Расчет технико-экономических показателей трансформатора

6.2.1 Определяется масса обмоточных проводов G_К

, (6.22)

где g _О – удельная плотность материала обмоток;

l_Оi – длина среднего витка i -ой обмотки;

W_i – число витков i -ой обмотки;

q_ПР.i – сечение стандартного провода i -ой обмотки (см. таблицу 4.1).

6.2.2 Определяется масса основных материалов трансформатора

G_Т = G_С + G_К, (6.23)

где G_С – масса выбранного оптимального типоразмера сердечника (см. таблицу 3.2).

6.2.3 Рассчитывается стоимость обмоточных проводов Ц_К

, (6.24)

6.2.4 Рассчитывается стоимость материала сердечника Ц_С

Ц_С = G_С× ц_С, (6.25)

В формулах (6.24) и (6.25) g _О – удельная плотность материала проводов; ц_ПР.i и ц_С – цены обмоточного провода i- ой обмотки и материала сердечника – справочные величины (см. пункт 3.4.4).

6.2.5 Определяется стоимость основных материалов трансформатора Ц_Т

Ц_Т = Ц_С + Ц_К. (6.26)

6.2.6 Определяют габаритные размеры трансформатора по формулам:

а) для броневых трансформаторов

А = 2(a + C_К), B = b + 2 C_К, H = a + h; (6.27)

б) для стержневых трансформаторов

А = 2(a + C_К), B = b + C_К, H = 2 a + h; (6.28)

в) для тороидальных трансформаторов параметры

А = B = D_ТТ, (6.29)

H = b + 2× C_К.В, (6.30)

где D_ТТ – наружный диаметр ТТ рассчитывается по формуле (5.43) (см. пункт 5.3.8);

C_К.В – внутренняя радиальная толщина намотки катушки ТТ рассчитывается по формуле (5.49) (см. пункт 5.3.10).

6.2.7 Габаритный объем V_Т всех типов трансформаторов рассчитывается по формуле

V_Т = A×B×H. (6.31)

ОСНОВНАЯ РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1 Кузебных Н.И. Перспективная элементная база РЭС. Ч.2. Функциональные устройства РЭС: Учебное пособие для студентов специальности 210201 “Проектирование и технология РЭС”. – Томск: ТУСУР, 2007. – 205 с.

2 Белопольский И.И. и др. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. – М.: Энергия, 1973. – 400 с.

3 Каретникова Е.И. и др. Трансформаторы питания и дроссели фильтров РЭА. – М.: Сов. радио, 1973. – 180 с.

4 Бальян Р.Х. Трансформаторы для радиоэлектроники. – М.: Сов. радио, 1971. – 720 с.

5 Майер А.К. Трансформатор питания: Методические указания по выполнению курсового проекта. – Томск: Ротапринт ТИАСУР, 1990. – 83 с.

6 Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. Т.2. – М.: Энергоатамиздат, 1987. – 464 с.

7 Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. Т.3. – Л.: Энергоатамиздат, 1988. – 728 с.

8 Электротехнический справочник / Под ред. профессоров МЭИ. Т.1. – М.: Энергия, 1980. – 520 с.

9 Масленников М.Ю., Соболев Е.А. и др. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Кн.1 и 2. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 299 с.

10 Кузебных Н.И. Курсовое проектирование: Методическое пособие для студентов специальности 210201. – Томск: ТУСУР, 2007. – 37 с.

11 Козлов В.Г. Практикум по тепломассообмену в РЭА. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1980. – 74 с.

12 Гольдштейн Е.И., Майер А.К. Индуктивно-емкостные сглаживающие фильтры. – Томск: Изд-во ТГУ, 1982. –- 222 с.

13 Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания / А.Н. Горский, Ю.С. Русин и др. – М.: Радио и связь, 1988. – 176 с.

 

 

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

Б – коэффициент, учитывающий участие сердечника и шасси в охлаждении катушки.

Г – коэффициент неравномерности нагрева обмоток трансформатора.

ОВ – относительная влажность.

ц_С и ц_О – цены материалов сердечника и провода обмотки.

Ц_К, Ц_{С ,} Ц_Т – стоимость материалов обмоток, сердечника и трансформатора.

a, b – основные габаритные размеры броневых, стержневых и тороидальных сердечников (толщина и ширина керна).

A, B, H – габаритные размеры броневого и стержневого трансформаторов.

B – рабочая индукция в магнитопроводе.

B_S – максимально допустимая рабочая индукция в магнитном материале.

c – внутренний диаметр троидального сердечника.

c, h – основные габаритные размеры броневых и стержневых сердечников (ширина и высота окна).

