Переходим к проверке размещения обмоток на матинтопроводе. 15. Составляем эскиз размещения обмоток (рис. 1.9). Обмотки трансформатора укладывают на каркасе из изоляционного материала (электрокартои, гетинакс, пластмасса н др.). Каркас состоит из гильзы, представляющей собой трубку прямоугольного, квадратного или круглого сечения. На коннах гнльэы укрепляются боковые щеки Обычно гильза и боковые щеки имеют одинаковую толщину (6, = бщ). Ближе к С1сржн10 магнитопровода располагают первичную обмотку (тол\цнной Sj, а затш

вторичную (толщиной б;). После намотки каждого ряда укладывается межслойиая изоляция, в качестве которой применяется конденсаторная, кабельная или телефонная бумага толщиной 0,01 мм при диаметре провода обмоткн менее 0,1мм, толщиной 0,05 мм при диаметре провода (0,1... 0,5) мм и толщиной 0,12 мм при диаметре провода более 0,5 мм (табл. 1.3).

16. Для определения высоты обмотии /log используем формулу

Лоб-Л - 2бщ-2бз, (1.18)

где А высота окна магнитопровода, мм; 6щ-толщина боковой щеки каркаса (обычно - 5г = (I...3) мм); бд - ширина зазора между щекой каркаса и маг-иитопроводом, мм (обычно принимают бэ - (0,5.,.!) мм на сторону).

17. Находим число витков в одном слое каждой обмотки Mj

Л/,--(Аоб/М<) - 1. U.19)

где d/ -диаметр провода данной обмоткн с изоляцией, мм; ky - коэффициент, учитывающий неплотность намотки (обычно принимают ky 1,1...1,15).

18. Определяем число рядов (слоев) каждой обмотки

М, - Wi/Ni, (1.20)

где Wi - число витков рассчитываемой обмотки для броневого трансформатора. Для стержневого трансформатора

М, = Wi/2Ni. (1.21)

Между обмотками укладывается изоляционная прокладка из лакотканн или изоляционной бумаги (габл. 1.3). При напряжении обмоток до 1000 В толщина этой изоляции составляет 6 ~ (0,2..,0,3) мм.

Радиальный размер каж;1ой обмотки подсчитываете я по формуле

б,- - \ ,2Midi, (1.22)

где множитель 1,2 учитывает межслоевую изоляцию и разбухание обмотки при намотке и пропитке.

19. Определяем радиальный размер всех обмоток с учетом межслоевон и меж-обмоточнон изоляции

5р б, + ба Ч- . . . + б + (п - I) К (1 23)

где п - число обмоток.

О приемлемости ра.змсщения обмоток в окне сердечника-судят по величине свободного промежутка между поверхностью последней обмотки до ярма в- броневом транс(}юрматоре

бс = С-бз-бг-бр (1.24)

Рис. 1.9, Размещение обмоток на маг-нитопроводе

Н между поверхностями наружных обмотои двух стержней в трансформаторе стерж-IfcBora типа

бс-й-2(бз + б,--бр), (1.25)

где с - ширина окна магнитопровода; бз - зазор между гильзой каркаса и магни-Ьпроводом (бэ = (0,5...1) мм).

Свободный промежуток б должен быть не менее 1...4 мм и не более (5...8) мм в еависимссти от мощности трансформатора (чем больше мощность, тем больше 5). Таиим образом,

(1 . . . 4) мм бс<(5. . .8) мм. (1.26)

Если условие (1.26) не выполняется, то необходимо произвести новый вариант рзс-qera трансформатора, выбрав другой типоразмер магнитопровода. 20. Находим массу медн каждой обмотки, кг

(1.27)

где t" - номер обмотки; Г, - число витков обмотки; gi - масса одного метра провода, г (табл. 1.4); /, - средняя длина витка обмотки, м.

Д"" определения средней длины витков обмоток используется формула (рис. 1.9)

= 2(л+ЬЧ-пг.)10-, (1.28)

г,- бз + бг + ( - 1) + i; б. - 6,-/2. (1.29)

Масса меди всех обмоток

V (1.30)"

Потери в медй каждой обмотки при температуре провода (100...105) С составляют

Рм = 2,7/=0,.-[Вг]. (1.31)

где - плотность тона в i-й обмотке, А/мм; G - масса этой обмотки, кг. Суммарные потери в меди всех обмоток

(1.32)

21. Определяем коэ<}х}>ицнент полезного действия трансформатора

Т=Р/(Р + Я„ + Р„о), (1.33)

где Р - 5. cos ф - полезная мощнссть в нагрузке трансформатора (автотрансфор-

матора), Вт.

муле

Находим активное сопротивление каждой обмотки трансформатора по фор-

(1-34)

где рщ - удельное сопротивление медного провода (при температуре 105 "С Риюь = = 0,0234 • 10~ Ом м); qi - поперечное сечение провода рассчитываемой обмотки, мм.

2.3. Находим полное активное сопротивление короткого замыкания, приведенное к первичной обмотке:

для днухобмо)очного трансформатора

(1.35)

A+4A

для мнотообмоточного трансформатора полное активное сопрвтивленне /-fl обмотки, приведенное к первичной обмотке,

R,u=Ri+!, = !i+!U»,/W,). (1.36,

24. Определяем активную составляющую напряжения короткого замыкания, %

= (/j„/(/i) • 100, (1.37)

где t/, и 1 - номинальные напряжения и ток первичной обмотки.

