Главная Источники вторичного электропитания - часть 2



микалентная бумага, которая обладает наивысшей впнгываюш,ей способностью.

Для пропитки и заливки ТММ при температуре до 130° С в основном применяется лак ФЛ-98, а при температурах 130-155°С- - полиэфирные, кремнеорганические и эпоксидные компаунды и лаки.

3.2. Основные расчетные соотношения для трансформатора

Рабочий процесс в ТММ рассмотрим на примере трансформатора, схема которого приведена на рис. 3.3. При наличии нагрузки i?„ иа вторичной обмотке трансформатора и напряжении питания на его первичной обмотке, в магнитопроводе появляется результирующий магнитный поток Ф, который индуктирует в обмотках ЭДС, В:

(3.1)

4 V«S„Sc-

где кф - коэффициент формы.

Приложенное к первичной обмотке напряжение уравновешивается ЭДС £, ЭДС, наведенной потоком рассеяния, который замыкается в основном по воздуху вокруг обмоток и в канале между ними, и активным падением напряжения в обмотке:

(3.2)

контура вторичной


Для обмотки

Рис. 3.3. Рабочий процесс трансформатора

Oi-Ez-fir; -hx2. (3.3)

Соответствующая выражениям (3.2), (3.3) схема замещения трансформатора представлена иа рис. 3.4.

Основные параметры трансформатора: первичные и вторичные напряжения и ЭДС, ток холостого хода, падения напряжения и потери в обмотках, потери в магнитопроводе определяются нз рассмотрения режимов холостого хода и короткого замыкания, а при испытаниях - из опыта холостого хода и опыта короткого замыкания.

В режиме холостого хода энергия, затрачиваемая в трансформаторе, расходуется на создание основного потока (намагничивающая мощность Qe), потери встали магнитопровода Рс и потери в первичной обмотке от тока холостого хода /ох-


Рис 3.4. Схема замещения трансформатора малой мощности



Ток холостого хода содержит активную /а и реактивную /ор составляющие и определяется из выражения

/ох-КОа + ор, (3-4а)

/ор = Qc/tl = Wmc/tti-. (3.4 6)

/оа = c/i- (3.4 в)

Определяющее значение для ТММ имеет реактивная составляющая тока холостого хода, достигающая при малой мощности и частоте 50 Гц 50% и более от тока /j. При повышенных частотах с увеличением мощности трансформатора значение тока холостого хода и его реактивной составляющей снижаются.

В режиме короткого замыкания намагничивающая составляющая первичного тока и индукция в магинтопроводе ничтожно малы и затрачиваемая в трансформаторе энергия идет на покрытие потерь в обмотках катушки

Р„ = t/и /i cos f 1 - г, -f / Г2 - г„. (3.5)

При опыте короткого замыканий на первичную обмотку трансформатора подается напряжение Uki, при котором по первичной и вторичной обмоткам протекает номинальный ток.

Относительное значение напряжения короткого замыкания, характеризующее падение напряжения в обмотках трансформатора, н его активная и,;.а и реактивная «„.р составляющие определяются по формулам

«!!== -Т.- = «1(.а со5ф„ + Ыкр 5!пф„ + , Икр COS Фн -Цк.а5!пф1

+ ; (3.6)

«H.a-~-~--0,OI/pfecxtto/r. (3.7)

и, fi

где = Угк -Ь - полное сопротивление короткого замыкания; tto - число витков на вольт; fecx - коэффициент, характеризующий схемное выполнение обмоток ТММ;

"н.р- и, - и, -

Индуктивность рассеяния обмоток трансформатора Lg аависит от геометрических размеров трансформатора; с увеличением габари-тов и мощности индуктивность рассеяния возрастает.

В ТММ реактивная составляющая падения напряжения на низкой частоте мала, составляет доли процента от U-i, Увеличение «к.р происходит с ростом частоты и мощности в низковольтных трансформаторах. В высоковольтных трансформаторах с ростом канала рассеяния между обмотками значение ««.р также возрастает.

Активная составляющая напряжения «к а с уменьшением размеров ТММ, мощности и частоты возрастает и может достигать десятков процентов при / = 50 Гц и мощности 50-100 Вт. Таким образом, в ТММ преобладает автивиая составляющая падения напряжения, т. е, «к « и„.а.



Индуктивность рассеяния Lg, Гн, для различных типов намотки определяется по следующим формулам:

для рядовой многослойной иамотки по всей высоте окна магнитопровода

для чередующейся намотки секциями

1,256-Г J /Л-р, а, + а.

fic.m

10-8;

(3.10)

для тороидальной намотки по всему периметру сердечника 1,256-Wf VP / , \

•10-е,

(3.11)

где т - число стержней магнитопровода; - число секций намотки; Кр, /Ср1 -эмпирические коэффициенты, зависящие от типа намотки: Кр - 0,8-0,9 для слоевой и тороидальной намоток, Kpi = ~ 0,9-М,О для чередующейся намоткн секциями.

Неравномерное распределение витков по всей высоте иамотки может привести к появлению дополнительных радиальных полей рассеяния и увеличению индуктивности рассеяния.

Потери мощности в трансформаторе складываются из потерь в обмотках, потерь в сердечнике и потерь в изоляции. Последние следует учитывать в основном для высоковольтных трансформаторов при повышенной частоте.

Потери в обмотках зависят от активного сопротивления провода обмотки, плотности тока, частоты и температурного режима. Влияние частоты иа увеличение потерь в обмотках ТММ сказывается на частотах в несколько десятков килогерц и выше.

В общем виде потери в обмотках катушки:

(3.12)

где р = р„ [1 + 0,004 (Т - Го)]; ро = 0,0)75 Om-mmVm для меди при То = 15 °С; - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления провода на повышенных частотах за счет вытеснения тока к поверхности проводника. Значения Ад приведены в табл, 3,10,

Таблица 3.10

Значения коэффициента увеличения сопротивления провода к,, и глубина проникновения электромагнитного поля До в зависимости от диаметра провода и частоты

f. Kfu

500 /

1000

До, мм

0.663

0.47

0.295

0.21

0, 17

0, 15

0,094

0, 066

kj для различных d, мм

0,2 0,5 0,8 1.0 1,5

1.013

1.003 1,16

1,07

1,58

1,03 1,3 1,51 2,08

1,11

1,49 1,77 2,49

1,2 1,66

1,98 2,82

1,004 1,64 2,41 ,94 429

1,13

2,13

4,06

5,94



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189


0.0123