C_К – толщина намотки катушки.

C_К.В, C_К.Н – внутренняя и наружная толщина намотки катушки ТТ.

C_О.В, C_О.Н – толщина обмотки с внутренней и наружной стороны ТТ.

C_Оi – радиальная толщина намотки i -ой обмотки;

С_Р – коэффициент, учитывающий отличие габаритной мощности ТММ от электромагнитной.

– коэффициент, учитывающий отличие габаритной мощности ТММ от электромагнитной для типовых условий.

d – диаметр провода без изоляции.

d_{В. 0} – диаметр окна обмотки после наложения корпусной изоляции в ТТ.

d_В.i – диаметр окна обмотки ТТ после намотки i -ой обмотки.

d_i – диаметр провода без изоляции i -ой обмотки.

d_ИЗ.i – диаметр провода с изоляцией i -ой обмотки.

d ₀ – диаметр технологического отверстия ТТ.

D – наружный диаметр троидального сердечника.

D_{Н .0} – наружный диаметр тороидального сердечника после наложения корпусной изоляции.

D_{Н . i} – наружный диаметр ТТ после намотки i -ой обмотки.

D_ДИФ – коэффициент диффузии материала покрытия.

D_НАР = D_ТТ – наружный диаметр тороидального дросселя.

Е ₁ – ЭДС первичной обмотки.

f – частота питающего напряжения трансформатора.

G_К, G_С, G_Т – масса катушки, сердечника и трансформатора.

G_КТ – масса катушки для типового трансформатора.

– рассчитанный габаритный критерий ТП по падению напряжения.

– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по падению напряжения.

– рассчитанный габаритный критерий ТП по температуре перегрева при ТВР.

– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по температуре перегрева при ТВР.

– рассчитанный габаритный критерий ТП по температуре перегрева при ТЕР.

– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по температуре перегрева при ТЕР.

h_К – высота намотки катушки.

H – напряженность магнитного поля, высота ТТ.

H_С – напряженность магнитного поля сердечника при рабочей индукции.

H_min – минимальное атмосферное давление воздуха, заданное в ТЗ.

ί ₁ = I ₁ /I_РАБ – относительный первичный ток.

I_РАБ – приведенный рабочий ток.

I ₀ – полный ток намагничивания.

I _{0 А} – активная составляющая тока намагничивания.

I _{0 Р} – реактивная составляющая тока намагничивания.

I ₁ – полный ток первичной обмотки.

I _{2 i} – токи вторичных обмоток.

j – средняя плотность тока в обмотках.

j ₁ – плотность тока в первичной обмотке.

J ₂ – плотность тока во вторичных обмотках.

K_В и K_У – коэффициенты выпучивания и неплотности укладки провода в ТТ.

K_Вi – корректирующий коэффициент приведения i -й вторичной обмотки к первичной, зависящий от схемы выпрямления.

К_Н – коэффициент нагрева, учитывающий увеличение сопротивления провода обмотки при нагреве.

K_НЕП – коэффициент неплотности намотки (укладки) провода в осевом направлении.

К_О – общий коэффициент заполнения окна сердечника проводниковым материалом.

K_ОТ – коэффициент заполнения окна обмоткой для типового трансформатора.

K_РАЗБ – коэффициент разбухания обмотки в радиальном направлении.

К_С – коэффициент заполнения сердечника магнитным материалом.

K_T – коэффициент увеличения потерь, обусловленный обработкой материала при изготовлении сердечника.

K_Ц – коэффициент пересчета цены материалов.

K_$.70 – курс доллара по отношению к рублю в 1970-е годы.

l_Оi – длина среднего витка i- ой обмотки.

l_С – длина средней силовой линии магнитопровода.

m_ИЗ – число слоев изоляции (межобмоточной, наружной) в ТТ;

m ₁ – коэффициент, учитывающий участие шасси в охлаждении катушки/

n_СЛ.i – число слоев i- ой обмотки.

n_СЛ.В.i, n_СЛ.Н.i – число слоев i- ой обмотки с внутренней и наружной стороны ТТ.

p¢ ₁ – удельные потери в материале сердечника при индукции В = 1 Тл.

p ¢_1/400 – удельные потери в магнитном материале при индукции B = 1 Тл при частоте f = 400 Гц.

p ¢_1,5/400 – удельные потери в магнитном материале при индукции B = 1,5 Тл при частоте f = 400 Гц.

P – парциальное давление насыщенных водяных паров при определенной температуре.

P_Г – габаритная мощность трансформатора.

P_З – парциальное давление водяных паров при максимальной влажности, заданной в ТЗ

P_КР – критическое значение парциального давления водяных паров внутри покрытия.

