансформаторов броневой или стержневой конструкции, имеющих магнитопровод с прямоугольным окном. Такое решение имеет место в известном трансформаторе с вращающейся катушкой, которое является наиболее близким к предлагаемому изобретению. Этот трансформатор включает броневой магнитопровод, состоящий из двух одинаковых витых замкнутых ленточных сердечников с прямоугольным окном, сдвоенных в среднем стержне [1, стр.30] квадратного сечения, охватываемого с разных сторон двумя скрепленными половинами круглого вращающегося вокруг стержня каркаса, на который наматываются обмотки с изоляцией [1, стр.45, 46]. Существенным изъяном этой конструкции является весьма низкий коэффициент заполнения окна магнитопровода медью из-за полости между стержнем и каркасом. Недостатком является также повышенная длина витков обмоток и сама по себе необходимость квадратного сечения стержня, что также приводит к избыточной массе и объему трансформатора из-за неоптимальности такого сечения. Трансформатор с вращающейся катушкой имеет к тому же недостаточную жесткость конструкции, что приводит к повышенному уровню шума. Перечисленные недостатки существенно снижают удельные энергетические характеристики этого трансформатора, и он не получил широкого применения в силовой аппаратуре. Задачей предлагаемого изобретения является достижение технического результата, состоящего в улучшении удельных энергетических, а также шумовых характеристик. Для достижения указанного технического результата в трансформатор малой мощности, включающий броневой магнитопровод, состоящий из одинаковых витых ленточных сердечников с прямоугольным окном, сдвоенных в среднем стержне, и изолированные, охватывающие его пропитанные обмотки, введены новые признаки, а именно: обмотки уложены непосредственно на средний стержень, образуя после пропитки с броневым магнитопроводом монолитную конструкцию, при этом отношение ширины среднего стержня b к его толщине а выдерживается в пределах 1<b/a≤4. Как показывают расчеты, за пределами заявленного соотношения при прочих равных условиях существенно возрастают масса и габариты предложенного трансформатора. Предлагаемое решение позволяет существенно повысить удельные энергетические характеристики трансформатора за счет увеличения коэффициента заполнения окна магнитопровода медью, уменьшения длины витков обмоток и оптимизации соотношения сторон сечения стержня и при этом обеспечить низкий уровень шума трансформатора, который пропитывается в сборе обмоток и магнитопровода, образуя жесткую монолитную конструкцию. С целью унификации конструкции трансформатора и возможности вариации его габаритов магнитопровод может состоять из ряда сдвоенных сердечников, расположенных по одной оси симметрии и соприкасающихся друг с другом торцевыми поверхностями. Унификация конструкции достигается, в частности, применением стандартных сердечников из ряда ПЛ и ШЛ по ГОСТ 22050-76. Для улучшения технологии укладки обмоток, заключающегося в усилении натяга проводника, что также приводит к увеличению коэффициента заполнения окна медью, на торце среднего стержня могут быть приклеены скругленные по ходу намотки и перпендикулярные ему жесткие изоляционные прокладки. Поскольку они должны обеспечивать плотность намотки по всей высоте окна, сохраняя его площадь, ширина их составляет не более толщины стержня, длина их при этом должна быть не менее высоты окна и быть не более высоты магнитопровода. Для удобства размещения выводов обмоток и упрощения технологии их укладки по крайней мере одна из прокладок может иметь по крайней мере один перпендикулярный ходу намотки паз, в котором размещается вывод начала обмотки. При это глубина паза составляет не более толщины вывода, а ширина - не менее его ширины. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где показаны основные элементы конструкции трансформатора малой мощности. Заявленный трансформатор малой мощности включает броневой магнитопровод, выполненный из одинаковых витых замкнутых ленточных сердечников с прямоугольным окном 1, 2, 5, 6, 7, 8, сдвоенных в среднем стержне 3 (пары 1 и 2, 5 и 6, 7 и 8). Стержень охвачен изолированными обмотками 4, уложенными непосредственно на него. Грани окна магнитопровода оклеены листовой изоляцией 9. На торце среднего стержня 3 наклеены скругленные по ходу намотки и перпендикулярные ему изоляционные прокладки 10, 11, ширина их составляет не более толщины стержня, а длина - менее высоты окна магнитопровода h и не более высоты магнитопровода Н. Одна из прокладок имеет паз 12, перпендикулярный ходу намотки. В нем размещается вывод обмотки 13 в виде шины. Глубина паза равна толщине шины, а ширина несколько превышает ширину шины. На чертеже также показано крепление трансформатора, состоящее из стяжных лент 14, приваренных к основанию 15, и шпилек с гайками 16, стягивающих ленты и весь остов трансформатора с магнитопроводом. Для экспериментальной проверки предлагаемого изобретения были изготовлены две партии трансформаторов: низкочастотных силовых (частота 50 Гц, мощность 4500 ВА, наибольший ток в обмотке 45 А) и высокочастотных преобразовательных (частота 500-10000 Гц, мощность 2100 ВА, наибольший