Расчет количества витков и диаметра проводов в обмотках. Количество витков

+5. Расчёт оптимального числа витков в обмотке одной фазы

5. Расчёт оптимального числа витков в обмотке одной фазы.

Рис. 4. а) Принципиальная схема работы асинхронного двигателя.

б) Векторная диаграмма асинхронного двигателя.

При подаче напряжения Uф на обмотку по ней потечёт ток холостого хода (рис. 4а). Так как напряжение изменяется по синусоидальному закону, ток тоже будет переменным. В свою очередь создаст в магнитной системе машины магнитный поток Ф, который также будет переменный.

Переменный магнитный поток Ф индуктирует в витках обмотки, которая его создала, ЭДС (ЕФ), направленную встречно приложенному напряжению (закон электромагнитной индукции).

ЭДС фазной обмотки ЕФ будет слагаться из суммы ЭДС отдельных витков E1в

Еф= E1в или Еф= E1вWф

где Wф - количество витков в обмотке одной фазы, шт.

Кроме того, ток Iхх создаёт на активном и реактивном сопротивлениях обмотки падение напряжения U .

Таким образом, приложенное к обмотке напряжение Uф уравновешивается ЭДС ЕФ и падение напряжение в обмотке U. Всё это в векторной форме приведено в упрощённой векторной диаграмме (рисунок 4б). Из изложенного и векторной диаграммы следует, что

.

где – ЭДС одного витка обмотки, В

Падение напряжения составляет 2,5…4% от Uф то есть в среднем около 3%, без ущерба для точности расчёта можно принимать запись:

Еф=0,97 Uф;

где Еф – ЭДС обмотки фазы, В

Uф - фазное напряжение, В

тогда

Мгновенное значение ЭДС одного витка, как известно из теоретической электротехники определяется:

где t - время, с

Магнитный поток изменяется по закону:

Ф=Фmsint,

где Фм - амплитудное значение магнитного потока, Вб;

 - угловая частота вращения поля;

Тогда

Максимальное значение ЭДС одного витка будет при : ,

тогда (так как):

.

Действующее значение отличается от максимального на , значит

Так как обмотка рассредоточена, то часть магнитного потока Ф рассеивается, что учитывает коэффициент распределения Кр :

Практически все двухслойные обмотки выполняются с укороченным шагом. Это приводит к тому, что на границах полюсов секциях разных фаз, лежащих в одном пазу, направление токов будет встречное. Следовательно суммарный поток от этих секций будет равен нулю, что уменьшит общий магнитный поток Ф. Это явление учитывает коэффициент укорочения :

Обмоточный коэффициент:

Коб=КрКу=0,9650,966=0,932

тогда окончательно ЭДС одного витка равно:

Число витков в фазе:

В полученном выражении Uф и f заданы заказчиком, нужно знать для расчета только Ф. Он под полюсом распределяется неравномерно (рисунок 5), однако при равенстве площадей прямоугольника со стороной Вср и полуокружности с радиусом В величина магнитного поля под полюсом будет одинаковой.

Рис. 5. Магнитное поле полюса.

Величина средней магнитной индукции:

где - коэффициент учитывающий неравномерность распределения магнитного потока под полюсом.

Вср – среднее значение магнитной индукции а воздушном зазоре, Тл

Вб – максимальное значение магнитной индукции в воздушном зазоре, Тл

Из таблицы «нормированных электромагнитных нагрузок асинхронных двигателей» для мощности от1 до 10 кВт. Принимаем Вб=0,61

Отсюда значение магнитного потока:

Вб

Где-площадь полюса в воздушном зазоре,м2

Число витков в фазе:

шт

Предварительное число витков в фазе 687,6 шт, такая обмотка не выполнима так как часть витка не возможно уложить в пазы статора.

С другой стороны, при делении числа витков фазной обмотки по секциям, необходимо распределить их равномерно, так чтобы число витков

во всех секциях обмотки Wсек было одинаковым, такая обмотка называется равносекционной.

Условие равносекционности выполняется исходя из выражения числа активных проводников в пазу:

шт

где а– число параллельных ветвей.

В формуле двойка в числителе показывает, что виток имеет два активных проводника. Чтобы число витков в секциях было одинаковым, необходимо число активных проводников в пазу округлить:

• при однослойной обмотке до целого значения,

• при двухслойной – до целого чётного.

Округляем число проводников в пазу до целого чётного и принимаем Nп=64 шт.

После округления числа проводников в пазу, уточняем число витков в фазе

шт

Уточняем магнитный поток, так как он зависит от числа витков в фазе

Вб

Уточняем значение магнитных индукций В, Вz, Вc.

Магнитная индукция в воздушном зазоре:

Тл

Магнитная индукция в зубцовой зоне статора:

Тл

Магнитная индукция в спинке статора:

Тл

Сравниваем их с предельно допустимыми значениями. Все варианты расчёта магнитных индукций сводим в таблицу.

Таблица 2. Нагрузки магнитной цепи.

Наименование	Еед. изм.	Расчётная формула	Варианты расчёта			Допустимые пределы
			1	2	3
Число проводников в пазу, Nп	шт		64	56	48
Число витков в обмотке одной фазы, Wф	шт		512	448	384
Величина магнитного потока Ф при Wф	Вб		0,00202	0,00233	0,00272
Индукция в воздушном зазоре, В	Тл		0,612	0,706	0,8257	0,6 – 0,7
Индукция в зубцах, Вz	Тл		1,457	1,586	1,943	1,4 – 1,6
Индукция в спинке статора, Вc	Тл		0,906	1,03	1,21	1,2 – 1,6

По результатам расчёта, из таблицы видно, что наиболее оптимальный вариант 2, при котором рассчитываемый двигатель будет отдавать максимальную для его магнитной системы мощность.

studfiles.net

Обмотка трансформатора первичная и вторичная: схемы

Трансформатор, история применения которого насчитывает почти полтора века, все это время служит человечеству верой и правдой. Его назначение — преобразование напряжения переменного тока. Это одно из немногих устройств, КПД которого может достигать почти 100%.

Схема намотки сварочного трансформатора.

Как рассчитать и намотать обмотки трансформатора, каким может быть его сердечник, каковы особенности конструкции трансформаторов различного назначения, как они работают — вопросы, которые могут заинтересовать многих. Ниже предлагаются ответы на большинство этих вопросов.

Что представляет собой трансформатор?

Вернуться к оглавлению

Немного истории

В 70-х годах XIX века русский ученый П.Н. Яблочков изобрел электродуговой источник света — «свечу Яблочкова». Первоначально источниками питания дуги служили мощные гальванические батареи, но аноды в этом случае сгорали быстрее. Тогда ученый решил использовать в качестве источника тока для своего изобретения генератор переменного тока.

В этом случае возникало другое затруднение: после того как зажигалась одна электрическая свеча, из-за уменьшения напряжения на зажимах генератора возгорание других светильников было затруднено. Задача была решена, когда для питания каждого источника света был применен свой трансформатор. Эти первые трансформаторы имели незамкнутые сердечники из пучков стальной проволоки и, как следствие, обладали низким КПД. Трансформаторы с замкнутыми сердечниками, подобные современным, появились лишь спустя 9 лет.

