2.1. Общие сведения о трансформаторах
Трансформаторами называют электромагнитные устройства, имеющие две или большее число индуктивно-связанных обмоток и предназначенные для изменения значений переменного напряжения и тока.
Трансформатор состоит из ферромагнитного магнитопровода (сердечника) и расположенных на нем обмоток. Обмотка, подключаемая к источнику преобразуемого напряжения, называется первичной, а обмотки, к которым подключены потребители электрической энергии, – вторичными. В зависимости от назначения трансформаторы подразделяют на трансформаторы питания, согласующие и импульсные[3].Трансформаторы питанияприменяют в блоках питания радиоустройств и служат для получения переменных напряжений, необходимых дли нормального функционирования аппаратуры. Условно их подразделяют на маломощные (выходная мощность до 1 кВт) и мощные (выходная мощность более 1 кВт), низковольтные (напряжение на обмотках не превышает 1000 В) и высоковольтные. Кроме того, трансформаторы питания дополнительно классифицируют по частоте преобразуемого напряжения.
По конструкции к трансформаторам питания, близки дроссели. По существу, это однообмоточные трансформаторы, предназначенные для последовательного включения в цепи пульсирующего тока в целях устранения пульсаций этого тока.Согласующие трансформаторыпредназначены для изменения уровня напряжений (токов) электрических сигналов, несущих полезную информацию. Они позволяют согласовать источник сигналов с нагрузкой при минимальном искажении сигнала. Вместе с активными элементами (транзисторами, лампами) они входят в состав устройств, усиливающих электрические колебания в широкой полосе частот. Различают входные, межкаскадные и выходные трансформаторы. Входные трансформаторы включают на входе усилительного устройства для согласования выходного сопротивления источника сигналов, например микрофона, с входным сопротивлением усилителя.
Так как уровень входных сигналов сравнительно невелик, то эти трансформаторы должны быть хорошо защищены от воздействия внешних магнитных полей. Межкаскадные трансформаторы согласуют выходное сопротивление предыдущего каскада с входным сопротивлением последующего. Выходные трансформаторы согласуют выходное сопротивление усилителя с внешней нагрузкой. Выходные трансформаторы должны обеспечивать передачу большой мощности от усилителя в нагрузку.Импульсные трансформаторыпредназначены для формирований, трансформации импульсов малой длительности и изменения полярности. Основным требованием, предъявляемым к импульсным трансформаторам, является требование малых искажений формы трансформируемого импульса.
Несмотря на различие функций трансформаторов, основные физические процессы, протекающие в них, одни и те же. Поэтому трансформаторы различного схемного назначения имеют однотипное устройство.
Магнитопроводы служат для обеспечения более полной связи между первичной и вторичной обмотками и увеличения магнитного потока. Выбор материала магнитопровода зависит от назначения и свойств трансформатора. Для трансформаторов питания широкое распространение получили холоднокатаные стали марок 3411-3424. В этих сталях при холодной прокатке кристаллы ориентируются вдоль направления проката, благодаря чему удается получить более высокую индукцию и меньшие потери. Для трансформаторов применяют три типа магнитопроводов: стержневой, броневой и кольцевой. По конструкции броневые сердечники подразделяют на сердечники, собранные из штампованных пластин, и ленточные.
Трансформаторы со стержневым магнитопроводом (рис. 2.1а и б)имеют неразветвленную магнитную цепь, на двух его стержнях располагают две катушки с обмотками. Такую конструкцию используют обычно для трансформаторов большой и средней мощности. Так как наличие двух катушек увеличивает площадь теплоотдачи и улучшает тепловой режим обмоток. Трансформаторы с броневым сердечником (рис. 2.1ви г) имеют разветвленную магнитную цепь, обмотки в этом случае размещают на центральном стержне магнитопровода.
Такие магнитопроводы используют в маломощных трансформаторах.
Рис. 2.1. Магнитопроводы, используемые в трансформаторах.