ток в обмотке 30 А). Броневой магнитопровод трансформаторов состоял из 4 одинаковых витых замкнутых ленточных сердечников из электротехнической стали толщиной 0,35 мм (для силовых трансформаторов) и 0,08 мм (для преобразовательных). Сердечники были из стандартного ряда ПЛ по ГОСТ 22050-76, неразрезные размером 32/64-80 для первой партии и 16/32-65 - для второй. Сердечники были сдвоены в среднем стержне, образуя ряд сдвоенных сердечников, расположенных на одной оси симметрии и соприкасающихся друг с другом торцевыми поверхностями, аналогично тому, как показано на чертеже. В результате размеры сечения среднего стержня составляли 64×128 (b/a=2) в силовых трансформаторах и 32×64 (b/a=2) в преобразовательных. Крепление последних было аналогично показанному на чертеже. Остов силовых трансформаторов скреплялся лентами и стягивающими скобами аналогично известным конструкциям трансформаторов на сердечниках ПЛ [1, стр.49]. Грани окон магнитопроводов были оклеены двумя слоями электрокартона. На торце среднего стержня были приклеены скругленные по ходу намотки и перпендикулярные ему, как показано на чертеже, текстолитовые прокладки толщиной 4 мм. Ширина их составляла соответственно 63 и 31 мм, т.е. не более толщины стержня, а длина соответственно 90 и 75 мм, т.е. превышала высоту окна и составляла не более высоты магнитопровода. Одна из прокладок в каждом трансформаторе имела один, перпендикулярный ходу намотки паз, глубина которого составляла для трансформаторов на ток 45 А 1 мм, а для трансформаторов на ток 30 А - 0,5 мм. В пазах размещали выводы первой обмотки в виде шин соответственно размером 1×15 и 0,5×10 мм. Для намотки остов трансформатора прикреплялся к монтажному столу. Намотка медной ленты в качестве проводника осуществлялась с помощью челнока, аналогично технологии намотки тороидальных трансформаторов в случае, когда невозможно применять станочную намотку. Межвитковая ленточная изоляция из пленки ПЭТ укладывалась частями, которые склеивались в области торца стержня. Изоляция между обмотками включала также ленту из бумаги БДХ, чередующуюся с пленкой. Трансформаторы после сборки подвергались стандартным технологическим операциям: вакуумной пропитке, а их поверхности - шпаклевке и эмалированию. Такая конструкция позволила реализовать коэффициент заполнения окна магнитопровода медью, равный 0,5-0,55. Удельные массогабаритные характеристики экспериментальных трансформаторов оказались в 1,5-1,6 раз выше, чем у трансформаторов известных конструкций, а КПД на 1,5-2% выше. Уровень акустического и структурного шума, в частности, в силовом трансформаторе был на 1-1,5 порядка ниже, чем у трансформаторов известных конструкций. Работа предлагаемого трансформатора малой мощности имеет свою специфику. Она заключается в том, что, благодаря увеличенному коэффициенту заполнения окна магнитопровода медью, при прочих равных условиях уменьшаются сопротивления обмоток и соответственно уменьшаются падения напряжения в обмотках, потери в обмотках и возрастает КПД. Таким образом, заявляемый трансформатор малой мощности решает поставленную задачу. Предпочтительной областью его применения являются аппаратура питания и преобразовательная техника, работающая на частоте от 50 Гц до десятка кГц. Источники информации 1. Р.Х.Бальян. Трансформаторы для радиоэлектроники. М., "Советское радио", 1971. 2. В.Б.Карпушин. Виброшумы радиоаппаратуры. М., "Советское радио", 1977. 1. Трансформатор малой мощности, включающий броневой магнитопровод, состоящий из одинаковых витых ленточных сердечников с прямоугольным окном, сдвоенных в среднем стержне, и изолированные, охватывающие его пропитанные обмотки, отличающийся тем, что обмотки уложены непосредственно на средний стержень, образуя после пропитки с броневым магнитопроводом монолитную конструкцию, при этом отношение ширины среднего стержня b к его толщине а выдерживается в пределах 1<b/а≤4. 2. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что броневой магнитопровод состоит из ряда сдвоенных одинаковых витых ленточных сердечников, расположенных по одной оси симметрии и соприкасающихся друг с другом торцевыми поверхностями. 3. Трансформатор по п.1, отличающийся тем, что на торцы среднего стержня наклеены скругленные по ходу намотки и перпендикулярные ему жесткие изоляционные прокладки, ширина которых составляет не более толщины стержня, длина превышает высоту окна броневого магнитопровода и составляет не более высоты броневого магнитопровода. 4. Трансформатор по п.3, отличающийся тем, что по крайней мере одна из жестких изоляционных прокладок имеет, по крайней мере, один перпендикулярный ходу намотки паз, глубина которого составляет не более толщины размещенного в нем вывода обмотки, а ширина не менее ширины вывода. www.findpatent.ru Трансформатор малой мощности - это... Что такое Трансформатор малой мощности? Трансформатор малой мощности2. Трансформатор малой мощности D. Kleintransformator E. Low-power transformer F. Transformateur de faible puissance Трансформатор с выходной мощностью 4 кВ · А и ниже для однофазных, 5 кВ · А и ниже для трехфазных Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.