Вернуться к оглавлению

Как устроен и как работает трансформатор?

Рисунок 1. Схема самого простого трансформатора.

Самый простой трансформатор — это сердечник из вещества с большой магнитной проницаемостью и две намотанных на него обмотки (рис. 1а). При пропускании через первичную обмотку переменного тока силой I1 в сердечнике возникает меняющийся магнитный поток Ф, которым пронизывается как первичная, так и вторичная обмотка.

В каждом из витков этих обмоток находится одинаковая по численному значению ЭДС индукции. Таким образом, отношения ЭДС в обмотках и витков в них одинаковы. На холостом ходу (I2 = 0) напряжения на обмотках практически равны ЭДС индукции в них, следовательно, для напряжений также выполняется соотношение:

U1 / U2 ≈ N1 / N2, где

N1 и N2 — число витков в обмотках.

Отношение U1 / U2 называют еще коэффициентом трансформации (k). Если U1 > U2, трансформатор называют повышающим (рис. 1б), при U1 < U2 — понижающим (рис 1в). У первого трансформатора коэффициент трансформации больше, а у второго — меньше единицы.

Один и тот же трансформатор, в зависимости от того к которой обмотке прикладывается, а с какой снимается напряжение, может быть как повышающим, так и понижающим. Вторичная обмотка необязательно одна — их может быть и несколько. Из равенства мощностей в обмотках следует, что токи в них обратно пропорциональны числу витков:

I1 / I2 ≈ N2 / N1.

Если вторичная обмотка — составная часть первичной (или первичная — вторичной), трансформатор превращается в автотрансформатор. На рис. 1г и 1д показаны схемы, соответственно, понижающего и повышающего автотрансформаторов.

Конструкция трансформаторов для точечной сварки меди.

Переменное магнитное поле вызывает появление в сердечнике вихревых токов, которые нагревают его, на что бесполезно тратится часть энергии. Чтобы уменьшить эти потери, сердечники набирают из отдельных, изолированных друг от друга листов специальной трансформаторной стали с малой энергией перемагничивания.

Чаще всего в современных трансформаторах используются магнитопроводы трех типов:

1. Стержневые (П-образные), состоящие из двух стержней с обмотками и ярма, соединяющего их. Именно так обычно устроены сердечники мощных трансформаторов.
2. Броневые (Ш-образные). Магнитопровод представляет собой ярмо, внутри которого находится стержень с обмоткой. Ярмо защищает каждую обмотку трансформатора от внешних воздействий — отсюда такое название. Чаще применяется в маломощных трансформаторах для электронных схем.
3. Тороидальные — магнитопровод, имеющий форму тора, состоит из намотанной плотным рулоном трансформаторной ленты. Преимущества — относительно малый вес, высокий КПД, минимум помех. Недостаток — сложность намотки.

Вернуться к оглавлению

Как осуществить расчет трансформатора?

Сварочный трансформатор для дуговой сварки.

Важнейшие параметры трансформатора — номинальные значения токов и напряжений и мощности, на которые он рассчитан. Абсолютная точность при расчетах характеристик трансформатора по этим параметрам особого значения не имеет, поэтому можно ограничиться приблизительными значениями.

Очередность расчетов выглядит следующим образом:

1. Расчет тока через вторичную обмотку с учетом потерь: I2 = 1,5 * I2н, где I2н — номинальный ток в ней.
2. Расчет мощности, снимаемой с вторичной обмотки: Р2 = U2 * I2, где U2 — напряжение на ней. Если такая обмотка не одна, то результат — сумма их мощностей.
3. Определение результирующей мощности : РТ = 1,25 * P2 при КПД порядка 80%.
4. Расчет силы тока через первичную обмотку трансформатора: I1 = PТ / U1, где U1 — напряжение на ней.
5. Площадь требующегося сечения магнитопровода: S = 1,3 * √PТ, где S измеряется в см2.
6. Количество витков для первичной обмотки трансформатора: N1 = 50 * U1 / S, где S измеряется в см2.
7. Количество витков для его вторичной обмотки: N2 = 55 * U2 / S, где S измеряется в см2.
8. Диаметр проводников любой из обмоток трансформатора: d = 0,632 * √I, где I — сила тока в ней. Формула верна для медного провода.

Например, вторичная обмотка трансформатора, включаемого в сеть напряжением 220 В, должна давать ток 6,7 А при напряжении 36 В. Рассчитать параметры трансформатора.

Основные части конструкции трансформатора.

1. I2 = 1,5 *6,7 А = 10 А.
2. P2 = 36 В * 10 А = 360 Вт.
3. PТ = 1,25 *360 Вт = 450 Вт.
4. I1 = 450 Вт / 220 В ≈ 2 А.
5. S = 1,3 * √450 (см2) ≈ 25 см2.
6. N1 = 50 * 220 / 25 = 440 витков.
7. N2 = 55 * 36 / 25 = 79 витков.
8. d1 = 0,632 * √2 (мм) = 0,9 мм, d1 = 0,632 * √10 (мм) = 2 мм.

Если провода нужного диаметра отсутствуют, то можно заменить один толстый провод несколькими более тонкими, соединенными параллельно. Площадь сечения проводника диаметром d можно рассчитать по формуле: s = 0,8 * d2.

Например, нужен провод диаметром 2 мм, а имеется только проводник диаметром 1,2 мм. Площадь сечения нужного провода s = 0,8 * 4 (мм2) = 3,2 мм2, площадь имеющегося, вычисленная по той же формуле, равна 1,1 мм2. Легко понять, что один проводник диаметром 2 мм можно заменить тремя с диаметром 1,2 мм.

Вернуться к оглавлению

Изготовление трансформатора

Процесс изготовления силового трансформатора складывается из ряда последовательных операций.

Вернуться к оглавлению

Сборка каркасов катушек для стержневого или броневого сердечника

Рисунок 2. Схема сборки каркаса для трансформатора.

Довольно удобным материалом для сборки этих каркасов являются картон или прессшпан. Еще более крепкий каркас можно изготовить из пластика. Каркас в сборе изображен на рис. 2а. Он собран из деталей, изображенных на рисунках 2б-2г. Должно быть изготовлено по два экземпляра каждой детали. Дырочки в щечках (г) предназначены для выводов.

Порядок сборки каркаса:

• две щечки накладываются друг на друга;
• в их окна вкладываются детали (б) и разводятся, одна вверх, вторая вниз;
• детали (в) устанавливаются так, чтобы их выступы совпали с выемками деталей (б).

Полученный каркас достаточно прочен и уже не рассыпается. Перед намоткой катушек заранее готовятся прокладки (рис. 2д) из полосок кабельной бумаги. Полоски аккуратно надрезаются по краям на глубину несколько мм. Эти надрезы, примыкая к щеткам, будут предохранять витки очередного слоя от проваливания в область предыдущего.

Вернуться к оглавлению

Намотка катушек

Рисунок 3. Схема петли для катушки.

