Расчет электрооборудования и электронной техники для повреждения растений, страница 5

Функционирование трансформаторов основано на связи цепей через магнитный поток (рис.2.2.2).

Рис 2.2.2. Функциональная схема трансформатора

При подключении к первичной обмотке, имеющей W₁ витков, переменного напряжения u₁=U_1msinwt в ней потечет переменный ток i₁(t) и возникнет магнитный поток Ф₁(t), который в основном будет замыкаться через магнитопровод и пронизывать как витки первичной обмотки, так и вторичной, имеющей W₂ витков, в результате чего в первичной обмотке индуцируется ЭДС e₁(t) а во вторичной i₂ (t). Наличие ЭДС e₂ (t) вызовет появление тока i₂ (t) во вторичной обмотке и на нагрузочном резисторе R_н появится напряжение u₂ (t).Ток i₂ (t) создаст магнитный поток Ф₁(t), направленный навстречу потоку Ф₁(t), в результате чего в магнитопроводе установится результирующий магнитный поток Ф_c(t). Незначительная часть потока, создаваемого током i₁(t), замыкается не через магнитопровод, а через воздух. Этот поток называется потоком рассеяния Ф_s1(t), точно также существует поток рассеяния вторичной обмотки Ф_s2(t). В правильно сконструированном трансформаторе потоки рассеяния ничтожно малы и ими можно пренебречь.

Расчет трансформатора в общем случае представляет задачу, в которой число неизвестных больше числа связывающих их уравнений. Поэтому приходится пользоваться некоторыми эмпирическими исходными величинами, полученными на основе ранее спроектированных трансформаторов.

Рис. 2.2.3 Схема обмоток трансформатора

 Выберем марку стали для изготовления сердечника проектируемого трансформатора. Учитывая частоту питающий сети и мощность трансформатора будим использовать сталь 3411, тип сердечника стержневой.  Типоразмер стержневого сердечника определяется по величине произведения площади стали на площадь окна , рассчитанному в соответствии с габаритной мощностью трансформатора,

 ,

где  - расчетная мощность трансформатора,

 - магнитная индукция, для марки стали 3411 =1,75 Тл;

 - плотность тока в обмотках; =3 А/;

 - коэффициент заполнения магнитопровода, при толщине стали Δ=0,35мм, =0,93;

 - коэффициент заполнения окна магнитопровода, =0,4.

K_ф – коэффициент формы K_ф = 1,11;

 см4.

В качестве магнитопровода используем два стержневых сердечника с типоразмером =320,3 см2. Размеры сердечника указаны на рис.5.2.

Площадь стали,

Площадь окна,

Типоразмер магнитопровода,

Полученный типоразмер удовлетворяет требуемому расчетному типоразмеру магнитопровода.

Рис. 2.2.4

Вес сердечника при толщине стали Δ=0,35мм,

ЭДС, индуцируемая в одном витке

Е =  = 2,1 В

 Число витков каждой обмотки трансформатора

Число витков в первичной обмотки трансформатора

W =

W₁ = 380/2,1 = 180 витка

Число витков во вторичной обмотки трансформатора

W₂ = 10000/2,1 = 4762 витка

Выбор сечения проводов обмоток трансформатора преобразователя производится по действующему значению токов соответствующих обмоток:

 В первичной обмотке

где  - число первичных полуобмоток в каждом плече, =2

Сечение провода первичных полуобмоток,

Намотка производится в четыре провода диаметром 2 мм. Тип провода ПЭТВ2. Сечение равно 2,1 мм² , диаметр по меди 2.

Фактическое сечение первичной обмотки:

Сечение провода выходной обмотки,

Намотка производится проводом диаметром 0,63мм. Тип провода ПЭТВ – 0,63.

По известному типоразмеру магнитопровода и диаметру проводов обмоток производится проверка на размещение обмоток в окнах сердечника.

При высоте сердечника h=100мм высота намотки принимается равной hн=94мм.

Число витков в одном слое,

,

где n – число проводов в каждой полуобмотки, n=4;

  - диаметр проводов первичных полуобмоток, =2мм;

.

Число слоев первичной обмотки,

где  - число слоев в одной полуобмотки, =12

  - число первичных полуобмоток, =2;

Толщина первичной обмотки,

Число витков одного слоя выходной обмотки ,

где  - диаметр проводов выходной обмотки с изоляцией, =0,63мм

Число слоев выходной обмотки,

Округляем и получаем  = 33.

Толщина намотки выходной обмотки,

Толщина намотки обмоток трансформатора без учета изоляционных прокладок и каркаса,

Толщина намотки обмоток трансформатора с учетом изоляционных прокладок и каркаса,

где  - толщина каркаса, изготовленного из стали, =3мм;

  - толщина изоляционных прокладок.