Пластинчатые магнитопроводы (рис. 2.1а и в) собирают из отдельных штампованных Ш-образных или П-образных пластин толщиной 0,35–0,5 мм и перемычек. При сборке встык все пластины составляют вместе и соединяют перемычкой.
Ленточные магнитопроводы (рис. 2.1би г) получают путем навивки ленты трансформаторной стали толщиной 0,1–0,3 мм, после чего «витой сердечник» разрезают и получают два С-образных сердечника, на один из которых устанавливают катушки с обмотками, а затем вставляют второй С-сердечник. Потери в ленточных сердечниках меньше, чем в пластинчатых. Это объясняется тем, что в пластинчатых сердечниках магнитные силовые линии часть пути проходят перпендикулярно направлению проката, а в ленточных сердечниках линии поля расположены вдоль направления проката по всей длине магнитопровода.
Трансформаторы на тороидальных сердечниках (рис. 2.1д) наиболее сложные и дорогие. Основными преимуществами их являются очень незначительная чувствительность к внешним магнитным полям и малая величина потока рассеяния. Обмотки в трансформаторе наматывают равномерно по всему тороиду, что позволяет еще более уменьшить магнитные потоки рассеяния.
Функционирование трансформаторов основано на связи цепей через магнитный поток (рис. 2.2).
При подключении к первичной обмотке, имеющей N1 витков, переменного напряжения u1=U1msinwtв ней появляется переменный ток i1(t)и возникнет магнитный поток Ф1(t), который в основном будет замыкаться через магнитопровод и пронизывать витки как первичной, так и вторичной обмотки, имеющей N2 витков, в результате чего в первичной обмотке индуцируется ЭДС е1(t), а во вторичной – е2(t). Наличие ЭДС е2(t)вызовет появление тока i2(t) во вторичной обмотке, и на нагрузочном резисторе Rнпоявится напряжение u2(t). Ток i2(t) создаст магнитный поток Ф2(t), направленный навстречу потоку Ф1(t), в результате чего в магнитопроводе установится результирующий магнитный поток Фс(t).
Незначительная часть потока, создаваемого током i1(t), замыкается не через магнитопровод, а через воздух. Этот поток называется потоком рассеяния Фs1(t), точно так же существует поток рассеяния вторичной обмотки Фs2(t). В правильно сконструированном трансформаторе потоки рассеяния ничтожно малы и ими можно пренебречь.
Рис. 2.2. Устройство двухобмоточного трансформатора.
Количество вторичных обмоток трансформатора определяется его функциями.
2.2. Расчет трансформаторов питания
Исходные данные для расчета однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 50 Гц
Для приведенной на рис. 2.3 схемы трансформатора выбрать магнитопровод, рассчитать параметры обмоток и определить массу трансформатора [4].
Рис. 2.3. Схема подключения однофазного сетевого трансформатора.
