|
| |
|
Слаботочка Книги заданнорЧ мощности регулирования должен удовлетворить еще и необходимым пределам изменения напряжения на зажимах обмоток переменного тока при заданных пределах изменения тока в обмотке управления, а также онределеппому к, и. д. или температуре перегрева обмоток. На основании приведенных выше требований могут быть разработаны трансфорлтаторы и дроссели, значительно отличающиеся как по конструкции, так и но экономическим показателям. Поэтому кроме электрических требований к трансформаторам и дросселям, должны быть предъявлены также и определенные конструктивно-экономические требования. Характер этих требований в значительной мере зависит от рода и иазиачения аппаратуры, для которой проектируется данный трансформатор или дроссель. При заданных электрических параметрах всегда можно спроектировать трансформатор или дроссель, который будет иметь наименьший возможный вес, наименьший объем, наименьшую стоимость. Наименьший вес и наименьший объем относятся к первостепенным требованиям для трансформаторов и дросселей переносной, самолетной и других видов аппаратуры специального назначения, где особенно важно уменьшить общий вес и объем аппаратуры. Требование наименьшей стоимости относится к основным конструктивно-экономическим требованиям для трансформаторов и дросселей стационарной аппаратуры, в которой их вес пе имеет сущестпе1П1ого значения; особенно важно это для аппаратуры массового выпуска, где даже незначительное уменьшение стоимости дает в результате большую экономию денежных средств. Снижение веса, объема или стоимости трансформаторов и дросселей с целью получения от них максимальной мощности или индуктивности может быть осуществлено следующими способами: 1. Выбором магнитных материалов, с большой магнитной индукцией насыщения ири минимальных удельных потерях и стоимости (для трансформаторов) и высокой максимальной магнитной проницаемостью при достаточно высокой индукции насыщения (для дросселей) . 2. Повышением допустимой температуры перегрева магнитопровода и обмоток до такой величины, при которой еще возможна достаточно надежная работа в течение всего заданного срока службы. 3. Выбором наиболее эффективной конфигурации сердечников (стержневой, броневой или тороидальной). 4. Отысканием оптимальных состнонюний между основными линейными размерами сердечника выбранной конфигурации (или, как говорят, оптимальной геометрии трансформатора или дросселя). 5. Рациональным электрическим расчетом, при котором выполняются электрические конструктивные экономические и различные специальные требования, поставленные перед разработчиком. Следует отметить, что повышение частоты питающей сети позволяет получить значительное уменьшение размеров и веса трансформаторов н дросселей насыщения. Однако этот выигрыш может быть реализован лишь при наличии специальных магнитных материалов. 3-2. ВЫВОД ОСНОВНОГО РАСЧЕТНОГО УРАВНЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА Для решения вопросов, связанных с отысканием оптимальной геометрии и выбором наивыгоднейшей конфигурации магнитопровода и катушки, необходимо выразить моншость трансформатора в завнсимостн от его геометрических размеров. Последующий анализ ведется применительно к однофазным двухобмоточным трансформаторам мощностью до 1 ООО ва при частоте 50 гц и ло 2 500 ва при частоте 400 гц при напряжении вторичной обмотки, не превышающем I ООО 6. Предполагается также, что температура перегрева обмоток трансформатора задана. Выводимые ниже основные уравнения (3-15-3-17) справедливы для трансформаторов, мощность которых больше критической. На основании выражений (I -26), (1 -27), (1 -28), (1-47), и принимая EU, получим выражение для типовой мощности трансформатора в виде: (14---V (3-1) 7] cos у ТИП о~ где э. д. с. £ з может быть определена из (1-2), а сила тока - из выражения где 83 - плотность тока во вторичной обмотке, aJAiM; 5ма - сечение медп 15торичной обмотки, см; - число витков вторичной обмотки. Для двухобмоточного трансформатора можно приближенно принять, Что s, = 6, = §, (3-4) где 5м - сечение меди катуиткн трансформатора. Выразим активные сечения стали и меди через их геометрические размеры: 5(;т. акт SqiIqj, Sjh Sjky (3-5) где геометрическое сечение сердечника, с.ч; - полная площадь окна магиитопропода, см, kcT и - коэффициенты заполиепия магнитопропода и катушки. Подставляя в выражение (3-1) зиаче[П1Я 1, 5м2. 5ст.ант, и 5, из (1-2), (3-2), (3-3), (3-4) и (3-5), после несложных преобразований найдем: PTun=Ml(lH-j)/AM/ca.s65 SoK-I0- ва. (3-6) Все величины, входящие в (3-6), за исключением В и 6, Jni6o заданы, либо являются функцией геометрических размеров сердечника. Однако индукция В и плотность тока 6 могут быть также выражены через геометрические размеры трансформатора. Дли этого используются приведенные в гл. I выражении (1-29) и (1-32), связывающие В и с потерями в магнитопроводе и в обмотках. 78 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 |