Download - 06-calcul trafo retea
BREVIAR CALCUL TRANSFORMATOR DE REŢEA
Pentru a putea calcula tensiune secundară a transformatorului am luat în considerare
căderea de tensiune pe circuitul regulator – 2,5V (vezi Anexa1), căderea de tensiune pe cele
două diode din punte – 1,4V, căderea de tensiune pe dioda D4 – 0,7V şi tensiunea de
încărcare a bateriei – 7,2V:
Se adoptă .
Datele transformatorului:
-
-
-
-
-
- tipul constructiv: în manta
- sistemul de răcire: în aer
Puterea aparentă:
Se adoptă
A. Calcului circuitului magnetic
- Secţiunea coloanei:
Unde: este constantă de calcul.
- Dimensiunile miezului coloanei de formă dreptunghiulară considerând
rezultă:
de unde se obţine lungimea pachetului:
17
- lăţimea coloanei:
Prin rotunjire, se stabilesc următoarele dimensiuni ale coloanei:
pentru care rezultă următoarea secţiune a coloanei:
- Secţiunea coloanei, considerând miezul în manta:
Dimensiunile înfăşurărilor şi miezului transformatorului monofazat în manta:1- carcasa bobinelor; 2- izolaţia dintre înfăşurări
Fiind un transformator mic, lăţimea T a ferestrei se va determina după dimensionarea
înfăşurărilor; în prealabil se va stabili înălţimea coloanei şi deci a bobinei.
- Înălţimea coloanei:
Pentru transformatoarele mici ( ), cu sistem de răcire în aer care au miezul
în manta din tole profil E + I din tablă silicioasă laminată la rece cu cristale neorientate, cu
grosime de 0,5 mm se aproximează:
-
-
18
-
Prin rotunjire se alege .
B. Calculul înfăşurărilor
Randamentul şi căderea de tensiune (în procente)ale transformatoarelor de mică putere
- T.e.m. din primar şi din secundar:
în care am luat
- Numărul de spire al înfăşurărilor:
19
- Valorile definitive ale fluxului magnetic şi inducţiilor magnetice:
- Fluxul magnetic util:
- Inducţia magnetică în coloană:
- Inducţia magnetică în jug:
- Curenţii nominali ai transformatorului:
unde s-a considerat , iar din figură.
- Secţiunile orientative ale conductoarelor
unde s-a luat pentru ambele înfăşurări utilizându-se conductoare
de cupru.
- Dimensiunile conductoarelor se aleg din tabele:
20
- Pentru înfăşurarea primară, conductor rotund izolat cu un strat de email tereftalic
(ET):
pentru a lucra cu acoperire s-a luat , rezultând:
- Pentru înfăşurarea secundară, tot conductor rotund izolat cu un strat de email
tereftalic (ET):
pentru a lucra cu acoperire s-a luat , rezultând:
- Valorile definitive ale densităţilor de curent:
- Dimensiunile înfăşurărilor
- Înălţimea bobinelor:
- Numărul de spire pe un strat
o pentru primar:
o pentru secundar:
- Numărul straturi
o pentru primar:
21
- adică 11 straturi
o pentru secundar:
- adică 2 straturi
- Grosimile bobinelor
o pentru primar:
o pentru secundar:
- Lăţimea ferestrei transformatorului:
unde:
1mm - jocul (pe o parte) între interiorul carcasei şi miez
2mm - grosimea carcasei
3mm – distanţa de asamblare, care include şi grosimea izolaţiei dintre bobine
C. Calcului pierderilor şi curentului de funcţionare în gol
- Rezistenţa înfăşurărilor având conductoare din cupru şi clasa de izolaţie F:
o pentru înfăşurarea primară:
o pentru înfăşurarea secundară:
unde lungimile medii sunt:
22
- Pierderi în înfăşurări, considerând :
o pentru înfăşurarea primară:
o pentru înfăşurarea secundară:
o pierderi totale:
- Masa conductoarelor înfăşurărilor:
- Masa netă a fierului:
unde:
- Pierderi totale în fier:
unde: pentru secţiunea dreptunghiulară a miezului magnetic, s-a
adoptat: ; pentru miez din tablă silicioasă laminată la rece, cu
cristale neorientate şi grosime 0,5 mm.
- Curentul de funcţionare în gol:
- componenta activă:
23
- componenta reactivă, sau curentul de magnetizare:
unde:
pentru
pentru
pentru un miez cu formă dreptunghiulară
pentru îmbinări făcute în unghi drept
, deoarece utilizând tole profil E+I, numărul rosturilor de
îmbinare dintre tole este mic.
- Curentul total la funcţionarea în gol:
sau în procente din
valoare cam mare, dar obişnuită pentru transformatoarele mici cu miez feromagnetic
din tablă silicoasă cu cristale neorientate.
- Randamentul transformatorului la sarcină nominală ( ), în procente:
care este mai mare decât valoarea considerată: 83%.
D. Calculul termic
- Estimarea încălzirii transformatorului
- suprafaţa liberă a bobinei este:
24
şi reprezintă suprafaţa laterală exterioară a bobinei mai puţin partea din dreptul
ferestrei transformatorului (a coloanelor laterale).
- suprafaţa liberă a miezului (suprafaţa laterală + frontală, fără cea interioară):
unde:
este coeficientul mediu de transmitere a căldurii
de pe suprafeţele deschise ale înfăşurărilor şi miezul transformatorului.
este căderea de temperatură de la straturile interioare ale
infăşurării la cele exterioare.
Se observă că:
care este temperatura maximă pentru clasa de izolaţie F, ceea ce înseamnă ca
transformatorul a fost bine dimensionat.
25