Расчет выпрямителя и электромагнитный расчет трансформатора

Тепловой расчет трансформатора

Превышение температуры трансформатора над температурой окружающей среды

 ∆tT = PT*RT = 12.14 град

Установившаяся температура нагрева трансформатора

tT = t0 + ∆tT = 32.14 ºС < tTmax = 120 ºС

 Условия для нормального теплового режима работы обеспечены

Конструктивный расчет трансформатора

В качестве основания для намотки обмоток трансформатора выбирается гильза из жесткого изоляционного материала (картона, гетинакса, текстолита, пластмассы). Соответственно намотка обмоток трансформатора – каркасная. Примеры выполнения заданий по электротехнике

Ширина внутреннего прямоугольного отверстия изолирующей гильзы

aГ = а + 2*δр = 13.5 мм

где δр - величина радиального зазора между гильзой и несущим катушку стержнем магнитопровода Электрический ток. Плотность тока. Электрическое напряжение Направленное движение свободных заряженных частиц в проводнике под действием электрического поля называется электрическим током. Электрический ток является скалярной величиной, которая равна пределу отношению заряда к промежутку времени, когда последний стремится к нулю

Толщина гильзы в радиальном направлении

 ∆Г = 2 мм

Толщина щёчек

  ∆Щ=∆Г=2 мм

Габаритная высота какркаса

НГ = h - 2*δ0 = 48 мм

где δ0 - величина осевого зазора между торцевой поверхностью гильзы и ярмом магнитопровода

План размещения обмоток в окне магнитопровода

Первой на гильзу наматывается первичная обмотка, а поверх нее поочередно вторичная обмотка, работающие совместно с выпрямителем В1 и вторичная обмотка, подключенная непосредственно к нагрузке Н31

Материал для выполнения межобмоточной изоляции, а также внутренней и наружной изоляций катушки – кабельная бумага марки К-120 толщиной βмо = 0.12 мм.

Число слоев изоляционного материала, наматываемого на гильзу

nКвн = U1/mK*175 = 0.36≈ 1

где mK - число стержней магнитопровода, несущих катушки и соответственно катушек, для стержневого трансформатора  mK = 2

Толщина изоляции на гильзе, т.е. внутренней изоляции катушки

  ∆Квн = nКвн*βмо = 0.12 мм

Высота слоя первичной обмотки при каркасной намотке

h1 = HГ – 2*∆Щ = 37 мм

Число витков в одном слое первичной обмотки

w1сл = ky*h1/d1из ≈ 115

Число слоев первичной обмотки в катушке

n1сл = w1/mK*w1сл ≈ 5

Максимальное действующее напряжение между соседними слоями первичной обмотки

U1мс = 2*U1* w1сл / w1 = 25.6 В

Выбирается электроизоляционный материал для выполнения межслоевой изоляции в первичной обмотке

При d1пр = 0.2 < 0.25 < 0.8 выбирается намоточная бумага ЭН-50, β1мс=0.05 мм,

U1мсmax = 57 В

Число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями первичной обмотки

n1мс = U1мс/U1мсmax ≈ 1

Толщина межслоевой изоляции между соседними слоями  первичной обмотки

 ∆1мс = n1мс*β1мс = 0.05 мм

Толщина первичной обмотки в катушке с учетом межслоевой изоляции

а1 = kp*[n1сл*d1из + (n1сл-1)*∆1мс] = 1.9 мм

Напряжение, определяющее толщину межобмоточной изоляции между данной обмоткой и предыдущей для вторичной обмотки, работающей совместно с выпрямителем В2

U1/mK = 63.5 В

m21*U21/mK = 40.51 В

Отсюда U2мo1 = 63.5 В

Число слоев межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка

n2мо1 = 2

т.к. U2мо1 = 63.5 В < 250 В

Толщина межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка

 ∆2мо1 = n2мо1*βмо = 2*0.12 = 0.24 мм

Высота слоя обмотки

h21 = h1 = 37 мм

где ∆h2,3 - приращение толщины концевой изоляции каждой из вторичных обмоток по отношению к концевой изоляции предыдущей обмотки