Смотреть что такое "Трансформатор малой мощности" в других словарях:
normative_reference_dictionary.academic.ru Трансформатор питания малой мощностиТрансформатор питания малой мощностиФедеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого Институт электронных информационных систем Кафедра «Проектирование и технология радиоаппаратуры» Курсовой проект по учебной дисциплине Электроника Трансформатор питания малой мощности Принял А.С. Татаренко Выполнил студент группы 3022 зу Н. В. Потницев Великий Новгород г. 1. Анализ требований технического задания на проектирование трансформатора питания малой мощности Техническое задание: .Рассчитать и сконструировать маломощный трансформатор питания по данным, указанным в таблице 1. .Разработать конструкцию трансформатора, обеспечивающую автоматизированное производство и сборку. В проекте представить полный комплект конструкторских документов. Таблица 1. Исходные данные Напряжение питающей сети,ВНапряжение вторичных обмоток, В. Токи вторичных обмоток, А.Частота питающей сетиКлиматический районОсобенность конструкции12U2U3U4U5I2I3I4I550Все районы суши и моряЭкраниро ванный6,31202501,20,20,08 Рисунок 1. Электрическая схема трансформатора Трансформатор - прибор, с помощью которого можно изменять соотношение между величиной переменного напряжения и величиной переменного тока, сохраняя при этом неизменным их произведение. Трансформатор представляет собой устройство, состоящее из расположенных близко одна к другой катушек. Обычно эти катушки намотаны на общий сердечник. Катушка, к которой подводят напряжение и ток для преобразования, называется первичной; катушка, с которой снимают преобразованный напряжение и ток, - вторичной. Значение напряжения и тока во вторичной обмотке при определенных значениях напряжения и тока в первичной обмотке зависит от коэффициента трансформации. В зависимости от назначения трансформаторы могут иметь различную конструкцию. Трансформатором малой мощности называется трансформатор, габаритная мощность которого не превосходит величины в несколько тысяч вольт - ампер. Эти трансформаторы применяются для питания накальных и анодных цепей электронных и ионных приборов, схем магнитных усилителей, полупроводниковых выпрямителей, обмоток реле, различных устройств индикации, для согласования сопротивлений в разных схемных звеньях, электронно - ламповых генераторов с нагрузкой и т.д. Таким образом, они могут выполнять самые различные функции. 2. Электрический расчет трансформатора малой мощности .1 Определение суммарной мощности вторичной обмотки Суммарная мощность определяется по формуле: Где Pi - мощность вторичной обмотки, В?А;- число вторичных обмоток;- номер вторичной обмотки. Расчет: .2 Выбираем броневой магнитопровод из стали Э42 толщиной листа 0.35мм f=50Гц .3 Находим ориентировочные величины: (стр.331)[5] В=1.32Тл; ?=2,8А/мм²; kм=0.32; kст=0.91 .4 Находим произведения сечения стали магнитопровода (Sст) на площадь его окна (Sок): Где ? - плотность тока;м - коэффициент заполнения окна;ст - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью. .5 Выбор магнитопровода Выбираем магнитопровод типа ШЛ 16х12. Справочные данные на данный тип магнитопровода (стр.640)[1]?Sок = 50 см4 Вес магнитопровода Gc=0.58 кг .6 Определяем ЭДС наводимой в одном витке (стр.103)[6] Е= 4.44?f?Sо?Bм? Расчет: Е= 4.44?50Гц?5см2?1.32Тл?= 0,1465 В .7 Определение потерь в стали (стр.134)[1] Где рст - удельные потери (стр. 333) [5], рст= 3,1 Вт/кг Расчет: Рст= 3,1 Вт/кг?0.58кг = 1,798 Вт 2.8 Находим активную составляющую тока холостого хода Iоа по формуле (стр.333)[5] Расчет: = .9Полная намагничивающая мощность (стр. 127)[1] Где рнс - удельная намагничивающая мощность (стр. 334) [5] Расчет: 30Вт/кг?0.58кг = 17.4 Вт 2.10 Реактивная составляющая тока (U1=12 В) (стр. 334) [5] Расчет: = .11 Абсолютное и относительное значение тока (стр.535)[1] Расчет: = 1,458 А = (стр.553)[3] Где величины ? и Cos? определяются по справочным таблицам (стр.332)[5] Расчет:= Следовательно: I% = Io/I1?100% Расчет: % = 1,458/7,62?100% = 19 % .12 Определение числа витков обмоток (стр.113)[6] =?104/(4.44?f?Bm?Sc) Где U1 = 5 для первичной обмотки, и Ui = 10 для вторичных обмоток (стр.335)[5]. Расчет:=12 B=12В (1- 5/100)?104/(4.44?50Гц?1.32Тл?5)= 78 витка=6,3 B=6,3В (1-10/100)?104/(4.44?50Гц?1.32Тл?5)= 39 витка=120 B=120В (1-10/100)?104/(4.44?50Гц?1.32Тл?5)= 737 витков=250 B=250В (1-10/100)?104/(4.44?50Гц?1.32Тл?5)= 1536 витков .13 Определение ориентировочных величин плотности тока и сечения проводов обмоток (стр.336)[5] пр=I/? Где ? = 2,8А/мм2 Расчет:пр1= 7,62А/2,8А/мм2 = 2,72 мм2 Sпр2= 1.2/2,8 = 0,43 мм2 Sпр3= 0,2/2,8 = 0,071 мм2 Sпр4= 0.08/2,8 = 0,028 мм2 .14 Определение диаметра провода пр = 1.13?Sпр Расчет:пр1= 1.13?2,72мм2 = 1,86ммпр2= 1.13?0.43 = 0.74 ммпр3= 1.13?0.071 = 0.3 ммпр4= 1.13?0.028 = 0.19 мм .15 Выбор стандартных значений проводов обмотки Для обмоток с напряжением до 500 В целесообразно использовать провода марки ПЭВ-1 (проволока медная, изолированная высокопрочной эмалью). Стандартные значения сведем в таблицу 2. Таблица 2 - Номинальные значения проводов обмотки ПЭВ-1 Номер обмоткиДиаметр провода по меди dпр,мм.