Таблица 2.1
Исходные данные для расчета
однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 50 Гц
№ варианта (две последние цифры зачетной книжки) | Напряжения на вторичных обмотках, В | Токи в нагрузках, А | Максимальная магнитная индукция Вm, Тл | Средняя плотность тока в обмотках gср, А/мм2 | ||
U2.1 | U2.2 | I2.1 | I2.2 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
01, 34, 67 | 5 | 300 | 6 | 0,1 | 1,3 | 2,4 |
02, 35, 68 | 5 | 400 | 8 | 0,1 | 1,3 | 2,3 |
03, 36, 69 | 8 | 350 | 5 | 0,2 | 1,35 | 2,2 |
04, 37, 70 | 10 | 250 | 8 | 0,2 | 1,35 | 2,1 |
05, 38, 71 | 10 | 300 | 7 | 0,2 | 1,35 | 2,1 |
06, 39, 72 | 10 | 400 | 9 | 1,1 | 1,35 | 2,2 |
07, 40, 73 | 12 | 500 | 5 | 0,2 | 1,35 | 2,0 |
08, 41, 74 | 12 | 300 | 6 | 0,2 | 1,35 | 2,0 |
09, 42, 75 | 12 | 400 | 10 | 0,15 | 1,35 | 1,9 |
10, 43, 76 | 15 | 400 | 8 | 0,25 | 1,35 | 1,9 |
11, 44, 77 | 15 | 500 | 10 | 0,15 | 1,35 | 1,9 |
12, 45, 78 | 15 | 300 | 12 | 0,2 | 1,35 | 1,8 |
13, 46, 79 | 20 | 400 | 8 | 0,2 | 1,35 | 1,8 |
14, 47, 80 | 20 | 500 | 10 | 0,15 | 1,35 | 1,7 |
15, 48, 81 | 20 | 450 | 10 | 0,3 | 1,3 | 1,7 |
16, 49, 82 | 25 | 800 | 8 | 0,15 | 1,3 | 1,7 |
17, 50, 83 | 25 | 700 | 10 | 0,2 | 1,25 | 1,65 |
18, 51, 84 | 25 | 600 | 12 | 0,15 | 1,25 | 1,6 |
19, 52, 85 | 30 | 400 | 8 | 0,3 | 1,25 | 1,6 |
20, 53, 86 | 30 | 500 | 10 | 0,2 | 1,25 | 1,6 |
21, 54, 87 | 30 | 600 | 12 | 0,15 | 1,25 | 1,5 |
22, 55, 88 | 40 | 300 | 8 | 0,3 | 1,25 | 1,5 |
23, 56, 89 | 40 | 400 | 10 | 0,25 | 1,2 | 1,5 |
24, 57, 90 | 40 | 500 | 11 | 0,2 | 1,2 | 1,5 |
25, 58, 91 | 50 | 800 | 8 | 0,15 | 1,2 | 1,5 |
26, 59, 92 | 50 | 600 | 10 | 0,15 | 1,2 | 1,45 |
27, 60, 93 | 50 | 700 | 12 | 0,1 | 1,2 | 1,45 |
28, 61, 94 | 60 | 500 | 8 | 0,3 | 1,2 | 1,45 |
29, 62, 95 | 60 | 800 | 10 | 0,2 | 1,2 | 1,4 |
30, 63, 96 | 60 | 700 | 10 | 0,1 | 1,2 | 1,4 |
31, 64, 97 | 20 | 900 | 15 | 0,1 | 1,3 | 1,7 |
32, 65, 98 | 25 | 800 | 20 | 0,2 | 1,25 | 1,5 |
33, 99, 66, 00 | 15 | 700 | 20 | 0,1 | 1,3 | 1,6 |
Методические указания и пример расчета однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 50 Гц
Схема подключения трансформатора приведена на рис.
2.3.Исходные данные для расчета:
напряжение на вторичных обмотках – U2.1 = 15 B, U2.2 = 400 B;
токивнагрузках – I2.1 =10 A, I2.2 = 0,2 A;
максимальная магнитная индукция в магнитопроводе – Вm = 1,35 Тл;
средняя плотность тока в обмотках – gср = 1,9 А/мм2;
частота сети – fc = 50 Гц.
1. Выбор магнитопровода
Мощность, отдаваемая трансформатором в нагрузку:
,
.
Размеры магнитопровода, необходимые для получения от трансформатора заданной мощности, могут быть найдены на основании выражения
, (2.1)
где Sс – геометрическая площадь сечения сердечника (рис. 2.4);
Sок – геометрическая площадь сечения окна (рис. 2.4);
Кзм – коэффициент заполнения по меди, равный отношению площади сечения меди Sм обмоток к геометрической площади окна магнитопровода Sок, для броневых пластинчатых магнитопроводов,
Кзм = 0,2 ¸ 0,4;
Кзс – коэффициент заполнения по стали, равный отношению площади сечения стали Sст к геометрической площади сечения сердечника Sс, Кзс = 0,85 ¸ 0,95.