Перед намоткой следует заготовить отрезки гибкого многожильного провода в термостойкой изоляции для выводов и отрезки термостойкого кембрика. Намотка производится так, чтобы провод укладывался виток к витку с некоторым натяжением. Последующие витки должны прижимать предыдущие. Чтобы предотвратить проваливание витков возле щечки, желательно очередной ряд не доматывать до нее на несколько мм, заполняя свободные участки шпагатом или нитками.

После окончания намотки каждого ряда натяжение провода должно сохраняться, чтобы при наложении прокладки из кабельной бумаги намотанная часть не распускалась. Такие прокладки должны укладываться после каждого слоя.

Если наматываемый провод тонкий, то к началу и концу обмотки, а также к отводам от нее аккуратно припаиваются заготовленные отрезки гибкого многожильного провода. Место спайки изолируется. Если обмоточный провод достаточно толстый, выводы и отводы (в виде петель) делаются из этого же провода. И на выводы, и на отводы следует надеть отрезки кембрика.

Петля (рис. 3а) пропускается сквозь отверстие сложенной вдвое полоски из плотной бумаги или хлопчатобумажной ленты, которую затягивают после того, как она прижата следующими витками (рис. 2б). Пример отвода от тонкого обмоточного провода показан на рис. 2в.

Примерно так же крепят концы обмотки из толстого провода, но используется только хлопчатобумажная лента. Схема закрепления начала обмотки показана на рис. 2г, ее конца — на рис. 2д.

И несколько слов о том, как намотать обмотку тороидального трансформатора. Обычно для их намотки используются самодельные челноки, на поверхность которых наматывается достаточный запас провода. Челнок с проводом должен проходить в отверстие тороидального магнитопровода.

Рисунок 4. Схема обода колеса велосипеда.

Гораздо проще осуществить намотку с помощью приспособления, основой которого является обод колеса велосипеда (рис. 4). Обод распиливается в одном месте, продевается в отверстие магнитопровода, после чего разрезанные части аккуратно соединяются. Затем на его внешнюю поверхность наматывается обмоточный провод необходимой длины с небольшим запасом. Для удобства обод может быть подвешен своей верхней частью на забитый гвоздь, штырь или какой-нибудь другой подходящий подвес. Намотанный провод удобно зафиксировать подходящим резиновым кольцом.

Обмотка наматывается за счет вращения обода. Завершив каждый оборот, следует передвинуть на соответствующее расстояние резиновое кольцо. Витки следует укладывать аккуратно, с натяжением. Выводы и отводы можно формировать так же, как у упомянутых выше катушек. Каждый слой и обмотка обязательно разделяются слоем изоляции. Поверх последнего слоя трансформатор обматывается киперной лентой и пропитывается лаком.

Вернуться к оглавлению

Окончание сборки трансформатора

Схема устройства однофазного трансформатора.

Когда катушки готовы, производится сборка стержневого или броневого сердечника. Следует постараться сделать как можно более узкими магнитные зазоры, для чего сборку следует производить вперекрышку. Продолжается она, пока не будет заполнено все окно. Заключительные пластины часто приходится забивать, используя деревянный молоток или прокладку из дерева.

По окончании сборки сердечник уплотняют, обжимая обоймой или стягивая, если в пластинах имеются соответствующие отверстия, шпильками, которые изолируются от сердечника картонными трубками или несколькими слоями бумаги. На концы шпилек надеваются электроизоляционные и обычные шайбы и навинчиваются гайки, которыми стягивается сердечник. Плохо обжатый сердечник будет сильно гудеть и вибрировать.

Вернуться к оглавлению

Проверка изготовленного трансформатора

Схема станка для намотки трансформаторов.

Прежде всего следует, воспользовавшись мегомметром, измерить сопротивление между отдельными обмотками, а также между сердечником и обмотками. Оно не должно быть менее 0,5 Мом. Если мегомметра нет, можно оценить эти сопротивления обычным авометром. Он должен показывать бесконечность.

После проверки изоляции на первичную обмотку трансформатора подается напряжение, равное половине номинального. Можно использовать, например, ЛАТР. Если изделие не дымится, не гудит, сильно не нагревается, на первичную обмотку подают номинальное напряжение.

Без нагрузки ток в первичной обмотке трансформатора не должен быть более 5-10% от его номинального значения. Сам трансформатор не должен сильно нагреваться и громко гудеть. Если гудение сильное, следует или стянуть его еще сильнее, или вбить в зазор между пластинами деревянные или пластмассовые пластинки.

Для окончательной проверки к трансформатору подключается номинальная нагрузка, проверяются напряжения на всех обмотках. Если все в норме, трансформатор выдерживается под нагрузкой 3-4 часа. Если гудения, запаха гари нет, а трансформатор не нагревается более чем на 70°C, испытание можно считать успешно завершенным.

Не всегда в продаже можно найти трансформатор с необходимыми параметрами.

Но можно с полной уверенностью утверждать, что требуемое устройство не является чрезмерно сложным, и его можно рассчитать и изготовить самостоятельно.

moiinstrumenty.ru

Половина витка - The virtual drink

Хотел написать подробнее про загадку в предыдущем посте, но после того, как пробежался по Интернету, передумал. Иметь свое мнение по этому вопросу опасно. Дело в том, что вопросами нецелых витков народ очень активно интересуется, порой даже грячо спорит. Особенно обеспокоило то, что этой темой интересуются сварщики, а получить от сварщика можно по полной программе. Поэтому вместо изложения собственных мыслей решил сделать перевод статьи из юнитродовских семинаров, надеюсь, это авторитетный источник.

Вообще-то я сделал pdf с векторными картинками, но выложить его некуда, поэтому попробую передать содержимое в html-формате. С формулами тяжело, символы чем-нибудь заменю.

Upd: версию перевода статьи в формате pdf можно скачать тут: slup200_ru.pdf

Проектирование трансформатора с нецелым количеством витков

Lloyd H. Dixon, Jr.slup200.pdf

Использование нецелого количества витков в трансформаторах высокочастотных ключевых источников питания позволяет уменьшить количество витков, которое требуется для получения низких выходных напряжений, при сохранении необходимой дискретности отношения между несколькими выходами. При использовании нецелого количества витков порой можно обойтись половиной витков (или даже меньше) во всех обмотках, что значительно уменьшает вес и стоимость трансформатора. К сожалению, нецелые витки по своей природе имеют значительную индуктивность рассеяния, делая их использование непрактичным, если не применить специальную методику. Некоторые методы описаны ниже.

Необходимость в нецелых витках

Оптимальное количество витков в обмотке трансформатора зависит от максимально допустимого размаха магнитной индукции и рабочей частоты согласно закону Фарадея (в СИ размеры в см):

N(optimum) = (Vn dt/Ae dB) x 10^4

где dB – размах магнитной индукции (Тл), Ae – площадь керна (см^2), dt – время (примерно ½ периода), когда напряжение Vn приложено к обмотке.В ключевых источниках питания, спроектированных для работы на частоте менее 50 кГц, оптимальное количество витков является таким большим, что необходимость использования нецелых витков невелика. На более высоких частотах применение нецелых витков становится заманчивым по следующим двум причинам:

1. Оптимальный расчет трансформатора может потребовать менее одного полного витка для самой низковольтной вторичной обмотки. Это является наиболее вероятным при высоких частотах, высоких уровнях мощности и особенно при низких выходных напряжениях порядка 2…3 В, которые требуются для питания новых серий логики.