P_О – активные потери в обмотке.

P_С – активные потери в сердечнике.

P ₀– парциальное давление водяных паров в условиях консервации.

P ₁ – удельные потери в сердечнике при индукции В = 1 Тл.

P ₂ – мощность нагрузки.

P _{2 i} – мощность i -ой вторичной обмотки.

q_ПР.i – сечение стандартного провода i -ой обмотки.

r_i –активное сопротивление i -ой обмотки.

R_В,i, R_Н,i – расстояние от корпусной изоляции катушки до середины i -й обмотки внутри и снаружи тора ТТ.

q_ПР – сечение стандартного провода.

q_ПР.Р – сечение провода расчетное.

Q_О – площадь окна сердечника.

Q_С – площадь сечения сердечника.

S_О, S_С – площади охлаждения обмоток и сердечника.

t_С.min, t_С.max – минимальная и максимальная температура среды, заданная в ТЗ.

U_ИСП – испытательное напряжение обмоток трансформатора.

U_i – действующие значения напряжений на обмотках.

U_mi – амплитудные значения рабочего напряжения на обмотках ТП.

U ₁ – напряжение питающей сети трансформатора.

U _{2 i} – напряжения вторичных обмоток;

V_Т – габаритный объем трансформатора.

V_К – объем катушки.

V_С – объем сердечника.

W_ОСТ.В.in, W_ОСТ.Н.in – остаточное число витков в (n+ 1)-ом слое с внутренней и наружной части i -ой обмотки ТТ.

W_СЛ.i – число витков в слое i -ой обмотки.

W_СЛ.В.in – число витков в n -ом слое с внутренней части i -ой обмотки ТТ.

W_СЛ.Н.ij – число витков в j -ом слое с наружной части i -ой обмотки ТТ.

W_i – число витков i -ой обмотки.

W ₁ – число витков первичной обмотки.

W _{2 i} – число витков i -ой вторичной обмотки.

x = b/a – отношение ширины сердечника к базовому размеру (к толщине).

a – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи.

a₀ – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи для типовых конструкций в нормальных условий эксплуатации.

a _Т – температурный коэффициент увеличения удельного сопротивления материала провода.

a_{0 h} – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи для конкретных типоконструкций ТП в нормальных условий эксплуатации.

β– отношение площадей охлаждения сердечника и катушек.

d _С – величина немагнитного зазора.

d _Т – минимальная величина технологического канала в окне сердечника.

d _ТТ – допустимый диаметр технологического отверстия в ТТ.

d U – допустимое падение напряжения в обмотках.

d U_Р – расчетное падение напряжения в обмотках.

e– отношение плотности токов во вторичных обмотках к плотности тока в первичной обмотке.

e _ТТ – допустимый запас по технологическому отверстию в ТТ.

e₀– оптимальное отношение плотности токов во вторичных обмотках к плотности тока в первичной обмотке для ТЕР.

g _О, g _С – плотности материалов обмотки и сердечника.

l - эквивалентный коэффициент теплопроводности катушки.

n – отношение потерь в сердечнике к потерям в обмотках.

n _О – оптимальное отношение потерь в сердечнике к потерям в обмотках.

r₂₀ – удельное сопротивление материала обмоточного провода при 20 °C.

t – средний перегрев обмоток, срок службы дросселя.

t _m – максимальная температура перегрева обмоток.

d _ТЗ – технологический зазор между каркасом и сердечником.

d _ТТ – допустимый диаметр технологического отверстия в ТТ.

D _ИЗ – толщина ленты межобмоточной или наружной изоляции в ТТ.

D _К – толщина каркаса (гильзы).

D _КОР – толщина корпусной изоляции.

D _Л – толщина ленты сердечника.

D _НАР – толщина наружной изоляции.

D _НАР.В, D _НАР.Н – толщина наружной изоляции с внутренней и с наружной стороны обмотки ТТ.

D _ПОКР – толщина влагозащитного покрытия.

D _СЛ – толщина межслоевой изоляции.

D _ТЗ – величина технологического зазора между каркасом и сердечником.

D₀₁ – толщина подложки – изоляции между каркасом (гильзой) и первичной обмоткой.

D₁₂ – толщина межобмоточной изоляции (между первичной и вторичной обмотками);

D C_К – технологический зазор между катушкой и сердечником для броневого СД и между катушками для стержневого ТП.

D h /2 – толщина щечек каркаса.

Da – коэффициент, учитывающий ухудшение теплообмена трансформатора при пониженном давлении окружающей среды.

l - эквивалентный коэффициент теплопроводности катушки.