Упрощенный расчет однофазного трансформатора

В разделе 3 с помощью ЭВМ рассчитаны выпрямители, работающие на активно-емкостную нагрузку. Программа вычисляет напряжение на вторичной обмотке трансформатора U ₂, к которому подключен выпрямитель, и ток I ₂ этой обмотки. В результате получаются три значения напряжений и три значения токов вторичных обмоток:

первого канала U ₂₁; I ₂₁; второго канала U ₂₂; I ₂₂; третьего канала U ₂₃; I ₂₃.

Номинальную мощность вторичных обмоток вычисляют по формуле

SS ₂= U ₂₁× I ₂₁+ U ₂₂× I ₂₂+ U ₂₃× I ₂₃.

Типовая мощность трансформатора

где h_тр - КПД трансформатора, который определяется по номограмме на рис. 9.

Рис. 9. Зависимость КПД от мощности вторичных обмоток трансформатора

Следует заметить, что при определении КПД трансформатора по номограмме типовая мощность трансформатора получится завышенной, что положительно скажется на его режиме работы (температурном режиме нагруженного трансформатора), но несколько увеличит вес, так как придется взять более мощный и тяжелый магнитопровод.

По таблице 4 выбирают типоразмер магнитопровода со значением S _Т не менее вычисленного по формуле. При оформлении расчётно-графической работы в текст пояснительной записки вставляется выписка из таблицы 4 с выбранными параметрами трансформатора.

Пример выбора трансформатора.

Типоразмер магнито-провода	А, мм	Н, мм	с, мм	h, мм	S_ст, см²	S_т, В×А	Е⁽¹⁾, В	DU	J _cp, А/мм²	G, кг
УШ35х52				61,5	17,0		0,43	0,05	1,7	3,8

Число витков каждой вторичной обмотки трансформатора определяют по формуле:

где D U – относительное падение напряжения на обмотках;

Е ⁽¹⁾ – число вольт на один виток обмотки трансформатора с магнитопроводом выбранного типоразмера.

Следовательно, получится:

; ; .

Для двухполупериодной схемы третьего канала результат записывается, например, в виде w₂₃ = 2 по 36 витков.

Таблица 4

Параметры некоторых Ш-образных магнитопроводов

Типоразмер магнито-провода	А, мм	Н, мм	с, мм	h, мм	S_ст, см²	S_т, В×А	Е⁽¹⁾, В	DU	J _cp, А/мм²	G, кг
УШ22х22					4,4		0,12	0,25	2,7	0,64
УШ22х33					6,6		0,17	0,19	2,5	0,96
УШ22х44					8,8		0,22	0,15	2,3	1,3
УШ26х26					6,0		0,18	0,13	2,5	1,1
УШ26х39					9,0		0,25	0,1	2,3	1,7
УШ26х52					12,0		0,32	0,08	2,1	2,2
УШ30х30					8,0		0,22	0,09	2,2	1,6
УШ30х45					12,0		0,35	0,06	2,0	2,4
УШ30х60					16,0		0,45	0,04	1,8	3,2
УШ35х35					11,0		0,29	0,07	1,9	2,6
УШ35х52				61,5	17,0		0,43	0,05	1,7	3,8
УШ35х70					22,0		0,59	0,03	1,5	5,1
УШ40х40					14,0		0,36	0,05	1,6	3,8
УШ40х60					22,0		0,55	0,04	1,4	5,6
УШ40Х80					29,0		0,71	0,03	1,2	7,5

Число витков первичной обмотки

где U_сети = 220 В.

Максимальное расчетное значение тока первичной обмотки

По допустимому значению средней плотности тока J _ср в обмотках трансформатора с магнитопроводом выбранного типоразмера и по вычисленным значениям I ₁, I ₂₁ I ₂₂ и I ₂₃ определяют диаметры проводов обмоток d ₁, d ₂₁, d ₂₂ и d ₂₃ по формулам:

; ; ; .

где J _ср - плотность тока в обмотках трансформатора (см. таблицу 4).