Диаметр провода в изоляции dиз,мм.Площадь поперечного сечения Sпр,мм2.Вес одного метра провода gпр,г/м.10.620.670.3023.2220.410.450.1321.3130.30.350.07550.67140.30.350.07550.671 .16 Определение допустимой осевой длины обмотки на каркасе (стр.336)[5] об = h2-2?из1 Где h2=h-1 = 50мм-1 = 49мм - длина гильзы;= 50мм - высота окна; ?из1 = 2мм - расстояние по поверхности изоляции от крайнего витка обмотки до сердечника. Расчет:об = 49мм - 2*2мм = 45мм .17 Определение числа витков в одном слое и число слоев каждой обмотки (стр.337)[5] сл = hоб /ky?dиз;сл = N/Nсл Где kу - коэффициент укладки провода, определяемый по справочным таблицам (стр.337)[5] Расчет:сл1 = 45мм/1.05?0.67мм = 64 витковсл2 = 45мм/1.05?0.45мм = 95 виткасл3 = 45мм/1.07?0.3мм = 140 витковсл4 = 45мм/1.07?0.3мм = 140 витковсл1 = 78/64 = 1 слойсл2 = 39/95 = 1слойсл3 = 737/140 = 6 слоевсл4 = 1536/140 =11 слоев .18 Определение радиальных размеров катушки В качестве межслоевой изоляции (?р) выбираем (стр.189)[4] ?р1 - для первой обмотки телефонную бумагу толщиной 0.05 (1 слой) ?р2 - для второй обмотки телефонную бумагу толщиной 0.05 (1 слой) ?р3 - для третьей обмотки кабельную бумагу толщиной 0.12мм (1 слой) ?р4 - для четвертой обмотки кабельную бумагу толщиной 0.12мм (1 слой) Радиальная толщина каждой обмотки (стр.99)[6] ?i = ky? N? dиз + (N-1)??р Расчет: ?1 = 1.05?1?0.67+(1-1)?0.05 = 0.7 мм ?2 =1.05?1?0.45+(1-1)?0.05 = 0.47 мм ?3 = 1.07?6?0.35+(6-1)?0.12 = 2.85 мм ?4 = 1.07?11?0.35+(11-1)?0.12 = 5.32 мм В качестве междуобмоточной изоляции и изоляции поверх катушки выбираем кабельную бумагу толщиной 0.12мм (2 слоя). Толщину каркаса принимаем равной hиз = 1мм. Полная радиальная толщина обмотки (стр.100)[6] ? = ?з+hиз2+ ?1+hиз2+ ?2+hиз2+ ?3+hиз2+ ?4+ ?40 Где ?з - зазор между гильзой (каркасом) и сердечником, мм;из2 - толщина гильзы (каркаса),мм;из2 - толщина междуобмоточной изоляции, мм; ?1…. ?4 - радиальные размеры обмоток, мм; ?40 - толщина изоляции поверх крайней обмотки, мм. Расчет: ? = 0.5+1+0,7+0.24+0.47+0.24+2.85+0.24+5,32+0.24 = 11.8 мм .19 Определение зазора между катушкой и сердечником Условие размещения катушки в окне магнитопровода выполняется (стр.192)[6] с - ??kв > 0 Расчет: с - ?kв = 16 - 11,8*1,2= 1,84 .20 Определение потерь в меди обмоток а) Найдем среднюю длину витка каждой обмотки (стр.523)[3] ср = 2?10-3 (aк+bк+?r) Где r1 = ?1/2; r2 = ?1+ ?12+ ?2/2; Значения ак и bк определены по справочным таблицам (стр.640)[1] Расчет:ср1 = 2?10-3 (16+12+3,14(0,7/2)) = 0.058 мср2 = 2?10-3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47/2)) = 0.063 мср3 = 2?10-3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47+0.24+2,85/2)) = 0.075 м ср4 = 2?10-3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47+0.24+2,85+0.24+5,32/2)) = 0.102 м б) Определение веса меди каждой обмотке (стр.104)[6] м = lср? W? gм?10-3 Где gм - вес одного метра провода, г (значения приведены в таблице 2). Расчет:м1 = 0.058?78?3.22?10-3 = 0.015 кгм2 = 0.063?39?1.31?10-3 = 0.003 кгм3 = 0.075?737?0,671?10-3 = 0.037 кгм4 = 0.102?1536?0.671?10-3 = 0.105 кг в) Определение потерь в каждой обмотке (стр.105)[6] Рм ? 2.6??2?Gм Где ? - плотность тока, А/мм2 Расчет: Рм1 = 2.6?2,82?0.015 = 0.31 Вт Рм2 = 2.6?2,82?0.003 = 0.06 Вт Рм3 = 2.6?2,82?0.037 = 0.75 Вт Рм4 = 2.6?2,82?0.105 = 2.14 Вт г) Находим суммарные потери в меди катушки Рм = Рм1+Рм2+Рм3+Рм4 Расчет: Рм = 0.31+0.06+0.75+2.14 = 3.26 Вт .21 Определение поверхности охлаждения катушки охл.м = 2?hоб?(ак+??kв)?10-6 Где ? = ?1+?12+?2 - радиус закругления катушки;в - справочный коэффициент. Расчет:охл.м = 2? 45?(16+3.14?11,8?1.2)?10-6 = 0.0054 м2 .22 Определение удельной поверхностной нагрузки обмоток м = Рм/ Sохл.м Расчет:м = 3.26/0.0054 = 604 Вт/м2 .23 Определение средней температуры перегрева обмоток (стр.115)[6] ?t = (Рм+Рс)/ Sохл.м?k Где k- коэффициент теплоотдачи, Вт/м2?град. Расчет: ?t = (3.26+2.88)/0.0054?25.270C = 450С .24 Определение температуры обмоток трансформатора (tокр = 500С) (стр.115)[6] тр = tокр+ ?t Расчет:тр = 50+45 = 950С .25 Определение активного сопротивления каждой обмотки (стр.106)[6] = qм?lср?W/Sпр Где qм - удельное сопротивление провода обмотки (t = 950), м = 0.02 Ом?мм2/м Расчет:= 0.02?0.058?78/2.72 = 0.03 Ом= 0.02?0.063?39/0.43 = 0.11 Ом=0.02 ?0.075?737/0.071 = 15.6 Ом=0.02?0.102?1536/0.028 = 111.9 Ом .26 Определение падения напряжения в обмотках трансформатора при нормальной нагрузке (стр.327)[5] При нагреве катушки трансформатора до t = 950С сопротивление обмоток равно (стр.107)[6] гор = r?(1+0.004? (95-20)) Расчет:гор = 0.03?(1+0.04?75) = 0.12 Омгор = 0.11?(1+0.04?75) = 0.44 Омгор = 15,6?(1+0.04?75) = 62.4 Омгор = 111.9?(1+0.04?75) = 447.6 Ом ?U = I?rгор?100%/U Расчет: ?U1 = 7,62?0.12?100%/12 = 7,62% ?U2 = 1.2?0.44?100%/6.3 = 8,4% ?U3 = 0.2?62.4?100%/120 = 10,4% ?U4 = 0.08?447.6?100%/250 = 14,3% .27 Определение КПД трансформатора (стр.555)[3] ? = ?Рz/?