2. При нескольких вторичных обмотках получение необходимых выходных напряжений с достаточной точностью, используя целое число витков, может потребовать увеличения числа витков в несколько раз относительно оптимального значения. Например, для выходных напряжений 12 В и 5 В может потребоваться отношение числа витков 2.5:1 или 2.25:1. Если 1 виток является оптимальным для 5 В, 3 витка дадут слишком большое напряжение для выхода 12 В, вызывая повышенные потери в линейном пост-стабилизаторе. Для получения требуемой дискретности напряжения потребуется 5 и 2 витка, или 9 и 4 витка.

В этих примерах реальное количество витков, требуемое для каждой обмотки, может быть в 2, 3 или 4 раза больше оптимального. Потребуется провод немного большего сечения, поскольку более крупный трансформатор должен работать при меньшем значении плотности тока. Это означает, что площадь окна обмоток должна быть больше в 2, 3 или 4 раза, объем сердечника и трансформатора в целом должен быть в 2.8, 5.2 или 8 раз больше с соответствующим ростом стоимости. Это может служить мощным стимулом для применения нецелых витков.

Реализация нецелых витков

Нецелый виток в действительности представляет собой целый виток, но вокруг части полного магнитного потока керна. Для Ш-образного сердечника, который имеет два боковых керна с одинаковой площадью сечения, магнитный поток каждого бокового керна составляет ½ полного магнитного потока. В единичном витке вокруг любого из боковых кернов будет наводиться напряжение, равное ½ значения числа вольт на виток для первичной обмотки. Такой виток эквивалентен ½ витка. На рис. 1а обмотка A составляет ½ витка, а обмотка B – 1½ витка. Обе половинки витка связаны с керном №3. Для сердечника, показанного на рис. 1б, общий магнитный поток делится на четыре равных части в четырех боковых кернах одинакового сечения. Обмотки A, B и C фактически имеют 1¼, 1½ и 1¾ витка.

На рис. 2а и 2б показан трансформатор с несколькими боковыми кернами и его эквивалентная магнитная схема. Показанный единичный «нецелый» виток охватывает один или несколько (но не все) боковые керны, которые объединены в керн №3 с магнитной площадью сечения A_3 и магнитной проводимостью P_3 = uA_3/l_3. Оставшийся боковой керн (или керны) объединены в керн №2 с площадью сечения A_2 и магнитной проводимостью P_2.

Если ток вторичной обмотки отсутствует, поток центрального керна Ф1 делится между боковыми кернами №2 и №3 пропорционально их магнитной проводимости или их площади (если принять длины магнитных силовых линий l_2 и l_3 одинаковыми). Пусть F = P_3/(P_2+P_3) = A_3/(A_2+A_3), это часть общей площади боковых кернов, охваченная нецелым витком. Этот виток охватывает часть полного магнитного потока Ф_3 = F x Ф1, соответственно, dФ_3/dt = F x dФ_1/dt. Из закона Фарадея следует, что наведенные вольт/витки пропорциональны изменению охваченного потока, т.е. наведенное в нецелом витке напряжение в F раз меньше значения вольт/витков для первичной обмотки Vin/Np.

Целые витки вторичной обмотки вокруг центрального керна и витки первичной обмотки охватывают один и тот же магнитный поток Ф_1, поэтому их вольт/витки практически одинаковые: Vs/Ns = Vin/Np.

Таким образом, Vout/Vin = (Ns + F)/Np (без нагрузки)

Ампер-витки тока намагничивания первичной обмотки NpIm обеспечивают магнитный потенциал, необходимый для поддержания необходимого уровня магнитного потока в сердечнике.

Проблема индуктивности рассеяния

Полные витки вторичной обмотки сильно связаны с первичной обмоткой. Из-за магнитного потока рассеяния между обмотками имеется небольшая индуктивность рассеяния, включенная последовательно с полными витками вторичной обмотки. К сожалению, нецелые витки имеют очень большую индуктивность рассеяния, и наведенное в них напряжение будет равно F x Vin/Np только без нагрузки.

Когда нецелый виток нагружается, напряжение на нем падает. На практике, когда нецелый виток добавляется к мощной обмотке, ток короткого замыкания может оказаться намного меньше желаемого максимального тока нагрузки. Вместо улучшения, при добавлении нецелого витка характеристики обмотки ухудшаются из-за индуктивности рассеяния.

Как показано на рис. 3, ток вторичной обмотки, состоящей из целых витков вокруг центрального керна, создает магнитный потенциал NsIs, который компенсируется равным по величине, но противоположным по направлению магнитным потенциалом первичной обмотки NpIp. Ток намагничивания Im и магнитный поток центрального керна Ф_1 сколько-нибудь заметно не меняется. Ток через нецелый виток создает магнитный потенциал в керне №3, который отводит некоторую часть потока Ф_3 в керн №2. Поскольку поток Ф_3 уменьшается, напряжение, наведенное в нецелом витке, тоже уменьшается. Таким образом, напряжение, наведенное в нецелом витке, быстро падает с увеличением нагрузки. При больших значениях тока нагрузки (обычно намного меньше желаемого максимального тока нагрузки) dФ_3/dt меняет направление, и напряжение, наведенное в нецелом витке, меняет знак. Когда это происходит, полное напряжение на вторичной обмотке становится меньше, чем в случае без добавления нецелого витка.

Индуктивность рассеяния нецелого витка равна:

L = F(1-F) x P = F(1-F) x uA/l x 10^-2 (Гн), где

l (см) – длина магнитной линии для боковых керновA = A_2+A_3 (см2) – общая площадь сечения всех боковых керновF = A_3/A – часть общей площади боковых кернов, охваченная нецелым виткомu = u_0 x u_r = 4pi x 10^-7 x u_r – абсолютная магнитная проницаемость материалаP = P_2+P_3 = uA/l – общая магнитная проводимость всех боковых кернов

Индуктивность рассеяния нецелого витка эквивалентна индуктивности рассеяния одиночного витка, намотанного на сердечнике, состоящем из последовательно составленных кернов №2 и №3 (керн №1 эффекта не дает). Наихудший случай, это когда нецелый виток охватывает половину суммарной площади боковых кернов (тогда виток составляет эффективных ½ витка). Когда нецелый виток включен последовательно с одним или несколькими целыми витками, охватывающими центральный керн №1, или когда он один составляет вторичную обмотку, его индуктивность рассеяния одна и та же. Тем не менее, когда нецелый виток соединен последовательно с несколькими целыми витками, мощность, снимаемая с него, представляет собой малую часть полной мощности трансформатора. Поэтому вредный эффект от индуктивности рассеяния становится пропорционально меньшим, но его более чем достаточно, чтобы испортить, например, групповую стабилизацию в источниках с несколькими выходными напряжениями.