Рис. 2.4. Броневой пластинчатый магнитопровод: Sок = hc, Sок = ab.
Выбираем Кзм = 0,3, Кзс = 0,9.
Подставляем в (2.1) численные значения параметров:
.
Из табл. 2.8 выбираем магнитопровод с ближайшим большим значением SсSок = 328 см4; масса магнитопровода Gст = 2,53 кг; Sс = 12,8 см2; средняя длина магнитной силовой линии lc = 27,4 см.
2. Расчет обмоток трансформатора
Действующее значение ЭДС первичной обмотки трансформатора:
, (2.2)
где DU1 – относительное падение напряжения на первичной обмотке.
Значения DU1 выбираем из табл.
2.2.Таблица 2.2
Относительные падения напряжений
на обмотках трансформаторов
Час-тота, Гц | Конструк- ция магнитопровода | Вели-чина | Суммарная мощность вторичных обмоток SР2, В?А | |||||
5-15 | 15-50 | 50-150 | 150-300 | 300-1000 | 1000-2500 | |||
50 | Броневая | DU1% | 20-13 | 13-6 | 6-4,5 | 4,5-3 | 3-1 | - |
DU2% | 25-18 | 18-10 | 10-8 | 8-6 | 6-2 | - | ||
Стержне-вая | DU1% | 18-12 | 12-5,5 | 5,5-4 | 4-3 | 3-1 | 1-0,8 | |
DU2% | 33-17 | 17-9 | 9-6 | 6-4 | 4-2 | 2-1,0 | ||
400 | Броневая | DU1% | 10-8 | 8-4 | 4-1,5 | 1,5-1,0 | 1,0-0,5 | 0,5 |
DU2% | 8,5-10 | 10-5 | 5-2,0 | 2,0-1,2 | 1,2-0,5 | 0,5 | ||
Стержне- вая | DU1% | 7-5 | 5-2 | 2-1,0 | 1,0-1,0 | 1,0-0,5 | 0,5 | |
DU2% | 8-6,5 | 6,5-3 | 3-1,5 | 1,5-1,0 | 1,0-0,5 | 0,4 |
Для рассчитанной мощности выбираем DU1 =3,75 %:
.
Действующая ЭДС одного витка:
, (2.3)
где Кф – коэффициент формы напряжения первичной обмотки, для синусоидального напряжения Кф = 1,11.
.
Число витков первичной обмотки (округляется до целого числа):
, (2.4)
Действующая ЭДС вторичных обмоток Е2.1 и Е2.2 под нагрузкой
, (2.5)
где DU2 = 7% (см. табл. 2.2):
;
.
Число витков вторичных обмоток:
;
.
Активная составляющая тока первичной обмотки, равная сумме токов нагрузки, пересчитанных на первичную обмотку:
, (2.6)
Активная составляющая тока первичной обмотки, обусловленная потерями в магнитопроводе:
, (2.7)
где Рст – удельные потери в сердечниках из трансформаторных сталей на частоте 50 Гц. Значение Рст = 3,7 Вт/кг выбираем из табл. 2.3:
Таблица 2.3
Удельные потери в броневых сердечниках
из трансформаторных сталей на частоте 50 Гц
Магнитная индукция Bm, Тл | 1,2 | 1,25 | 1,3 | 1,35 |
Удельные потери Рст, Вт/кг | 2,5 | 2,8 | 3,2 | 3,7 |
.
Реактивная составляющая тока первичной обмотки, равная току намагничивания трансформатора:
, (2.8)
где qст – удельная намагничивающая мощность. Из табл. 2.4 выбираем qст = 50 В?А/кг:
Таблица 2.4
Удельная намагничивающая мощность для броневых сердечников из трансформаторных сталей на частоте 50 Гц
Магнитная индукция Bm, Тл | 1,2 | 1,25 | 1,3 | 1,35 |
Удельная намагничивающая мощность qст, В?А/кг | 25 | 30 | 40 | 50 |
.