аблща из. Эяситрнческне параметры трансформаторов питания типа ТПП

25. Находим реактивную состанляЕОщую короткого замыкания, % . i80Лr/б7vBmQ зЛoбlO

(1.38)

где AW - средняя магнитодвижущая сила (ампер-витки), равная для двухобмоточ-ного и многообмоточного транс11юрматоров соответственно .

(1.39)

(1.40)

3 4 5 S 7 8 9 ГО

9? ????? 9 9 9 двухобмоточного в

I 1 / I I I I I I I трансформаторов соответств

1ЛИШИИ1Т

- средняя длина всех обмоток (м), равная двухобмоточного в многообмоточного соответственно

(1.41) (1.42)

= ((,+/, + •..«/!;

6 - расчетный зазор для потока рассеяния It 1215 «f5 15 17 1819 202t 22 (мм), равный для двухобмоточного и много-Рис. 1,10. Схема унифицирован- обмоточного трансформаторов соответственно них трансформаторов ннтання 6= 6„ + (8,-+ 6,)/3; (1.43)

+ (л-1)6,1/3; (1.44)

V - число стержней несущих обмотки (для броневого трансформатора v = I: для стержневого V = 2); В„, - ампл[1туда магнитной индукции, Тл; Q. - активное сечение магнитопровода, см-; - высота обмотки, мм. Напряжение короткого замыкания (%) равно

"к = У "1 + "I

(1.45) (1.46)

26. Находим процентное падение напряжения в обмотках

&Ui - (/,/?,/«,) . 100. При чисто активной нагрузке (cos ф = 1) процентные изменения напряжений вторичных обмоток равны активным составляющим короткого замыкания этих обмоток, определяемым по сюрмуле

Д,(, = u, = (/,-/?«,/«;) 100. (1.47)

Найденные значения следует сопоставить с теми, которые были онределепьг по рис. 1.8, и при необходимости уточнить число витков обмоток.

27. Определяем температуру перегрева обмоток относительно окружающей среды по формуле

= (Р„ + Я„о)/оч (Qy, + Qch (1.48)

где (Хт - коэффициент теплоотдачи трансформатора (обычно принимают Oj = (11... 13) Вт/м* • X); Qk - "онерхность охлаждения обмотки, м; Ос - поверхность охлаждений магнитопровода. м-.

Для броневого трансформатора (рис. 1.2)

«к = 2/.„б1<!+л(;-4)-10-=;

Q= 2UC + Н) b + (С + Щ а+ Щ 10-\ 26

(1.49) (1.50)

Продолжении тавя. t.lS

Ток пер-

вичн011

обмотки

0,25

0.145

0,34

0,19

0,615

0,36

0.72 0,42

0.94 0,55

1,25

20 1,28 2,48 2,45 2,48 5 5 5

10 2,5 1.25 1,25 2.5 2,5

5 5 5

20 1,25 2,46 2,5 3,9 5 5

.Для стержневого трансформатора (рис. 1.2)

Qk = 2Лоб 2а + 6 + 2л (с/2 - 2)1 . 10" (1.51)

Qc = 22Ca+fc(C + 2fl)] Ю~. Ц.Щ

28. Находим рабочую температуру обмоток

7р = /сжр+АГ, (1.53)

где Cqp - температура окружающей среды. Найденное значение Гр не должво вревышать предельно допустимую величину, на которую рассчитана изоляция пр»-иеиЯеиого провода (см. примечания к табл. 1.3 и 1.4). Например, для провода ПЭЯ йредельно допустимая температура равна 105°, а для ПЭВ-2 в зависимости от класса в изоляции - 120 и 130 С.

Для электронной аппаратуры на полупроводниковых прибор-х выпускаются унифицированные трансформаторы питания типа ТПП, разработанные на основе нормализованных магнитопроводов броневой конструкции (табл. 1,13). Все ом рассчитаны на питание от сети с напряжением 127 и 220 В и частотой 50 Гц. Схема (трансформаторов типа ТПП приведена на рис. 1.10 [29, с. 140-143].

1.3. Расчет выпрямительных схем

1.3.1. Сравнительная характеристика основных схем выпрямления. Для питания современной электронной аппаратуры наиболее часто применяются выпрями№ ли однофазного переменного тока, работающие в режиме двухполупериодного выпрямления и схемы с удвоением или умножением выпрямленного напряжения (рис. 1.11). Обычно на выходе таких выпрямителей включаются сглаживающие фильтры, начинающиеся с конденсатора, что определяет емкостный характер нагрузки выпрями-.

i Числитель Дроби - ток при ншряжешга пшаиня 127 В, знаменатель - при 220 В. 28

Рис. 1.11. Основные схемы однофазных

двухполупериодиых выпрямителей: а - схема са средней точной; 6 - мостовая схема; а - схема с удвоением папряжения

Наиболее широкое распространение в выпрямителях i аходят полупроводниковые вентили - главным образом, кремниевые диоды. Они используются для нолу-чения выпрямленных напряжений до 400-500 В при силе тока до нескольких ампер. Полупроводниковые вентили по эксплуатационной надежности и сроку службы еначвтельно превосходят все остальные типы вентилей. Удобнее всего использовать полупроводниковые вентили в мостовой схеме (рнс. 1.11, б). Выпрямитель, собранный по этой схеме, обеспечивает двухполупериодиое выпрямление и обладает всеми преимуществами схемы со средней точкой, Вместе с тем конструкция выпрямителя упрощается, так как размеры и масса трансформатора уменьшаются вследствие лучшего использования обмоток потоку. Кроме того, обратное напряжение на вентиль в мостовой схеме меньше, чем в схеме со средней точкой.