Предмет и задачи курса электрических цепей Законы Ома и Кирхгофа Применение векторных диаграмм Активная, реактивная и полная мощности Полосовые и заградительные фильтры Трансформаторы

Схема расчета трансформатора

На рис. 7.6 схематически изображена конструкция броневого трансформатора. Серым цветом показано место, занимаемое первичной обмоткой. Соотношение между размерами а,  и с задается стандартизованными размерами.

Сечение стального центрального стержня принимается в первом приближении квадратным. Его сечение . Коэффициент обусловлен наличием изоляции между стальными пластинами. Для ферритовых сердечников . Сечение провода вычисляется по формуле


, (7.16)

 Рис. 7.6

где — коэффициент заполнения окна (ас площадь окна), связанный с каркасом катушки, изоляцией проводов и пустотами.

В этих терминах можно записать выражения для определения:

1) напряжения первичной обмотки:

 , (7.17)

здесь допустимая магнитная индукция;

2) номинального тока:

 , (7.18) 


здесь  допустимая плотность тока;

3) полной мощности трансформатора:

 .

Пользуясь приведенными соотношениями, расчет трансформатора выполняют в следующем порядке.

1. Поскольку  и Спр линейно зависят от размера , можно получить (обычно как справочные данные) зависимость  и выбрать по заданной мощности размер пластин.

2. Из формулы (7.17), зная размер  и задав , вблизи колена кривой намагничивания выбранного сорта электротехнической стали для известного , находят число витков первичной обмотки.

3. Проверяют по формуле (7.18) заполнение окна. Если заполнение окна неудовлетворительно, его легко изменить, меняя сечение стали за счет увеличения или уменьшения толщины пакета.

Данные о Вт,  и типовых размерах пластин содержатся в справочниках.

Из расчетных отношений видно, что мощность трансформатора пропорциональна частоте трансформируемого напряжения. Этим объясняется стремление к повышению частоты в автономных устройствах электропитания.

Контрольные вопросы

Каково устройство трансформатора, в чем состоит его назначение?

Как получить формулу ЭДС?

Что такое коэффициент трансформации?

Какова область применения трансформаторов в энергоснабжении?

 5. Каковы соотношения между напряжениями и током при холостом ходе

 трансформатора?

 6. Что выражает активная потребляемая мощность при холостом ходе

 трансформатора?

 7. Каков баланс намагничивающих сил при работе трансформатора под

 нагрузкой?

  8. Как построить эквивалентную схему и векторную диаграмму работы

 трансформатора под нагрузкой?

 9. В чем смысл приведения параметров вторичной обмотки к

 параметрам первичной?

 Что такое напряжение короткого замыкания?

  Что выражает потребляемая мощность при коротком замыкании?

 Как зависит КПД трансформатора от нагрузки?

 Каков порядок расчета силового трансформатора?

  Каковы особенности конструкции трехфазного трансформатора?

15. В чем преимущества и недостатки автотрансформаторов?

Коэффициент мощности Наибольшие действующие значения напряжения и тока, допускаемые для генераторов и трансформаторов, производящих и, соответственно, преобразующих электрическую энергию, зависят от их конструкции, а наибольшая мощность, которую они могут развивать, не подвергаясь опасности быть поврежденными, определяется произведением этих значений.