Полный ток первичной обмотки
, (2.9)
.
Ток холостого хода трансформатора
, (2.10)
.
Сечение проводов обмоток трансформатора
; (2.11)
,
,
.
Диаметр проводов обмоток трансформатора:
; (2.12)
,
,
.
Рассчитанные значения диаметров проводов округляются до ближайшего большего стандартного значения (обычно до сотых долей миллиметра). Тогда;
;
.
Исходные данные для расчета однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 400 Гц
Для приведенной на рис. 2.3 схемы трансформатора выбрать магнитопровод и рассчитать параметры обмоток.
Таблица 2.5
Исходные данные для расчета
однофазного сетевого трансформатора
№ варианта (две последние цифры зачетной книжки) | Напряжения на вторичных обмотках, В | Токи в нагрузках, А | Максимальная магнитная индукция Вm, Тл | Средняя плотность тока в обмотках gср, А/мм2 | ||
U2.1 | U2.2 | I2.1 | I2.2 | |||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
01, 34, 67 | 5 | 300 | 6 | 0,1 | 1,2 | 5,0 |
02, 35, 68 | 5 | 400 | 8 | 0,1 | 1,2 | 4,5 |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
03, 36, 69 | 8 | 350 | 5 | 0,2 | 1,15 | 4,0 |
04, 37, 70 | 10 | 250 | 8 | 0,2 | 1,15 | 4,2 |
05, 38, 71 | 10 | 300 | 7 | 0,2 | 1,15 | 4,0 |
06, 39, 72 | 10 | 400 | 9 | 1,1 | 1,15 | 4,3 |
07, 40, 73 | 12 | 500 | 5 | 0,2 | 1,15 | 4,0 |
08, 41, 74 | 12 | 300 | 6 | 0,2 | 1,2 | 4,5 |
09, 42, 75 | 12 | 400 | 10 | 0,15 | 1,1 | 3,8 |
10, 43, 76 | 15 | 400 | 8 | 0,25 | 1,1 | 3,5 |
11, 44, 77 | 15 | 500 | 10 | 0,15 | 1,05 | 3,2 |
12, 45, 78 | 15 | 300 | 12 | 0,2 | 1,05 | 3,2 |
13, 46, 79 | 20 | 400 | 8 | 0,2 | 1,05 | 3,1 |
14, 47, 80 | 20 | 500 | 10 | 0,15 | 1,00 | 3,0 |
15, 48, 81 | 20 | 450 | 10 | 0,3 | 1,00 | 2,9 |
16, 49, 82 | 25 | 800 | 8 | 0,15 | 1,00 | 2,8 |
17, 50, 83 | 25 | 700 | 10 | 0,2 | 0,95 | 2,7 |
18, 51, 84 | 25 | 600 | 12 | 0,15 | 0,95 | 2,7 |
19, 52, 85 | 30 | 400 | 8 | 0,3 | 0,9 | 2,6 |
20, 53, 86 | 30 | 500 | 10 | 0,2 | 0,9 | 2,5 |
21, 54, 87 | 30 | 600 | 12 | 0,15 | 0,9 | 2,4 |
22, 55, 88 | 40 | 300 | 8 | 0,3 | 0,9 | 2,4 |
23, 56, 89 | 40 | 400 | 10 | 0,25 | 0,9 | 2,3 |
24, 57, 90 | 40 | 500 | 11 | 0,2 | 0,85 | 2,3 |
25, 58, 91 | 50 | 800 | 8 | 0,15 | 0,85 | 2,2 |
26, 59, 92 | 50 | 600 | 10 | 0,15 | 0,85 | 2,1 |
27, 60, 93 | 50 | 700 | 12 | 0,1 | 0,85 | 2,0 |
28, 61, 94 | 60 | 500 | 8 | 0,3 | 0,8 | 2,0 |
29, 62, 95 | 60 | 800 | 10 | 0,2 | 0,8 | 1,9 |
30, 63, 96 | 60 | 700 | 10 | 0,1 | 0,8 | 1,9 |
31, 64, 97 | 20 | 900 | 15 | 0,1 | 0,8 | 1,9 |
32, 65, 98 | 25 | 800 | 20 | 0,2 | 0,8 | 1,8 |
33, 99, 66, 00 | 15 | 700 | 20 | 0,1 | 0,8 | 1,8 |
Методические указания и пример расчета однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 400 Гц
Схема подключения трансформатора приведена на рис. 1.1.