Рс+Рм+Рz Расчет: ? = 68/(3,26+2,88+68) = 0.917 3. Поиск наилучшего варианта компоновки проектируемого изделия Трансформатор состоит из одной или нескольких индуктивных катушек с обмотками, которые надеваются на сердечник из магнитного материала, а также элементов, служащих для скрепления частей сердечника и закрепления трансформатора в аппарате. Магнитопровод. Назначение магнитопровода заключается в том, чтобы создать для магнитного потока замкнутый путь, обладающий возможно меньшим магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы трансформаторов необходимо изготовлять из материалов, обладающих высокой проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. Широкое применение в трансформаторах получили холоднонакатанные текстурированные стали марок 3411-3424. В этих сталях при холодной прокатке получается ориентация кристаллов вдоль направления проката. Стали 3411-3424 имеют вдоль направления проката более высокую индукцию и меньшие потери. Применение холоднокатаных сталей позволяет сократить габариты трансформатора, особенно если сердечник сконструирован так, что в трансформаторе магнитные силовые линии располагаются вдоль направления проката. По конструкции магнитопроводы подразделяют на шихтованные и ленточные. Ленточный манитопровод можно получить навивкой и склейкой полосы из трансформаторной стали. После резки, необходимой для установки катушек получают С-образные сердечники, из которых собирают броневые и стержневые магнитопроводы. Для получения минимального немагнитного зазора в магнитопроводе торцы сердечников после установки в катушку склеивают ферромагнитной пастой. Если зазор необходим, то в месте стыка двух сердечников устанавливают прокладки из бумаги или картона необходимой величины. Каркас катушки. Основание, на котором размещен и закреплен провод обмотки трансформатора, называют каркасом. По конструкции каркасы могут быть разделены на две основные группы: со щечками и без щечек-гильзы. Каркасы со щечками изготавливают прессовкой или сборными из листовых изоляционных материалов. Гильзы делают из тонкого картона или кабельной бумаги навивкой нескольких слоев на оправе и склейкой их. Для вывода концов обмотки в щечках каркаса делают отверстия и крепят контакты. Размер отверстия в каркасе следует брать на 0,1-0,2 мм больше, чем размеры соответствующей части магнитопровода, которое входит в это отверстие, а длину каркаса следует брать на 0,5-1 мм меньше, чем высота окна в магнитопроводе. Это обеспечивает свободную установку каркаса на магнитопровод. Толщина стенок каркаса в зависимости от его размеров и используемых материалов составляет обычно от 0,7 до 1,5 мм. В нашем случае был выбран каркас - гильза, так как трансформаторы в которых каркасы катушек выполнены в виде гильз, обладают лучшими технологическими характеристиками, поскольку гильзы значительно проце каркасов со щечками и процесс изготовления гильз лучше поддается механизации. Кроме того, при использовании гильз можно на хорошо отрегулированных станках производить намотку сразу большого числа катушек, что также резко снижает затраты на производство. Обмотки. При производстве трансформаторов радиотехнической аппаратуры используется в основном медный изолированный провод, так как медь имеет наименьшее сопротивление по сравнению с другими проводниковыми материалами. Наиболее распространены медные провода с эмалевой изоляцией ПЭМ-1, ПЭМ-2, ПЭВ-1, ПЭВ-2 ПЭТВ, ПЭВТКЛ. Минимальная рабочая температура- 600С. Обмоточные провода изготавливают диаметром от 0,03 мм. Укладка провода на катушку осуществляется двумя способами: беспорядочно (внавал) и правильными рядами, виток к витку (рядовая намотка). При использовании гильзы ширину концевой изоляции делают 1,2-1,5 мм. Кроме того, у каждого последующего ряда ширину намотки необходимо уменьшить по отношению к предыдущему на один виток, чтобы исключить «сползание» крайних витков. Крепление элементов конструкции. После сборки катушки с магнитопроводом необходимо закрепить его отдельные части, чтобы при последующих технологических операциях и эксплуатации не происходило их взаимное перемещение. В противном случае из-за появления или изменения зазора будет меняться магнитная проницаемость, что приведет к увеличению тока холостого хода. Магнитопровод можно скрепить двумя скобами. На нижней скобе предусмотрены отгибы для крепления трансформатора. Герметизация трансформатора. Для защиты трансформатора от действия влаги применяют пропитку катушки изоляционными лаками и компаундами. В результате пропитки происходит уменьшение температуры перегрева провода, так как пропиточный материал заполняет воздушные промежутки между витками катушки, что улучшает теплопроводность и способствует более интенсивному отводу теплоты к поверхности трансформатора. Лаки и компаунды, применяемые для пропитки должны обладать хорошей проникающей способностью и не разрушать изоляцию проводов. На практике применяют большое количество пропиточных материалов, например как лак АФ 17, компаунд Д1. Тонкая пленка лака, образующаяся при высыхании, не способна надежно защищать катушку от длительного воздействия повышенной влажности. Трансформаторы, которые предназначены для работы в жестких климатических условиях, после сборки дополнительно покрывают влагозащитным слоем эмали толщиной от нескольких десятых до единиц миллиметров, материалы, применяемые для такой поверхностной защиты, должны создавать монолитный слой, обладающей хорошей влагозащитой, а также должны иметь надежное сцепление с катушкой и магнитопроводом. При воздействии повышенной температуры эти материалы не должны разрушаться. Широко применяются для поверхностной защиты трансформатора эмали на основе эпоксидных смол с наполнителями (например ОЭП4171). Заключение Полученные данные сведем в таблицу. Таблица 3. Результаты расчета Название рассчитанной величиныРезультатСуммарная мощность?Pz=68 В?