Решение проблемы

Решение простое – поддерживать поток в боковых кернах №2 и №3 строго пропорциональным, независимо от тока вторичных обмоток. Другими словами, необходимо препятствовать перераспределению потока из керна №3 в керн №2, когда ток нагрузки увеличивается.

Один из способов сохранить баланс потоков в двух боковых кернах Ш-образного сердечника, это разместить по одному витку вокруг каждого бокового керна, как показано на рис. 4. Два боковых керна имеют одинаковую площадь (и магнитную проводимость). Каждый из этих витков охватывает половину магнитного потока центрального керна и работает как половина витка. Если эти витки соединить последовательно в правильной полярности, вместе они превратятся в полный виток. Но если их соединить параллельно (в той же полярности), то они будут работать совместно как половина витка. При параллельном соединении напряжение, наведенное на каждом из витков, должно быть одинаковым, что приводит к выравниванию магнитных потоков в боковых кернах. Чтобы обеспечить одинаковые значения ампер-витков, требуются противоположные магнитные потенциалы в каждом из боковых кернов, что означает равномерное распределение тока между двумя витками.

Если два боковых керна имеют неодинаковые потоки, то напряжения, наведенные в двух соединенных параллельно витках, будут отличаться. Это вызовет появление разностного тока между двумя этими витками, который создаст в каждом керне магнитные потенциалы такого направления, чтобы скомпенсировать неравенство начальных магнитных потоков. По существу, взаимное соединение двух витков заставляет поток распределяться равномерно между двумя боковыми кернами.

Нужно отметить, что даже если два боковых керна имеют разные площади сечения, поток в каждом керне будет стремиться принять значение половины общего потока, в результате соединенные параллельно витки будут вести себя как половинные витки.

Данная методика устраняет огромную индуктивность рассеяния одиночного полувитка, но она далека от идеала, потому что существует большой поток рассеяния вне сердечника, который сцеплен с первичной обмоткой, но не с обмотками на боковых кернах. Это приводит к значительной индуктивности рассеяния. Обычно, чтобы минимизировать индуктивность рассеяния, вызванную потоком рассеяния, вторичные обмотки наматывают как можно плотнее друг к другу и к первичной обмотке.

На рис. 5 показано значительное улучшение рассмотренной выше методики, которое обеспечивает намного лучшую связь с первичной обмоткой, минимизируя индуктивность рассеяния полувитковой вторичной обмотки. Два полуцилиндра из медной фольги или ленты расположены непосредственно на первичной обмотке, разделенные минимально необходимым слоем изоляции. Полуцилиндры не должны непосредственно соединяться друг с другом. Они соединяются параллельно с помощью двух выводов, выступающих с одной стороны, крест накрест с выводами на другой стороне сердечника. Выход обмотки может быть подключен крест-накрест к этим выводам.

Последовательная индуктивность при такой конструкции полувитка не настолько хороша, как для одиночного полного витка из медной ленты, в основном из-за индуктивности соединенных крест-накрест выводов. Дальнейшее уменьшение последовательной индуктивности может быть достигнуто размещением соединенных крест-накрест выводов на обеих сторонах. Наилучшим вариантом является разделение первичной обмотки на две части и помещение вторичной обмотки между ними.

Поскольку соединенные крест-накрест полувитки на рис. 5 приводят к равномерному делению магнитного потока, боковые керны становятся «жесткими», поэтому половина витка, добавленная к любой другой вторичной обмотке (или обмоткам) будет тоже иметь низкую индуктивность рассеяния.

Использование отдельных обмоток для выравнивания потока

Любые обмотки, которые размещены на боковых кернах и соединены крест-накрест, будут способствовать равномерному делению магнитного потока между двумя боковыми кернами. Даже нет необходимости в том, чтобы выравнивающая потоки обмотка являлась одной из выходных обмоток. Как показано на рис. 6, это может быть полностью отдельная обмотка, предназначенная исключительно для выравнивания потоков в боковых кернах. Это позволяет добавлять одиночные половинные витки к любым вторичным обмоткам с минимальной последовательной индуктивностью, что достигается поддержанием равномерного деления общего потока между двумя боковыми кернами.

Эта методика полезна в тех случаях, когда нецелые витки добавляются более чем к одной вторичной обмотке. Что особенно актуально для вторичных обмоток со средней точкой в двухтактных преобразователях, где нецелые витки должны быть добавлены с каждой стороны обмотки. В этих ситуациях будет сложно применить методику, приведенную на рис. 5.

Как показано на рис. 6, выравнивающая поток обмотка состоит из двух катушек с одинаковым количеством витков, соединенных крест-накрест в точке, где боковые керны соединяются с центральным керном. На самом деле, эта обмотка может состоять из одного витка на каждом боковом керне, или из нескольких витков. Лучше использовать несколько витков, потому что тогда можно использовать более тонкий провод. Укладкой витков тонкого провода вплотную вдоль боковых кернов можно минимизировать взаимное влияние катушек и устранить проблему потерь на вихревые токи.

Ампер-витки выравнивающей обмотки должны составлять величину, равную ½ значения несбалансированных токов (в амперах) для полувитков вторичных обмоток. Пусть, например, есть две вторичных обмотки: 12 В 3А и 24 В 2 А. Пусть каждая имеет полувиток, соединенный последовательно с несколькими целыми витками. Если полувитки с током 3 А и 2 А связаны с одним и тем же боковым керном, в худшем случае ампер-витки для вырвнивающей обмотки должны составлять (3+2)/2 = 2.5 А. Для пяти витков на каждом боковом керне ток составит 2.5/5 = 0.5 А. С другой стороны, если полувитки 3 А и 2 А связаны с противоположными боковыми кернами, худший случай будет тогда, когда обмотка 3 А работает на полную нагрузку, а обмотка 2 А работает без нагрузки. Максимальное значение ампер-витков для баланса потока составит половину от 3 А, т.е. 1.5 А, в результате в выравнивающей обмотке из пяти витков будет ток всего 1.5/5 = 0.3 А.

Чтобы этот метод выравнивания потоков давал наибольший эффект в уменьшении индуктивности рассеяния, выравнивающая обмотка должна быть хорошо связана с полувитками вторичных обмоток:

1. Наматывайте выравнивающие поток катушки на боковых кернах как можно ближе к тому месту, где происходит разделение потока – ближе к центральному керну. Если они расположены далеко на боковых кернах, связь с полувитками вторичных обмоток на центральном керне будет уменьшена.

2. Когда полувитки вторичных обмоток соединены с некоторым количеством полных витков, намотанных по спирали вдоль центрального керна, убедитесь, что эти полувитки расположены с той стороны обмотки, которая находится рядом с выравнивающей обмоткой.

3. Если полувиток выполнен из фольги или ленты во всю ширину центрального керна, разместите выравнивающие поток обмотки возле обоих концов центрального керна.

4. Если на вторичную обмотку, которая содержит всего ½ или 1½ витка, приходится основная часть мощности трансформатора, то лучше всего работает методика, показанная на рис. 5.

