Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Королёвский Колледж Космического Машиностроения и Технологий





 

«Рассмотрено» «Утверждаю»

Председатель цикла 1905 Зам.Директора по УПР

______________Лубенко А.Д. _____________Вишневский

2007 г. 2007 г.

 

Описание

Практической работы №3

«Расчёт трансформатора»

 

 

по предмету:

«Консультирование и технология производства приборов и аппаратов»

 

для спец. 210310

 

 

Описание составил: Лубенко А.Д.

 

 

Цель работы

 

Провести теоретические и практические навыки по расчёту силового трансформатора.

2. Краткие теоретические сведения

Если ферромагнитный материал поместить в магнитное поле, то он намагничивается. Степень намагничивания характеризуется индукцией В, которая возникает под действием поля с напряжённостью Н.

Индукцию В выражают в теслах; напряжённость Н в ампер-витках на сантиметр длины магнитной силовой линии:

aw=(Iw)Lc (1)

где w- число витков катушки, образующей магнитное поле; I-ток, текущий через катушку, А; Lc-длина магнитной силовой линии, м.

В зависимости от характера тока, текущего через катушку, различают постоянное и переменное магнитное поле. Напряжённость постоянного поля обозначают aw0,а переменного –aw.

Зависимость В от Н изображена на рис.1.

 

 

 

 

Рис.1.Кривая намагничивания

Ферромагнитного материала

 

Первоначальный процесс намагничивания металла характеризует участком АС, который называется остаточной кривой намагничивания. Из рисунка видно, что зависимость В и Н- нелинейная.

После достижения напряжённостью поля некоторого значения Н дальнейшего роста индукции В не происходит. Это значение индукции насыщения Вс. процессы размагничивания и перемагничивания при изменении величины и знака поля от +Н1 до –Н1 характеризуется верхней ветвью петли гистерезиса CDE; при изменении напряжённость поля от-Н1 до +Н1 значение В характеризуется нижней ветвью петли гистерезис CFE

Как будет показано ниже, индукция в сердечнике из магнитного материала в реальных условиях зависит не только от напряжённости поля, но и от геометрических параметров сердечника. Зависимость амплитудного значения продукции В m от напряжённости переменного поля для некоторых материалов приведена на рис.2.

Индукция В может быть связана с напряжённостью поля через магнитную проницаемость:

dB/dH=m

магнитная проницаемость m показывает во сколько раз увеличивается индуктивность катушки при введении в неё сердечника.

Магнитная проницаемость, не есть величина постоянная. Зависимость m от амплитудного значения индукции В м равном или близкому нулю, называют начальной магнитной проницаемостью m н,при увеличении В м сначала mн расчёт, а затем начинает уменьшаться, достигая сколько угодно малого значения. Значения m н трансформаторских сталей и сплавов приведены в табл.1.

 

                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               
                               

 

Рис.2. Зависимость индукции в магнитопроводе от напряжённости переменного магнитного поля------ стал 3423 толщиной 0,08 мм; -- -- сталь 3413 толщиной 0,35 мм.

 

 

Рис.3. Зависимость магнитной проницаемости от индукции (для сталей 3411-3424)

Таблица1

Магнитная проницаемость трансформаторных сталей и сплавов

Марка материала m н на частоте 10Ù4 Гц Марка материала m н на частоте 10Ù4 Гц
3421(Э340)   3424(Э360А)  
3422(Э350)   80НХС  
3423(Э360)   79НМ  
50Н      

 

Если в обмотке трансформатора кроме переменного тока есть и постоянная расставляющая точка, то в сердечнике появится дополнительное постоянное магнитное поле. В этом случае магнитная проницаемость m зависит и от постоянной составляющей поля aw: при увеличении постоянного подмагничивания магнитная проницаемость уменьшается Рис4.

 

Рис.4. Зависимость магнитной проницаемости от постоянного подмагничивания.

 

 

Магнитная проницаемость материала зависит также от зазора Iз в магнитоно-воде. Если трансформатор работает без постоянного подмагничивания, то при увели-чении зазора магнитная проницаемость уменьшается (кривая awо =0 на рис.5).

 

 

Рис.5 Зависимость магнитной прони- Рис.6 Зависимость оптимальной начальной прони-

цаемости от зазора цаемости и оптимального зазора от постоян-

ного подмагничивания

 

Если трансформатор работает с постоянным подмагничиванием, то при увели-чении зазора частичная проницаемость сначала растет, а потом начинает уменьшаться. Максимальное значение магнитной проницаемости, которое можно получить при заданной индукции и наличии постоянного подмагничивания за счет создания воздуш-ного зазора а магнитопроводе, обозначают Мопт. Чем больше постоянного подмагни-чивания, тем больше зазор нужно делать в сердечнике для получения Мопт. При увели-чении постоянного подмагничивания максимальное значение магнитной проницаемости Мопт уменьшается.

На рис.6 приведены значения оптимальной начальной проницаемости Мопт и соответствующие им зазоры Lопт, выраженные в процентах по отношению к длине магнитной силовой линии, для некоторых марок стали.

Когда сердечник из магнитного материала находится в переменном магнитном поле, часть энергии этого поля расходуется в сердечнике. Эти потери складываются из потерь на вихревые токи и на гистерезис (потерь на перемагничивание).

Потери навихревые потоки от удельного сопротивления материала сердечника и от частоты магнитного поля. Чтобы уменьшить эту составляющую потерь, для сердечников применяют специальные трансформаторные стали с большим сопротивлением. Кроме того, сердечник изготавливают из тонких листов, изолированных друг от друга. Чем выше частота тока, тем больше потери на вихревые токи, поэтому сердечники трансформаторов, работающих на высоких частотах делают из более тонкого материала.

Потери на гистерезис зависят от индукции в сердечнике: чем больше индукция, тем больше потери. Обычно при расчете этих составляющие потерь не разделяют.

Свойства материала оценивают удельными потерями Роуд, которые представляют собой суммарные потери на вихревые токи и гистерезис, отнесенные к 1 кг материала, при заданный частоте магнитного поля и индукции.

 

Значения Роуд для некоторых материалов приведены на рис.7.

 

 

Рис.7 Зависимость удельных потерь в стадии индукции.

 

Широкое применение в трансформаторах получили холоднокатанные текстурованные стали марок 3411, 3424. В этих сталях при холодной прокатке получается ориентация кристаллов вдоль направления проката. Стали 3411-3424 имеют вдоль направления проката более высокую индукцию и меньшие потери. Применение холоднокатанных сталей позволяет сократить габариты трансформатора.

 

Таблица 2

Оптимальные значения амплитуды индукции для силовых трансформаторов на ленточных сердечниках:

Материал магнитопровода F, Гц   Bm, Тл при 4-100 Мощности Р2, 100-250 Вт 250-300   300-600   600-1000
3424, толщина 0,08-0,15 мм   1,5 1,4 1,3 1,2 1,1
3413, толщина 0,35 мм   1,55 1,55 1,55 1,55 1,55

 

Таблица 3

 

Значения коэффициента К

Частота Г,Гц   R при 15-50 Суммарном Р2, 50-150 Вт 150-300   300-1000
  1,75 1,27 1,15 1,14
  1,35 1,23 1,1 1,07

 

 

Таблица 4

 







Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.