К.п.д. трансформатора при номинальной нагрузке равен:
где – суммарная активная мощность вторичных обмоток (см.п.2)
При частичной нагрузке к.п.д. маломощного трансформатора можно определить по формуле, где учтено небольшое изменение потерь в стали при изменении нагрузки, а также учтено изменение потерь в меди, обмоток вследствие изменения нагрузки. Величина потерь намагничивающего тока принята неизменной:
где – коэффициент нагрузки, определяющий отношение данной нагрузки к номинальной, т.е. отношение данных величин токов вторичных обмоток к их номинальным значениям при номинальных значениях коэффициента мощности (;
– определённые выше полные потери в стали сердечника;
– суммарные потери в меди обмоток при номинальной нагрузке;
– намагничивающий ток, полученный на основании расчета;
- полученное по расчету среднее значение величины изменения напряжения при номинальной нагрузке для трансформатора с двумя вторичными обмотками:
Отсюда равен:
Проверка трансформатора на нагрев.
Нагрев трансформатора при заданном режиме работы зависит от величины потерь в нём и его теплоотдачи.
В маломощных трансформаторах определяют обычно перегрев (превышение температуры) обмоток, т.е. перегрев катушек над температурой окружающей среды. Перегрев сердечника не имеет столь существенного значения для работы этих трансформаторов, т.к. изоляция, применяемая в сердечниках, является достаточно термостойкой.
где – суммарные потери в меди обмоток, Вт;
– суммарные потери в стали сердечника, Вт;
– поверхность охлаждения – наружная открытая поверхность сердечника, см2;
– коэффициент теплоотдачи катушки, Вт/см2, .
Открытая поверхность охлаждения прямоугольной катушки трансформа-тора броневого типа определяется следующим образом:
Открытая поверхность охлаждения сердечника с уширенным ярмом рас-считывается по следующей формуле:
Отсюда равно:
Температура обмотки (катушки):
где – температура окружающей среды, которая для обычных условий может быть принята в пределах 35 - 50 ;
Поскольку выбранная марка изоляции ПЭВ - 1 соответствует классу Е, то полученное значение температуры обмотки (катушки) удовлетворительное, так как класс Е допускает температуру равную 120 .
Сводные данные расчета.
SII=0.14 кВ×А – суммарная отдаваема полная мощность;
Gc=2.679кг – масса стали сердечника;
Gм=0.476кг – масса меди обмото к;
Pc=4.85 Вт – потери в стали сердечника;
Pм=12.089 Вт – потери в меди обмоток;
= 0.885 – к.п.д. при номинальной нагрузке;
= 59.11 - превышение т. трансформатора над т. окружающей среды;
Список использованной литературы.
1) Б.К.Басова. Руководство по курсовому проектированию маломощных трансформаторов. Выпуск 1. Типография МИИТ, Москва, 1969.
2) Б.К.Басова. Конструкция маломощных однофазных трансформаторов с воздушным охлаждением. Выпуск 2. Типография МИИТ, Москва, 1969.
3) Н.П.Ермолин и А.П.Ваганов. Расчет маломощных трансформаторов. М.-Л., Госэнергоиздат, 1957.
4) И.И.Белопольский и Л.Г.Пикалова. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. М.-Л., Госэнергоиздат, 1963.
5) Р.Х.Бельян. Трансформаторы малой мощности. Л., Судпромгиз, 1961.