Другие значения нецелых витков

Безусловно, возможно получение других значений нецелых витков, отличных от ½. Если вернуться к рис. 1б, показанный там сердечник с четырьмя внешними кернами может обеспечить ¼, ½ или ¾ витка. Для выравнивания потока во всех четырех кернах потребуется чуть другая техника – одиночный выравнивающий виток размещается на каждом из четырех кернов, и эти четыре витка соединяются параллельно. В результате параллельного соединения наведенные на каждом из витков напряжения должны быть равными, что обеспечивает скорость изменения потока одинаковой в каждом керне. В противном случае ток будет течь по выравнивающим виткам таким образом, чтобы сделать потоки равными.

По ссылке (1) автор ловко реализует выравнивающую обмотку с помощью двухсторонней печатной платы с одной стороны центрального керна, где она минимально взаимодействует с обмотками трансформатора. Хотя это решение является простым и дешевым, выравнивающие витки находятся далеко от центрального керна, в результате связь с полувитками вторичных обмоток не такая хорошая, как хотелось бы. К тому же, такие сердечники не являются оптимальными для мощных высокочастотных приложений, так как для минимизации индуктивности рассеяния и потерь на вихревые токи желательно иметь длинное узкое окно сердечника.

Получение любых значений нецелых витков с Ш-образным сердечником

Как было показано выше, выравнивающая обмотка способна обеспечить одинаковый поток в боковых кернах, даже если они имеют разные площади сечения. Но можно и наоборот, обеспечить любое желаемое наведенное напряжение в нецелом витке путем неравного деления потока между двумя боковыми кернами, даже если их площади сечения одинаковы. Это делает возможным использование доступных и качественных современных Ш-образных сердечников, получая при этом все преимущества.

Неравное деление потоков между двумя боковыми кернами с одинаковой площадью сечения достигается использованием неодинакового количества витков в обмотках выравнивания потока. Допустим, на керне №3 вдвое больше витков, чем на керне №2. Наведенное на обеих обмотках напряжение должно быть одинаковым, так как обмотки соединены параллельно. Это означает, что вольт/витки и dФ_3/dt для керна №3 должны иметь значения вдвое ниже, чем для керна №2. Следовательно, в керне №3 с удвоенным количеством витков будет 1/3 от полного потока, а в керне №2 будет 2/3.

Любой нецелый виток вторичной обмотки, связанный с керном №3, будет иметь только 1/3 от вольт/витков первичной обмотки. Аналогично, отношение витков выравнивающей обмотки 1:3 будет приводить к делению потока в пропорции ¼ : ¾ с соответствующей частью вольт/витков первичной обмотки, наведенной на нецелом витке. В зависимости от того, какой керн связан с нецелым витком, будет получено ¼ или ¾ витка. В этой конфигурации для получения ½ витка возможно размещение дополнительного витка вокруг керна с потоком ¼.

Когда осуществляется неравное деление потока между двумя боковыми кернами с одинаковой площадью сечения, естественно, один из боковых кернов будет иметь большую индукцию по сравнению со вторым керном и, вероятно, даже большую индукцию, чем центральный керн. Теоретически, для устранения насыщения может потребоваться снижение рабочего уровня индукции, что ведет к ухудшению использования сердечника. Однако нецелые витки обычно используются на частотах выше 50–100 кГц, где размах индукции ограничен потерями в сердечнике, а не насыщением. Единственным минусом является то, что один из боковых кернов имеет потери выше, чем другой керн, что означает в целом небольшое увеличение потерь в сердечнике.

Экспериментальные результаты

Данные, приведенные в таблице 1, были получены с первичной обмоткой 20 витков, размещенной на центральном керне ферритового сердечника EC41. Вторичные обмотки были размещены непосредственно поверх первичной (без чередования) с межобмоточной изоляцией толщиной 0.127 мм. Индуктивность рассеяния измерялась на стороне первичной обмотки с короткозамкнутой вторичной обмоткой разных конфигураций, так как сложно осуществить точные измерения для низкоимпедансной вторичной обмотки, содержащей ½ витка. Эквивалентная индуктивность рассеяния вторичной обмотки вычислялась на основе данных, полученных для первичной обмотки.

Таблица 1.

№ Описание Изм. 1 Выч. 2 Изм. 2 мкГн нГн нГн 1 Только первичка (20 витков), вторички нет 1480 - - 2 1 полный виток вторички из медной полосы 1.6 1 - 3 1 полувиток из полосы, нет выравн. обмотки 944 885 - 4 То же, с выравн. обм. на противоположной стороне 144 91 - 5 То же, с выравн. обм. на той же стороне 38 24 - 6 2 параллельных полувитка на боковых кернах, рис. 4 42 26 - 7 2 параллельных полувитка поверх первички, рис. 5 8 5 - 8 5 витков вторички, распределенных по центр. керну 2.9 181 185 9 5½ витков вторички, нет выравн. обм. 17.5 1320 1580 10 То же, с выравн. обм. на противоположной стороне 4.2 317 307 11 То же, с выравнивающей обмоткой на той же стороне 2.8 211 207

В строке (1) показан результат для первичной обмотки из 20 витков на сердечнике EC41. В строке (2) показана минимально возможная индуктивность рассеяния, которая может быть получена без размещения вторичной обмотки между двумя половинками первичной обмотки. Деление величины 1.6 мкГн, измеренной для первичной обмотки, на (20/0.5)^2 дает значение 1 нГн, что является идеальной оценкой минимально возможной индуктивности рассеяния для ½ витка. В строке (3) показано, насколько плохо ведет себя полувиток без выравнивающей обмотки. Добавление выравнивающей обмотки с противоположной относительно расположения полувитка стороны (4) дает значительное улучшение, но размещение выравнивающей обмотки на той же стороне, что и полувиток (5), делает связь между этой обмоткой и полувитком намного лучше. Но все же значение 24 нГн слишком далеко от идеала 1 нГн. Для выравнивающей обмотки с одной стороны центрального керна невозможно получить хорошее сцепление по всей длине.

В строке (6) демонстрируется методика, показанная на рис. 4, где вокруг каждого бокового керна размещен один виток. Большое значение потока рассеяния между этими витками и первичной обмоткой приводит к большому значению индуктивности рассеяния. Наилучший результат показан в строке (7), где используются два полуцилиндрических полувитка прямо поверх первичной обмотки. Значительная часть из этих 5 нГн вызвана соединенными крест-накрест выводами, расположенными с одной стороны. Значение может быть уменьшено, если выводы разместить с обеих сторон. Это наилучший подход, если основная часть мощности трансформатора приходится на обмотку, содержащую ½ или 1½ витка.