Исходные данные для расчета:
напряжение на вторичных обмотках – U2.1 = 15 В, U2.2 = 400 В;
токи в нагрузках – I2.1 = 10 А, I2.2 = 0,2 А;
максимальная магнитная индукция в магнитопроводе – Вm = 1,1 Тл;
средняя плотность тока в обмотках – gср = 3,5 А/мм2;
частота сети – fс = 400 Гц.
Очевидно, что мощность, отдаваемая трансформатором в нагрузку, та же, что и в предыдущем примере: Рн = 230 Вт.
По формуле (2.1) определяем размеры магнитопровода, необходимые для получения от трансформатора заданной мощности:
.
Из табл. 2.8 выбираем магнитопровод Ш16´25, у которого ScSок = 25,6 см4; масса магнитопровода Gст = 0,4 кг;Sс = 4 см2; средняя длина магнитной силовой линии lс = 13,7 см.
Действующее значение ЭДС первичной обмотки трансформатора определяем по формуле (2.2), значение DU1 = 1,25 % выбираем из табл. 2.2:
.
Действующая ЭДС одного витка (2.3):
.
Число витков первичной обмотки (2.4):
.
Действующие ЭДС вторичных обмоток Е2.1 и Е2.2 под нагрузкой определяем по формуле (2.5), значение DU2 = 1,6 % выбираем из табл. 2.2:
;
.
Число витков вторичных обмоток:
;
.
Активная составляющая тока первичной обмотки, равная сумме токов нагрузки, пересчитанных на первичную обмотку (2.6):
.
Активную составляющую тока первичной обмотки, обусловленную потерями в магнитопроводе, определяем по формуле (2.7), где выбираем из табл. 2.6:
Таблица 2.6
Удельные потери в броневых сердечниках
из трансформаторных сталей на частоте 400 Гц
Магнитная индукция Bm, Тл | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,95 | 1,0 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,2 |
Удельные потери Рст, Вт/кг | 10 | 11,25 | 12,5 | 13,75 | 15 | 16,25 | 17,5 | 18,75 | 20 |
.
Реактивную составляющую тока первичной обмотки, равную току намагничивания трансформатора, определяем по формуле (2.8), где
qст = 130 В?А/кг выбираем из табл. 2.7:
Таблица 2.7
Удельная намагничивающая мощность для броневых сердечников из трансформаторных сталей на частоте 400 Гц
Магнитная индукция Bm, Тл | 0,8 | 0,85 | 0,9 | 0,95 | 1,0 | 1,05 | 1,1 | 1,15 | 1,2 |
Удельная намагничивающая мощность qст, В?А/кг | 30 | 35 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 | 130 | 160 |
.
Полный ток первичной обмотки (2.9):
.
Ток холостого хода трансформатора (2.10):
.
Сечение проводов обмоток трансформатора (2.11):
;
;
.
Диаметр проводов обмоток трансформатора (2.12):
;
;
.
Рассчитанные значения диаметров проводов округляются до ближайшего большего стандартного значения: ;
;
.
Таким образом, увеличение частоты сети в 8 раз позволяет: уменьшить массу магнитопровода в 6,3 раза; уменьшить число витков в обмотках в 2 раза; ток холостого хода уменьшить более чем в 2 раза.