АМагнитопроводШЛ 16х12Значение индукции в сердечникеВм=1.32ТлЭДС наводимая в одном виткеЕ = 0,1465 ВПотери в сталиРст = 1,798 ВтАктивная составляющая тока при максимальном напряжении питающей сетиIоа = 0.026АПолная намагничивающая мощностьРог = 14.4 ВтРеактивная составляющая токаIог = 1.45 ААбсолютное и относительное значение тока I0 = 1.458 АI1 = 7,62 АЗначение плотности тока в проводахSпр1= 2.72 мм2 Sпр2= 0.43 мм2 Sпр3= 0.071 мм2 Sпр4= 0.028 мм2Число витков в одном слоеNсл1 = 64 вит Nсл2 =95 вит Nсл3 =140 вит Nсл4 =140 витЧисло слоев каждой обмоткиnсл1 = 1 слоя nсл2 = 1слой nсл3 = 6 слоев nсл4 =11 слоевРадиальная толщина каждой обмотки?1 = 0.7 мм ?2 =0.47 мм ?3 =2.85 мм ?4 = 5.32 ммПолная радиальная толщина обмотки? = 11.8 ммЗазор между катушкой и сердечникомс - ?kв = 1.84Потери в каждой обмоткеРм1 = 0.31 Вт Рм2 = 0.06 Вт Рм3 = 0.75 Вт Рм4 = 2.14 ВтСуммарные потери в меди катушкиРм = 3.26 ВтСредняя температура перегрева обмоток?t = 450СТемпература обмоток трансформатораTтр =950САктивное сопротивление каждой обмоткиr1 =0.03 Ом r2 =0.11 Ом r3 =15.6 Ом r4 =111.9 ОмКПД трансформатора? = 0.917 Полученные данные удовлетворяют техническому заданию. Была разработана наилучшая конструкция трансформатора. Трансформатор состоит из катушки с обмотками, которая надевается на сердечник из магнитного материала, а также различных элементов, служащих для закрепления трансформатора в РЭА и скрепления частей сердечника. Магнитопровод необходимо изготовить из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. В работе был выбран магнитопровод типа ШЛ 16х12 из стали Э44 толщиной 0.2мм. Каркас катушки - основание, на котором размещен и закреплен провод намотки. В нашей работе это гильза из тонкого картона (ЭВТ-0.5 ГОСТ2824-86). Обмотка сделана медным проводом ПЭВ - 1, намотка рядовая. Крепление элементов конструкции. После того как была собрана катушка с магнитопроводом нужно закрепить его части скобами, для того что бы не изменился размер зазора. Список используемой литературы трансформатор питание малая мощность
9ГОСТ2.001-93 ЕСКД. Общие положения. - М., Издательство стандартов, 1994. -Зс. ГОСТ2.101-68 ЕСКД. Виды изделий. - М., Издательство стандартов, 1988.-4с ГОСТ2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов. - М., Издательство стандартов, 1988. - 15с ГОСТ2.103-68 ЕСКД. Стадии разработки. - М., Издательство стандартов, 1988. -4с
Приложение НАИМЕНОВАНИЕ И ПРИМЕНЯЕМОСТЬ Трансформатор питания малой мощности применяется для питания индивидуальных нагрузок в РЭА. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ напряжение питающей сети 12 В напряжения вторичных обмоток 6,3 В, 120 В, 250 В токи вторичных обмоток 1,2 А, 0,2 А, 0,08 А частота питающей сети 50 Гц климатический район В ЦЕЛЬ РАБОТЫ Расчет и разработка конструкции трансформатора питания по исходным данным отвечающего условию экранированный. ЧАСТНЫЕ ЦЕЛИ .1 Показатели назначения питающее напряжение 12 В частота питающей сети 50 Гц напряжения вторичных обмоток 6,3 В, 120 В, 250 В токи вторичных обмоток 1,2 А, 0,2 А, 0,08 А .2 Надежность по ГОСТ 25359-82 .3 Долговечность .4 Приспособленность к окружающей среде вид климатического исполнения В; категория 2.1 и 5.1; значения температуры воздуха, влажности, давления и прочих климатических факторов по ГОСТ 15150-72 .5 Совместимость .6 Производственная технологичность изготовление на стандартном оборудовании; возможность механизации и автоматизации производства .7 Эксплуатационная технологичность .8 Стандартизация стандартизированные магнитопровод, обмоточные провода, изоляция .9 Безопасность изготовления обслуживания и ремонта .10 Транспортирование и хранение ГРАНИЧНЫЕ УСЛОВИЯ .1 Конструктивно-технические условия .2 Экономические условия наименьшая стоимость серийное производство .3 Организационно-временные условия срок исполнения 15 января 2015 года конструкторская документация diplomba.ru Силовые трансформаторы малой мощности - Siemens
Силовой трансформатор мощностью 570 МВА Этот силовой трансформатор был изготовлен для французского заказчика на заводе по изготовлению трансформаторов в Вайце, Австрия. Проверка трансформатора на короткое замыкание была произведена лабораторией КЕМА.
Силовой трансформатор мощностью 12,5 МВА Заказчику в Германии был нужен виброустойчивый силовой трансформатор. Завод по производству трансформаторов в Линце, Австрия, выполнил эту задачу путем установки дополнительных подпор и болтов в крышке и корпусе.