Строки (8)…(11) показывают результат добавления половины витка к нескольким целым виткам вторичной обмотки, выполненной проводом вместо ленты. Импеданс вторичной обмотки достаточно большой, что позволяет его измерить и со стороны вторичной обмотки. В строке (8) видно, что 5 витков вторичной обмотки связаны с первичной обмоткой не так сильно, как было для закороченной ленты в строке (2). Это происходит по той причине, что витки распределены по всей длине центрального керна с большими зазорами между витками (но это все равно намного лучше, чем сгруппировать все 5 витков по центру керна). Чтобы заполнить весь центральный керн, может быть использовано несколько параллельных проводов. Значение 185 нГн – это почти вдвое больше, если сравнивать приведенные к первичной обмотке значения со строкой (2). Заметим, что при размещении дополнительного полувитка с той же стороны, что и выравнивающая обмотка, связь получается очень хорошей (11), дополнительная индуктивность рассеяния полувитка составляет всего 22 нГн. Это значение сравнимо с одиночным полувитком в строке (5), но в строке (11) оно составляет лишь малую величину по сравнению с индуктивностью рассеяния полных 5-ти витков вторичной обмотки.

Литература:

1. G. Perica, «Elimination of Leakage Effects Related to the Use of Windings with Fractions of Turns», Proceedings of Power Electronics Specialists Conference (PESC), 1984, pp. 268-278.

leoniv.livejournal.com

Расчёт числа витков первичной обмотки

Поиск Лекций

Число витков первичной обмотки вычисляется из условия не превышения максимально допустимого значения индукции в магнитопроводе:

где U1M — максимальная амплитуда напряжения на зажимах первичной обмотки, В;

ВМП — максимально допустимая амплитуда переменной составляющей индукции, Гс.

где ВM — измеренное ранее значение максимальной индукции, Гс.

Опыт расчета и изготовления значительного количества разнообразных трансформаторов (как выходных, так и межкаскадных) позволяет сделать вывод, что значение ВМП не должно превышать 3500 — 4000 Гс для пластинчатых магнитопроводов (шихтованных) и 5000 Гс для витых разрезных (ленточных). Следует отметить, что витые сердечники, несмотря на более высокие качественные параметры в силовых трансформаторах, несколько уступают пластинчатым для применения в выходных. Искажения сигнала, вносимые трансформатором из-за нелинейности характеристики В/Н при использовании витых магнитопроводов проявляются при меньших значениях индукции, хотя, после появления, нарастают медленнее.

Это явление объясняется тем, что магнитный поток концентрируется во внутренних витках магнитопровода, где длина силовой линии короче. В результате сердечник постепенно насыщается, начиная от внутренних слоев и заканчивая внешними. Внутренние слои оказываются насыщенными гораздо раньше внешних, что проявляется в виде небольшого искривления характеристики намагничивания железа даже при средней индукции 4000 — 6000 Гс. Более высокое качество железа витых сердечников несколько смягчает этот эффект, но полностью устранить не может.

Количество витков первичной обмотки можно определить и по другой формуле, исходя из условия обеспечения расчетной индуктивности:

где L1 требуемая индуктивность обмотки, Гн;

m — магнитная проницаемость материала сердечника при заданных ампер-витках постоянного подмагничивания.

Однако, практика показывает, что расчет по формуле (10) приводит к заниженному числу витков по сравнению с (8), а это недопустимо из-за резкого роста искажений на низких частотах вследствие насыщения магнитопровода.

Только при высокой нижней граничной частоте (более 100 — 150 Гц) формула (10) дает большее значение числа витков. Кроме того, она неудобна тем, что в расчет входит величина m , зависящая от ампер-витков постоянного подмагничивания, определить которую до экспериментального изготовления трансформатора можно лишь приблизительно по графикам соответствующих зависимостей [1], [3], [4].

Расчёт числа витков вторичной обмотки

Число витков вторичной обмотки рассчитывается как:

Расчёт диаметра провода

Диаметр провода (чистой меди) первичной обмотки:

Формула (13a) справедлива для расчета средней длины витка на броневом сердечнике (Рис. 1а), а формула (13b) — на стрежневом (Рис. Ч в), величина dk (см) — толщина материала каркаса.

Диаметр провода вторичной обмотки:

Если вторичная обмотка состоит из нескольких параллельно соединенных секций, то диаметр провода секции рассчитывают как:

poisk-ru.ru

Определение числа витков обмоток трансформатора

Число витков первичной обмотки трансформатора может быть определено из выражений для ЭДС обмоток трансформатора:

[В],

где – падение напряжения в первичной обмотке

предварительно выбирается по кривой на Рис. 1 .7 в зависимости от мощности трансформатора.

Тогда предварительное значение числа витков первичной обмотки однофазного трансформатора будет:

,

где U1иf– первичное напряжение и частота по заданию;

берется из пункта 1.2.2.,

Sc– из пункта 1.2.4.

Напряжение, приходящееся на один виток обмотки при нагрузке

[В/виток].

Число витков вторичной обмотки

.

Соответственно число витков для третьей обмотки

и т.д.,

где U2,U3, … – вторичные напряжения по заданию.

Число витков обмотки низшего напряжения округляется до ближайшего целого числа с соответствующим пересчетом числа вольт на виток, величины индукции в стержне и чисел витков в других обмотках, а именно:

[В/виток];

и т.д.,

[Гс],

где W2– число витков обмотки низшего напряжения, округленное до ближайшего целого числа.

Напряжения на вторичных обмотках при холостом ходе:

[В];

[В] и т.д.

Для трехфазного трансформатора определение числа витков производится на одну фазу:

;

и т.д.

6. Определение сечения и диаметра проводов обмоток

Предварительные значения поперечных сечений проводов обмоток определяются по формулам

и т.д.,

где I1,I2,I3, … берутся из пункта 1.2.1.,,,, … – из пункта 1.2.3.

Окончательные значения поперечных сечений и диаметров проводов выбираются по ближайшим данным из приложения 1:

мм;

мм и т.д.

По выбранным окончательно сечениям проводов уточняются плотности тока в проводах обмоток:

и т.д.

При сечении проводов q > 10 мм2обмотку трансформатора следует выполнять проводом прямоугольной формы или же при круглом проводе выполнять намотку обмотки в два-три параллельных провода.

7. Выбор изоляции проводов обмоток

Размеры и марка изоляции проводов обмоток трансформаторов определяются государственными стандартами. Марки проводов, применяемые в маломощных трансформаторах, указаны в приложении 1.

Наиболее дешевой изоляцией провода является эмаль, однако надежность эмалевой изоляции недостаточна, поэтому область ее применения ограничена главным образом проводниками диаметром примерно до 2 мм. Более надежными по изоляции являются провода марки ПЭВ-2. Наилучшими проводами по изоляции считаются провода марок ПЭЛШО и ПЭЛШКО, но они применяются большей частью в ответственных машинах и аппаратах. Наибольшее применение для маломощных трансформаторов имеют провода марок ПЭЛ, ПЭВ-1 и ПЭВ-2 с диаметрами до 1–3 мм.

8. Определение высоты и ширины окна сердечника трансформатора

Форма окна сердечника трансформатора оказывает значительное влияние на величину намагничивающего тока, расход стали на сердечник и меди на обмотки трансформатора. Излишняя высота окна сердечника Hповышает намагничивающий токIи увеличивает расход стали и вес трансформатора. Заниженная высота окна повышает нагрев обмотки и увеличивает расход меди на них.

Наилучшей формой окна сердечника трансформатора получается при отношении высоты окна Hк его ширинеbв пределах 2,5–3,0 (см. Рис. 1 .8).