Таблица 2.8
Броневые пластинчатые магнитопроводы
Магнито провод |
Размеры, мм | Справочные величины | ||||||||||||||||||||||||||
Площадь сечения магнитопровода, см2 | Средняя длина магнитной силовой линии, см | Площадь сечения стали х площадь окна, см4 | Масса магнитопровода, кг | Ориентировочная мощность трансформатора, ВА | ||||||||||||||||||||||||
f = 50 Гц | f = 400 Гц | |||||||||||||||||||||||||||
a | h | c | C | H | B | Sст | lст | SстSок | Gст | SР2 | ||||||||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||||||||||||||||
Ш09Х09 Ш09Х12
| 9 | 22,5 | 9 | 36 | 31,5 | 9 12 | 0,81 1,08 | 7,72 | 1,62 2,16 | 0,045 0,060 | 2,0 2,5 | 15 17 | ||||||||||||||||
Ш12Х10 Ш12Х12 Ш12Х16 Ш12Х20 Ш12Х25 Ш12Х32
| 12 | 30 | 12 | 48 | 42 | 10 12 16 20 25 32 | 1,08 1,44 1,92 2,40 3,00 3,84 | 10,03 | 4,3 5,2 6,8 8,6 10,8 13,7 | 0,090 0,110 0,140 0,180 0,230 0,280 | 5,0 5,5 7,0 8,5 10,0 12,0 | 30 33 44 52 60 68 | ||||||||||||||||
Ш16Х10 Ш16Х12 Ш16Х16 Ш16Х20 Ш16Х25 Ш16Х32 Ш16Х40
| 16
| 40
| 16
| 64
| 56
| 10 12 16 20 25 32 40 | 1,44 1,92 2,56 3,20 4,00 5,12 6,40 | 13,7
| 10,2 12,1 16,6 20,5 25,6 32.6 41 | 0,156 0,190 0,260 0,320 0,400 0,510 0,630 | 9 12 15 18 22 27 32 | 55 72 92 110 130 150 170 | ||||||||||||||||
Ш20Х12 Ш20Х16 Ш20Х20 Ш20Х25 Ш20Х32 Ш20Х40 Ш20Х50 | 20
| 50 | 20 | 80 | 70 | 12 16 20 25 32 40 50 | 2,4 3,2 4,0 5,0 6,4 8,0 10,0 | 17,14 | 24 32 40 50 64 80 100 | 0,30 0,40 0,50 0,62 0,80 0,99 1,24 | 20 27 32 40 48 58 70 | 125 160 185 220 260 320 370
| ||||||||||||||||
Ш25Х16 Ш25Х20 Ш25Х25 Ш25Х32 Ш25Х40 Ш25Х50 Ш25Х64 | 25 | 62,5 | 25 | 100 | 87,5
| 16 20 25 32 40 50 64 | 4,0 5,0, 6,25 8,0 10,0 12,5 16,0 | 21,40 | 62,5 78 97,5 125 156 195 250 | 0.62 0,77 0,97 1,23 1,55 1,93 2,47 | 50 60 72 90 100 130 155 | 280 325 385 480 525 655 730 | ||||||||||||||||
Ш32Х20 Ш32Х25 Ш32Х32 Ш32Х40 Ш32Х50 Ш32Х64 Ш32Х80 | 32 | 80 | 32
| 128
| 112
| 20 25 32 40 50 64 80 | 6,4 8,0 10,2 12,8 16,0 20,4 25,6 | 27,4
| 164 205 261 328 410 522 656 | 1,27 1,58 2,02 2,53 3,17 4,04 5,07 | 110 140 170 210 250 300 360 | 600 740 900 1 000 1 160 1 400 1 600 | ||||||||||||||||
Ш40Х25 Ш40Х32 Ш40Х40 Ш40Х50 Ш40Х64 Ш40Х80 Ш40Х100 | 40
| 100
| 40
| 160
| 140
| 25 32 40 50 64 80 100 | 10,0 12,6 16,0 20,0 25,6 32,0 40,0 | 34,3
| 400 512 640 800 025 1 280 1600 | 2,47 3,16 3,96 4,95 6,32 7,92 9,86 | 250 310 375 450 550 600 800 | 1 250 1 550 750 2050 2400 2650 3150 | ||||||||||||||||
Примечания: 1. Масса магнитопровода рассчитана для пластины толщиной 0,35 мм с плотностью 7,55 г/см3 (ГОСТ 802-58). Масса магнитопровода из пластаны другой толщины подсчитывается по формуле , где kст - коэффициент заполнения сталью.2. Мощность трансформатора рассчитана из условия среднеобъемного превышения температуры, равного 50 °С.
