Другие предметы \ Электрические машины

Токи в обмотках трансформатора. Выбор основных параметров трансформатора. Определение размеров стержня и ярма, страница 3

Up2%=I2*X21*W2*100/U1*W1=1.87*9.293*125*100/380*393=1.175 %

Up3%=I3*X31*W3*100/U1*W1=1*4.486*87*100/380*393=0.315 %

Полное сопротивление и напряжение короткого замыкания.

Полные сопротивления и напряжения короткого замыкания между первичной и вторичными обмотками определяются выражениями:

ZK12=(rK122+XK122)0.5=(9.2152+16.8032)0.5=19.164 Ом

ZK13=(rK132+XK132)0.5=(17.6162+9.92)0.5=20.207 Ом

UK12%=I1*ZK12 *100/U1=1.092*19.164*100/380=5.508 %

UK13%=I1*ZK13 100/U1=1.092*20.207*100/380=5.807 %

Падения напряжения при нагрузке.

Падения напряжения вычисляются для пар обмоток (между первичной и вторичными):

DU12%=Ua1%*cos j1+ Ua2%*cos j2+ UP12%*sin j1+ UP2%*sin j2=         

=1.017*0.632+0.888*0.8+2.158*0.775+1.175*0.599=3.896  %

DU13%=Ua1%*cos j1+ Ua3%*cos j3+ UP13%*sin j1+ UP3%*sin j3=

=1.017*0.632+0.818*0.8+1.556*0.775+0.315*0.599=2.812   %        

Среднее значение падения напряжения трансформатора:

DU%=DU12%+DU13% /2=3.896+2.812/2=3.354   %

Действительное напряжение на зажимах вторичных обмоток при нагрузке:

U2=U1*(W2/W1)*(1-(DU12%/100))=380*(125/380)*(1-(3.896/100)=116.156  B

U2=U1*(W3/W1)*(1-(DU13%/100))=380*(87/380)*(1-(3.354/100)=81.757   B

Коэффициент полезного действия

Вычислим Кнг – коэффициент нагрузки трансформатора при котором его КПД будет максимальным:

Кнгм=(Рс/Рм)0.5=(17.57/6.918)0.5=1.594

Вычислим максимальный КПД трансформатора:

h=(Кнгм*РII)/( Кнгм*РII+Pc*(1+(DU%/200)- Кнгм*(DU%/200))0.5+ Кнгм2*(Pм- Im2*r1)+ Im2*r1)=

=(1.594*236)/(1.594*236+17.57(1+(3.354/200)-1.594*3.354/200)0.5+1.5942*(6.918-0.5072*3.54)+0.5072*3.54)=0.9185 

Построим график зависимости h=f(Кнг)

Кнг

0

0.25

0.5

0.75

1.0

1.25

1.5

1.594

h

0

0.754

0.853

0.889

0.906

0.914

0.918

0.9185


Проверка трансформатора на нагревание.

Нагрев трансформатора при заданном режиме работы зависит от величины потерь мощности и теплоотдачи самого трансформатора.

Определим поверхность охлаждения, соприкасающуюся с внешней средой прямоугольных катушек для 2х стержневого трансформатора:

Пк=2*h(2*a+b+p*c)+c*(4*a+2*b+p*c)=2*5.6*(2*4+6+3.14*2.8)+2.8*(4*4+2*6+3.14*2.8)=350.32 cм2

Открытая поверхность ленточного сердечника:

Пс=8*a*(a+b)+2*c*(2*a+b)=8*4*(4+6)+2*5.6*(2*4+6)=398.4 cм2

Определим перепад температур наиболее нагретой части обмотки над температурой окружающей среды:

Dt0=((Pc+Pм)*Г)/(qp*a1*Б*Пк)

где Г=1+(1/16)*( a1/l)Ск*(a2-a+1)/(a2+1)- коэффициент, характеризующий превышение максимального перегрева над перегревом поверхности трансформатора

qp- коэффициент допустимого увеличения потерь мощности. Для длит. режима qp=1

a1=a0*(tм0/50)1/4*(5/hоб)1/5 =1.2*10-3*(75/50)1/4*(5/5.4)1/5=1.3*10-3           

a0=1.2*10-3 Вт/см2*град.

tм0=105-30=75

l=2*10-3- коэффициент теплопроводности

Ск=с/2=2.8/2=1.4 – средняя толщина катушки в окне

a= Рс/Рм=17.57/6.918=2.54

Б=1+m1*b*((a+0.6)/(1+0.2*a*b))1/2=1+1*1.137*((2.54+0.6)/(1+0.2*2.54*1.137))1/2=3.48

m1=1.3 – конструктивный коэффициент

b=Пс/Пк=398.4/350.32=1.137

Г=1+(1/16)*(1.3*10-3/2*10-3)*1.4*(2.542-2.54+1)/(2.542+1)=1.037

Dt0=((17.57+6.918)*1.037)/(1*1.3*10-3*3.48*350.32)=16.004

Определим рабочую температуру нагрева:

tр0=(tв0+Dt0)=30+16=46 что меньше допустимой температуры нагрева изоляции.

Сводные данные

1.

Марка стали и толщина

Сталь холоднокатанная 3412,

толщина 0.35 мм

2.

Напряжение обмоток, токи и ток холостого хода

U1=380 B   U2= 115 B      U3=80 B

I1=1.092 А   I2=1,87A   I3=1 A  I0=0.509 A

3.

Общее число витков обмотки, число витков в слое и число слоев

W1=393    W1сл=50       N1=8

W2=125    W2сл=32       N2=4

W3=87      W3сл=51       N3=2

4.

Тип и размеры проводов обмоток

ПЭВ1 q1=0.68 мм2   d1=0.93 мм   d1и=0.98 мм

ПЭВ1 q2=1.65 мм2   d2=1.45 мм   d2и=1.52 мм

ПЭВ1 q3=0.64 мм2   d3=0. 9 мм    d3и=0.95 мм

5.

Масса меди, стали и всего трансформатора

Gс=5.7 кг      Gм=1.326 кг.     Gт=7.73 кг.

6.

Потери мощности в меди и стали

Рм=6.918 Вт        Рс=17.57 Вт

7.

Отношение массы стали, меди и трансформатора к мощности S1

Gс/S1=0.014  кг/Вт     Gм/S1=0.0031  кг/Вт

Gт/S1=0.019  кг/Вт

8.

Потери напряжения на вторичных обмотках

DU12%=3.896  %    DU13%=  2.812   %               

9.

Рабочая температура нагрева трансформатора

tр0=460 С
Скачать файл