Силовой трансформатор мощностью 110 кВ К олимпийским играм в Пекине завод по производству трансформаторов в Гуанчжоу, Китай, изготовил силовые трансформаторы с чрезвычайно низким уровнем шума для энергоснабжения олимпийского аквапарка и стадиона.
Силовой трансформатор мощностью 50 МВА Для заказчика из Соединенных Штатов завод по производству трансформаторов в Боготе, Колумбия, заменил силовой трансформатор, установленный 35 лет назад, для обеспечения соответствия существующим пространственным условиям и значениям сопротивления. www.energy.siemens.com Трансформатор малой мощностиК трансформаторам малой мощности относят однофазные трансформаторы выходной мощностью 4 кВА и ниже, трехфазные трансформаторы мощностью 5 кВА и ниже. Эти трансформаторы применяются в устройствах радиотехники, электроники, автоматики,связи, промышленного электропривода для понижения напряжения в рабочих цепях с целью обеспечения их безопасной работы, а также для питания бытовых электроприборов и т.д. Номенклатура этих трансформаторов чрезвычайно многообразна. В таблицах приведены характеристики и параметры широко применяемых трансформаторов малой мощности, поставляемых по заказам и предназначенных для питания цепей управления электроприводов и других потребителей электроэнергии, ламп местного освещения, низковольтных цепей сигнализации и выпрямителей, собранных по двухполупериодной схеме (см.рисунок 1). Эти трансформаторы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16710—76 и имеют типовое обозначение ОСМ — однофазные, сухие, многоцелевого назначения. Их климатическое исполнение согласно ГОСТ 15150—69 обозначается: для умеренного климата — УЗ (температура окружающей среды от -45 до +40 °С), тропикостойкие — ТЗ (от -10 до +45 °С) и холодостойкие — ХЛЗ (от -60 до +40 °С). Конструкция, электрические параметры, габаритные и установочные размеры для трансформаторов всех трех исполнений одинаковы. Допустимое превышение напряжения для питающей сети не более 10 %, для тока нагрузки — не более 5 % при сохранении мощности не выше номинальной. Рис.1 а — для питания цепей управления, сигнализации и местного освещения; б —для питания выпрямителей цепей управления; в — для работы в цепях динамического торможения Допустима также вибрация мест крепления трансформаторов с частотой до 60 Гц и ускорением не более 10 м/с2. Номинальные первичные напряжения трансформаторов типа ОСМ — 220, 380 и 660 В, вторичные — в соответствии с таблицами 1-4 . Возможно сочетание любого из указанных первичных напряжений с любым (любыми при двух вторичных обмотках) из вторичных.Токи холостого хода и напряжения короткого замыкания определяются по таблице 5, габаритные размеры и массы — по рис. 2 и таблице 6Рис.2 Габаритные и установочные размеры трансформаторов типа ОСМТаблица 1 Параметры трансформаторов, предназначенных для питания цепей управления, сигнализации и местного освещения (см.1 а)
Таблица 2 Параметры трансформаторов, предназначенных для питания выпрямителей цепей управления (см. рис.1 б )
Таб.3 Параметры трансформаторов, предназначенных для питания цепей местного освещения или цепей управления (см. рис.1 б)
Таблица 6 Габаритные размеры, (мм) и масса трансформаторов типа ОСМ (см. рис. 2)
www.tor-trans.com.ua Трансформаторы малой мощности — ИТСАР — ТрансформаторыВыбрать категориюАвтотрансформаторы (ЛАТР) (2)Высоковольтные ячейки (2)Для устройств сигнализации, централизации и блокировки железнодорожного транспорта (1) Путевые и сигнальные трансформаторы (1) Сигнальные трансформаторы (1)Комплектные трансформаторные подстанции КТП (35) Железнодорожные КТП (4) Киосковые для электроснабжения промышленных объектов (16) 2КТПТАС с АВР (2) КТПТАС мощностью 630...1000 кВА (2) КТПТАС-М, КТППАС-М 63...630 кВА (6) КТПТАС, КТППАС мощностью 63...400 кВА (6) Комплектующие к подстанциям (6) Вентильные разрядники РВО (2) Высоковольтные разъединители РЛНД (1) Ограничитель перенапряжения ОПН (3) Мачтовые трансформаторные подстанции (5) С/х назначения на пасынках (9) КТП 25-250 кВА (6) Мачтовые трансформаторные подстанции МТП МТПО (3)КТП и трансформаторы специального назначения (6) КТП для термообработки бетона и мерзлого грунта (3) Трансформаторы для термообработки бетона и мерзлого грунта (3)Пускорегулирующие аппараты (1)Реакторы (4) Антирезонансные (1) Моторные (1) Сетевые (1) Токоограничивающие (1)Спецодежда (29) Головные уборы (3) Зимняя спецодежда (7) Летняя спецодежда (7) Обувь (3) Средства защиты рук (5) Средства индивидуальной защиты (4)Трансформаторы малой мощности (133) Морского исполнения (14) ОСВМ (6) ОСС (5) ТСВМ (3) Однофазные трансформаторы (65) ОС (2) ОСВР1 (7) ОСЗ (11) ОСЛ (1) ОСМ (1) ОСМ1 (10) ОСМР, ОСМО, ОСМУ (12) ОСМС (4) ОСО (2) ОСОВ (8) ОСР (5) ТАПВ-25 абонентский (1) Ящик трансформаторный понижающий ЯТП (1) Трехфазные трансформаторы (54) Понижающие трансформаторы НТС (10) Понижающие трансформаторы ТСЗ (4) Понижающие трансформаторы ТСЗМ1 (3) Понижающие трансформаторы ТСЛ (1) Разделительные трансформаторы ТСЗР (3) Разделительные трансформаторы ТСР (8) Трехфазные понижающие трансформаторы ТСЗИ, ТСЗМ ОМ5 (16) Трехфазный понижающий трансформатор ТСМ, ТСМ1, ТСМЛ (9)Трансформаторы напряжения (ЗНОЛ, НОЛ) (17)Трансформаторы силовые (26) Масляные трансформаторы (20) Однофазные (1) ТМГ (16) ТМГСУ с симметрирующим устройством (1) ТМПН, ТМПНГ (2) Сухие трансформаторы (6) Однофазные (4) Трехфазные (2)Трансформаторы тока (86) Класс напряжения 0,66 кВ (25) Класс напряжения 20-35 кВ (7) Опорные трансформаторы тока ТОЛ-35 (3) Проходные трансформаторы тока ТПЛ-20 и ТПЛ-35 (2) ТОЛ-20 (2) Класс напряжения 6-10 кВ (54) Опорно-проходные трансформаторы ТПЛ-10 (2) Проходные трансформаторы ТПОЛ-10 (4) ТВК-10 (5) ТВЛМ (6) ТЛК-10 (10) ТЛМ-10 (6) ТЛШ-10 (1) ТОЛ-10 (7) ТОЛК (3) ТПК-10 (8) ТШЛ-10 (1) ТШЛП-10 (1) itsar.biz Трансформатор - малая мощность - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3Трансформатор - малая мощностьCтраница 3 Трансформаторы малой мощности ( однофазные мощностью 4 кВА и мен. [31] Трансформаторы малой мощности часто выполняют с броневым сердечником. Броневой сердечник обладает рядом конструктивных достоинств: необходимость только одной катушки с обмоткой вместо двух при стержневом сердечнике; более высокий коэффициент заполнения окна сердечника обмоточным проводом; частичная защита обмотки ярмом сердечника от механических повреждений. [32] Трансформаторы малой мощности ( однофазные мощностью 4 кВА и мен. [33] Трансформаторы малой мощности обычно выполняют броневыми. Магнитный поток при этом разветвляется на правую и левую части. Броневые трансформаторы имеют следующие преимущества: наличие бдяой катушки вместо двух у трансформатора стержневого типа, более высокий коэффициент заполнения окна маг-нитопровода обмоточными проводами, обмотка защищена ярмом от механических повреждений. [35] Трансформаторы малой мощности широко используются в установках радио и проводной связи, устройствах промышленной электроники, в измерительной технике для разнообразных преобразований переменного тока. В ряде случаев к таким трансформаторам предъявляются особые требования. Характерным примером могут служить трансформаторы, применяемые в электронных усилителях низкой частоты. [36] Трансформаторы малой мощности выполняют, как правило, с охлаждением типа С. [37] Трансформаторы малой мощности: макальные и стабилизирующие трансформаторы, автотрансформаторы и др. предназначены для питания ламп местного освещения и электроинструмента, аппаратуры железнодорожной автоблокировки, распределительных сетей в сельских местностях и для других специальных целей. [38] Трансформаторы малой мощности перемещают на своих катках обычно на расстояние всего в несколько метров или десятков метров. На крупных подстанциях расстояние от трансформаторной мастерской до фундамента трансформатора может составлять СОТБИ метров. Здесь проложен рельсовый путь. Фундаменты трансформаторов выполняют на одном уровне с этим путем или же они возвышаются над ним. На подстанции с основным рельсовым путем, расположенным на одном уровне с фундаментами, к последним от этого пути отходят поперечные рельсы. Трансформатор перекатывают по основному пути на своих катках до соответствующих поперечных рельсов. Здесь трансформатор поднимают домкратами, катки поворачивают на 90 и устанавливают на поперечный путь; по нему трансформатор закатывают на фундамент. На подстанции с фундаментами, расположенными выше уровня основного пути, применяют специальный транспортер. На него краном устанавливают трансформатор и доставляют к фундаменту. Транспортер имеет ту же высоту, что фундамент, и подходит к нему почти вплотную боковой стороной. Трансформатор скатывают с транспортера на рельсы фундамента и устанавливают на место. В этом случае катки трансформатора могут быть неповоротными. [39] Трансформаторы малой мощности трехфазные понижающие ТС-15 / 0 5 и ТС-25 / 0 5 предназначены для установки на открытом воздухе и могут быть использованы для питания местного освещения. [40] Трансформаторы малой мощности с несколькими обмотками используются в радиотехнических устройствах и схемах автоматики. [41] Трансформаторы малой мощности имеют обычно небольшое поле рассеяния, в результате чего сопротивление короткого замыкания гк определяется практически активным сопротивлением обмоток гк - TI гг - При этом ык. [42] Трансформаторы малой мощности выпускаются в большом количестве серий и типоразмеров. [43] Трансформаторы малой мощности обычно выполняют с естественным воздушным охлаждением ( или. Отвод тепла в них происходит путем непосредственной теплоотдачи от нагретых поверхностей обмоток и магнитопровода в атмосферу. В некоторых случаях трансформаторы помешают в корпус, залитый термореактивными компаундами на основе эпоксидных смол или других подобных материалов. Такие компаунды обладают высокими электроизоляционными и влагозащитными свойствами. После затвердевания они не расплавляются при повышенных температурах. [44] Трансформаторы малой мощности, используемые в радиотехнических цепях, счетно-решающих и других устройствах, изготовляются с сердечниками из ферритов - особого вида магнитодиэлектриков с малыми магнитными потерями, а при частотах выше 20 кГц трансформаторы изготовляются без ферромагнитного сердечника, так как при таких частотах магнитный поток сильно вытесняется к поверхности сердечника и потери энергии в нем на вихревые токи значительно возрастают. [45] Страницы: 1 2 3 4 5 www.ngpedia.ru |
|
|||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
