Задание и исходные данные

двухобмоточный трансформатор индукция обмотка Требуется спроектировать силовой трехфазный стержневой двухобмоточный трансформатор продолжительного режима работы с воздушным охлаждением.

Полная мощность трансформатора: S_н = 22,5 кВА.

Первичное линейное напряжение: U_1л= 400 В.

Вторичное линейное напряжение: U_2л= 133 В.

Частота напряжения в сети: ѓ= 50 Гц.

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания: U_р= 4−5%.

Коэффициент полезного действия: ?= 0,95.

Группа соединений обмоток: Y/ Y.

Коэффициент нагрузки для построения векторной диаграммы: cos ?=0,87.

Расчет основных размеров магнитной системы

Выбор марки стали и величины максимальной индукции в стержне

Применяем электротехническую сталь марки 3404 толщиной Д = 0,3 мм.

Максимальную индукцию, В = 1,40 — 1,45 Тл. ([1], табл. 2.9).

Выбор формы сечения стержня

Так как S_н> 10 кВА, тогда я выбираю сечение в форме симметричной ступенчатой фигуры, вписанной в окружность с диаметром d. (рисунок 1).

Рис. 1 Плоская магнитная система трехфазного трансформатора с обмотками

Расчет диаметр окружности канала

Приведенная ширина канала рассеяния

а_р = а₁₂ + (а₁ +а₂)/3,.

где а₁₂ — радиальное расстояние между обмотками ([1], табл. 4.15),.

а₁₂ = 0,01 м;

(а₁ +а₂)/3 ? ,мм;

S^? =S_н/3 — полная мощность, приходящаяся на один стержень трехфазного трансформатора, S^? = 22,5/3 = 7,5 кВА;

k — коэффициент ([1], табл. 3.3), k = 0,7;

(а₁ +а₂)/3 = 0,7· · =0,0078 м ;

а_р =0,0078 + 0,01 = 0,0178 м.

Коэффициент заполнения площади круга сталью

k_с = k_з · k_кр

где k_з — коэффициент, учитывающий межлистовую изоляцию, и зависящий от толщины листов ([1], табл. 2,6), k_з = 0,96;

k_кр — коэффициент, учитывающий заполнение площади круга ([1], табл. 2.2), k_кр = 0,636 ;

k_с = 0,96 • 0,636 = 0,610.

Диаметр окружности.

где в — отношение длины окружности канала между обмотками к высоте обмотки, в = (1,6 ч 2,2) = 2,0;

k_р — коэффициент Роговского, k_р = (0,93 ч0,98) =0,95;

Активное сечение стержня

П_с = 0,25 k_ср· ((d²)/4), м²

П_с = 0,25 • 0,878 • 3,14 • (0,206² /4)= 0,007 м².

Магнитный поток трансформатора

Ф = В_с · П_с, Вб Ф = 1,4 • 0,007 = 0,0098 Вб.

Число витков обмоток

Число витков обмотки высокого напряжения.

w_вн =.

w_вн =.

Число витков обмотки низкого напряжения.

w_нн =.

w_нн =.

ЭДС на один виток обмотки

е_щ = U_в/w_вн = U_н/w_нн ,.

е_щ = В.

Размеры сечения стержня прямоугольной формы

Принимаем величину отношения сторон е = b/a = (1 ч 2) = 1,5.

Меньшая сторона сечения.

а = ,.

а =.

Большая сторона сечения.

b = е? a,.

b_cm = 1,5 • 68 = 102 мм.

Число листов стали по большей стороне.

n = b/Д, где Д — толщина листовой стали марки 3404, Д= 0,3мм,.

n = 102/0,3 = 340 листов.

Полный размер большей стороны сечения стержня.

B_сmо = 0,05n + b_cm,.

где 0,05мм — толщина межлистовой изоляции (на один лист),.

b_o = 0,05 • 340 + 102 = 119 мм.