Еще раз вернемся к формуле, связывающей габариты и массу трансформатора (Sc?Sок) с мощностью, отдаваемой в нагрузку (Рн) [3]:
.
Очевидно, что существенного уменьшения габаритов и массы трансформатора при заданной мощности, отдаваемой в нагрузку, можно добиться только за счет увеличения частоты напряжения, подаваемого на первичную обмотку. В современной аппаратуре, как правило, используют трансформаторы питания с частотой десятки килогерц. Это позволяет уменьшить их габариты в десятки раз по сравнению с классическими трансформаторами, непосредственно подключаемыми к сети переменного тока частотой 50 Гц.
Контрольные вопросы
1. Укажите назначение трансформаторов питания.
2. Как выбирается магнитопровод (сердечник) трансформатора?
3. В чем отличие трансформатора минимальной стоимости от трансформатора минимальной массы?
4. Какие сердечники используются в трансформаторах большой и средней мощности?
5. Какие сердечники используются в трансформаторах малой мощности?
6. Какие сердечники используются в трансформаторах с высокой частотой сети?
7. Как определяется количество витков в обмотках трансформатора?
8. Почему нежелательно уменьшать габариты трансформатора за счет увеличения плотности тока в обмотках?
9. Каким образом можно существенно уменьшить габариты и массу трансформатора?
Еще по теме 2.1. Общие сведения о трансформаторах:
- § 35. Общие сведения
- 6.1. Общие сведения и классификация
- Глава 1. Общие сведения об источниках электропитания
- 1.1. Расчет однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 50 Гц
- 1.2. Расчет однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 400 Гц
- Носителями сведений, составляющих государственную тайну, являются материальные объекты, в том числе физические поля, в которых сведения
- Статья 19.7.8. Непредставление сведений или представление заведомо недостоверных сведений в федеральный орган исполнительной власти, осуществляющий функции по контролю и надзору в сфере здравоохранения Комментарий к статье 19.7.8
- Методические указания и пример расчета однофазного сетевого трансформатора с частотой сети 400 Гц
- Статья 19.7.1. Непредставление сведений или представление заведомо недостоверных сведений в орган, уполномоченный в области государственного регулирования тарифов Комментарий к статье 19.7.1
- Расчет трансформаторов питания
- Статья 19.8.1. Непредоставление сведений или предоставление заведомо ложных сведений о своей деятельности субъектами естественных монополий и (или) организациями коммунального комплекса Комментарий к статье 19.8.1
- 6.3. АКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ МИРА - АККУМУЛЯТОРЫ И ТРАНСФОРМАТОРЫ И ИХ РОЛЬ В ПОЗНАНИИ СУЩНОСТИ ПРИРОДНЫХ И СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ
- I. Краткие сведения о лицах, входящих в состав органов управления эмитента, сведения о банковских счетах, об аудиторе, оценщике и о финансовом консультанте эмитента, а также об иных лицах, подписавших проспект
- Подробные сведения о балансе компании
- Статья 26.10. Истребование сведений Комментарий к статье 26.10
- Отнесение сведений к государственной тайне и их засекречивание осуществляется
- 5. Типичные сведения о следах.
- Статья 66. Сведения, недопустимые в качестве доказательств
- Подробные сведения о любой декларации ничтожности компании