Число витков в одном слое обмотки

w2сл1 = ky*h21/d2из1 ≈ 95

Число слоев вторичной обмотки

n2сл1 = m21*w21/mK*w2cл1 ≈ 6

Максимальное действующее напряжение между соседними слоями обмотки

U2мс1 =2*U21*w2сл1/w21 = 15.3 В

Выбирается электроизоляционный материал для выполнения межслоевой изоляции во вторичной обмотке

При d2пр1 = 0.2<0.31< 0.8 выбирается намоточная бумага ЭН-50, β2мс1 = 0.05 мм,

U2мсmax1 = 57 В

Число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки

n2мс1 = U2мс1/U2мсmax1 ≈ 1

Толщина межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки

  ∆2мс1 = n2мс1*β2мс1 = 0 мм

Толщина вторичной обмотки в катушке с учетом межслоевой изоляции

а21 = kp*[n2сл1*d2из1 + (n2сл1 – 1)*∆2мс1] = 2.4мм

Напряжение, определяющее толщину межобмоточной изоляции между данной обмоткой и предыдущей для вторичной обмотки, подключенной непосредственно к нагрузке Н31

U21/mK = 40.5В

m21*U21/mK = 10 В

Отсюда U3мo1 = 40.5 В

Число слоев межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка

n3мо1 = 2

т.к. U3мо1 = 40.5 В < 250 В

Толщина межобмоточной изоляции, поверх которой наматывается данная обмотка

 ∆3мо1 = n3мо1*βмо = 2*0.12 = 0.24 мм

Высота слоя обмотки

h31 = h1 = 37 мм

Число витков в одном слое обмотки

w3сл1 = ky*h31/d3из1 ≈ 95

Число слоев вторичной обмотки

n3сл1 = w31/mK*w3cл1 ≈ 2

Максимальное действующее напряжение между соседними слоями обмотки

U3мс1 = U31/ mK = 10В

Выбирается электроизоляционный материал для выполнения межслоевой изоляции во вторичной обмотке

При d3пр1 = 0.2 < 0.35 < 0.8 выбирается намоточная бумага ЭН-50, β3мс1 = 0.05 мм,

U3мсmax1 = 57 В

Число слоев межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки

n3мс1 = U3мс1/U3мсmax1 = 1

Толщина межслоевой изоляции между соседними слоями обмотки

  ∆3мс1 = n3мс1*β3мс1 = 0.05 мм

Толщина вторичной обмотки в катушке с учетом межслоевой изоляции

a31 = kp*[n3сл1*d3из1 + (n3сл1 – 1)*∆3мс1] = 0.86 мм

Число слоев изоляционного материала наружной изоляции катушки

nKн ар = 2

при U31/mK = 20/2 = 10 В < 370 В

Толщина наружной изоляции катушки

 ∆Кн ар = nКн ар*βмо = 2*0.12 = 0.24 мм

Толщина катушки в радиальном направлении с учетом изоляции на гильзе, межобмоточных изоляций и наружной изоляции катушки

аК = ∆Квн + а1 + ∆2мо1 + а21 + ∆3мо1 + а31 + ∆Кн ар =

= 6 мм

Ширина свободного промежутка в окне магнитопровода – для броневого трансформатора зазор между наружной боковой поверхностью катушки и боковым стержнем магнитопровода

δ = с – (δр + ∆Г + aK) = 20 – 2*(0.5 + 2 + 6) = 3 мм

По своему внешнему проявлению обе схемы одинаковы и у них одно внутреннее сопротивление

.

Это выражение дает возможность по известным одной схемы находить и другой.

В теории электрических цепей рассматриваются и зависимые, или управляемые источники. Они представляют собой результат идеализации свойств реальных транзисторных и ламповых усилителей, используемых в линейном режиме.

Зависимый источник напряжения представляет собой идеализированную электрическую цепь с двумя парами зажимов. К одной из них подсоединен источник напряжения, у которого задающее напряжение пропорционально напряжению (току), подведенному к другой паре зажимов, и только этому (управляющему) напряжению (току). Аналогично вводится и понятие зависимого источника тока.

При анализе колебаний в реальной линейной электрической цепи она заменяется некоторой идеализированной цепью из того или иного числа элементов, колебания в которой пренебрежимо мало отличаются от колебаний в анализируемой цепи.