Если при расчете сердечника трансформатора принята стандартная форма П-образных или Ш-образных пластин из приложений 2 и 3, то размеры H и b (см. Рис. 1 .8) тоже берутся из этого же приложения.

При произвольном выборе размеров сердечника aс,bсиhяпредварительное значение высоты окна сердечника трансформатора может быть определено по формуле:

[см],

где k – отношение высоты к ширине окна сердечника:

kо – коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой; для маломощных силовых трансформаторов величинаkоприближенно может быть принята в пределахkо= 0,20,3;

W1,W2,W3, … берутся из пункта 1.2.5.,

q1,q2,q3, …из пункта 1.2.6.

Ширина окна сердечника предварительно (см. Рис. 1 .8):

[см].

Полученные здесь предварительные значения Hиbокончательно уточняются при укладке обмоток на стержне сердечника трансформатора в пункте 1.2.9.

studfiles.net

Расчет количества витков и диаметра проводов в обмотках.



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение

Как определить диапазон голоса - ваш вокал

Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими

Целительная привычка

Как самому избавиться от обидчивости

Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам

Тренинг уверенности в себе

Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"

Натюрморт и его изобразительные возможности

Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.

Как научиться брать на себя ответственность

Зачем нужны границы в отношениях с детьми?

Световозвращающие элементы на детской одежде

Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия

Как слышать голос Бога

Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)

Глава 3. Завет мужчины с женщиной

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Реферат.

Контрольная работа на тему «Магнитные цепи», в которой необходимо рассчитать однофазный трансформатор на сердечнике типа ШЛ (рис. 1) из электрической стали Э-320.

· S – установленная (полная) мощность трансформатора;

· - напряжение первичной обмотки;

· - напряжение вторичной обмотки;

· - частота сети;

· B – рабочее значение магнитной индукции;

· J – допустимое значение плотности тока в обмотках.

Сопротивление нагрузки имеет чисто активный характер. Значения номинальных величин приведены в табл. №1.

Типоразмер и сечение магнитопровода трансформатора определяются по заданной величине мощности из табл. №2, удельные потери мощности берутся из табл. №3

Требуется определить:

1. Токи первичной и вторичной обмоток;

2. Число витков первичной и вторичной обмоток;

3. Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток;

4. Ток холостого хода ;

5. холостого хода;

6. Коэффициент трансформации ;

7. Потери в стали и в меди, КПД трансформатора.

 

 

Табл. №1

 

Табл. №2

 

Табл. №3

 

В ходе расчета были использованы 1 рисунок, 19 формул, 3 таблицы.

 

 

Содержание:

Введение…………………………………………………………………………………………5

1. Расчет токов в обмотках……………………………………………………………….6

2. Расчет количества витков и диаметра проводов в обмотках……………………6

3. Определение коэффициента трансформации…………………………………..…7

4. Определение активной мощности потерь в стали…………………………….…..7

5. Определение тока холостого хода……………………………………………...……8

6. Определение коэффициента мощности холостого хода………………………...8

7. Определение мощности потерь в меди……………………………………………..9

8. Определение КПД……………………………………………………………………….9

Заключение……………………………………………………………………………………10

 

Введение.

В данной контрольной работе производится расчёт однофазного трансформатора.

Трансформатор – статистический электромагнитный аппарат преобразующий систему переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого напряжения.

Трансформаторы служат для передачи и распределения электроэнергии потребителей.

Маломощные трансформаторы обычно применяются для питания автономной нагрузки и на параллельную работу не включаются, поэтому напряжение короткого замыкания в данном случае не является одной из исходных величин для расчета. Оно определяется в конце расчета и используется для уточнения величин напряжения на вторичных обмотках при нагрузке.

Основной задачей при расчете трансформатора малой мощности является уменьшение их габаритных размеров и массы при заданных ограничениях на рабочую температуру, падения напряжения и ток холостого хода. Увеличение магнитной индукции в сердечнике и плотности тока в обмотках обеспечивает уменьшение габаритов и массы трансформатора. Однако при увеличении магнитной индукции возрастают потери в сердечнике и ток холостого хода, а с увеличением плотности тока растут потери в обмотках и падение напряжения.

В части вариантов задания за основное ограничение принимается заданная величина падения напряжения.

 

 

Расчет токов в обмотках.

; (1,2)

 

Расчет количества витков и диаметра проводов в обмотках.

а) Определим количество витков:

Где

; B – магнитная индукция, Тл; :

– падение напряжения в обмотках при номинальной нагрузке; принимается ;

 

б) диаметры проводов – в мм.:

megapredmet.ru

Количество - витки - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Количество - витки

Cтраница 3

Количество витков намагничивающей обмотки указано для случая сушки трансформатора в утепленном баке.  [31]

Количество витков числовых обмоток, расположенных между плетеными замыкателями, определяет длину ЗЭ и характеристику считывания информации f / Buj. Эти параметры стремятся оптимизировать при минимальном числе витков числовых обмоток, упрощающем технологию плетения матрицы.  [32]

Если количество витков в секции невелико, то она изготавливается из провода прямоугольного сечения. Таким жестким секциям заранее придается окончательная форма ( рис. 2.30), после чего они укладываются в пазы сердечника якоря.  [34]

Какое количество витков имеют первичная и вторичная обмотки трансформатора, подключенного к сети переменного напряжения 220 В частотой 50 Гц, если в режиме холостого хода напряжение на вторичной обмотке 110 В.  [36]

Обычно количество витков w2 больше числа витков wl первичной обмотки. Согласно ГОСТу вторичный номинальный ток / 2 для всех трансформаторов тока равен 5 А.  [38]

Обычно количество витков w2 больше числа витков wx первичной обмотки.  [39]

Находим количество витков пружины по формуле (11.9), принимая Р Ркон-Рнач.  [40]

Определяем количество витков гайки г из условия прочности на износ.  [41]

Определяем количество витков гайки z из условия ее прочности на износ. Принимаем удельное давление между витками.  [42]

Если количество витков катушек одинаково: Wiwtw, то по аналогии с формулой ( 2 - 4) удобно пользоваться понятием взаимной индуктивности на один виток.  [43]

Поскольку количество витков катушки РРС составляет 280 - 500, то перемотка проводом марки ПЭЛО 0 3 может быть осуществлена без особых затруднений.  [44]

Определение количества витков по кривым производится следующим образом. В зависимости от окружающей температуры выбирается удельная намагничивающая мощность АР.  [45]

Страницы:      1    2    3    4    5

www.ngpedia.ru

---

• 
  Передать показания сумыгаз
• 
  Источники тока примеры
• 
  Зависимость сопротивления от температуры проводника
• 
  Антенны дециметровые комнатные
• 
  Эдс как измерить
• 
  Прокладка проводки в частном доме
• 
  Когда включат отопление в барабинске в 2018 году
• 
  Частота вращения ветроколеса ветродвигателя
• 
  Электромагнитные плиты
• 
  Подача данных счетчиков воды через госуслуги
• 
  Опора деревянная с железобетонной приставкой