Р. М. Малинин
ТРАНСФОРМАТОРЫ
И АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ
ПИТАНИЯ
*** 1963 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) Температура внутри ящика приемника или иного устройства вследствие выделения тепла самим трансформатором, лампами и другими элементами всегда выше температуры окружающего воздуха. Это особенно заметно в малогабаритных ламповых приемниках. В этих случаях обмотки трансформатора следует рассчитывать на плотности тока по нижнему пределу. Если, например, температура воздуха внутри приемника будет 45°С, то трансформатор нагреется до температуры 45+35=80°С.
Плотность тока во внешних обмотках (например, в обмотках накала ламп) может быть на 15—25°о больше, чем во внутренних, при условии, что в последних плотности тока будут снижены. Выбор магнитопровода. Магнитопровод нужно выбирать так, чтобы его габаритная мощность, вычисленная по соответствующей формуле, приведенной в табл. 5, не превышала предельной габаритной мощности (с учетом допустимого перегрева). Рекомендуется выбирать магнитопровод такого размера, чтобы требуемая габаритная мощность была на 10—20% меньше предельно допустимой. Наиболее целесообразно применять мапнитопроводы с отношением толщины В к ширине стержня в пределах 1,5—2 (например: Й20Х30, УШЗОХбО). При больших отношениях В1 затрудняется гиютная намотка обмоток, так как с баковых сторон (сторон большего размера) витки ложатся недостаточно плотно (вспучиваются), Мапнитопроводы с отношением =1 (например, Ш20Х20) и меньше следует применять лишь в тех случаях, когда габариты трансформатора имеют существенное значение. На намотку трансформатора - или автотрансформатора с магии топ р овод ом из пластин типа УШ расходуется примерно на 10% меньше провода, чем на траноформатор с такой же габаритной мощностью, но с маннитопроводом из пластин типа Ш. На намотку трансформатора с витым магнитопровод ом расход провода «а 15—20% меньше, чем на трансформатор такой же габаритной мощности, но с маннитопроводом, собранным из штампованных пластин. При этом вес. витого магнитопровода примерно в 2 паза меньше. Расчет первичной обмотки трансформатора. Числа витков первичных обмоток трансформаторов, выполненных на магнитопроводах типовых размеров, указаны в табл. 1, 2 и 3. В случае выполнения первичной обмотки по схеме, приведенной на рис. 1, общее число ее витков нужно брать из графы «на 220 в», а число витков секции 1а— из графы «на 127 в». Если первичная обмотка выполняется по схеме на рис. 2, то полное число ее витков также берут из графы «на 220 в», число витков секции 1а из графы «на 110 в» и число витков секции 16 из графы «на 17 в». В случае же выполнения первичной обмотки по схеме на рис. 3 число витков секций 1а и 1в следует брать из графы «на 110 в», а секций 16 и 1г—из графы «на 17 в». С помощью графика на рис. 10 определяют ток первичной обмотки трансформатора по величине габаритной мощности, вычисленной по соответствующей формуле, приведенной в табл. 5. Ток секции 1а на рис. 1 и секции 16 на рис. 2 определяют по кривой 127 в, ток секции 1а на рис. 2 — по кривой 110 в, а токи секции 16 на рис. 1, секции 1в на рис. 2 и всех секций первичной обмотки на рис. 3 — по кривой 220 в. трансформатора значительно меньше габаритной мощности транс форматора такого же назначения. Требуемые габаритные мощности трансформаторов ,и автотрансформаторов для выпрямителей можно вычислить по формулам, приведенным в табл. 5. Для случая полупроводникового выпрямителя на селеновых вентилях, если они полностью используются по току, при расчете следует использовать в формулах большие, а для случая выпрямителя на германиевых или кремниевых вентилях (и на селеновых вентилях при недогрузке их по току меньшие численные коэффициенты. При расчете габаритной мощности автотрансформатора, предназначаемого для работы от электросетей с различными напряжениями, в формулу нужно подставлять наименьшее напряжение сети в случае повышающего автотрансформатора (например, величину ЫО в для схемы на рис. 6) и наибольшее в случае понижающего. Если автотрансформатор при напряжении сети 220 в (или 127 в) работает как понижающий, а при меньших напряжениях сети как повышающий (рис. 7), то нужно вычислить габаритную мощность как для наибольшего, так и для наименьшего номинального напряжения сети и из полученных двух величин выбрать наибольшую. Чем больше площадь полезного сечения магиитопровода 5СХ и площадь его окна 50, тем больше габаритная мощность трансформатора (автотрансформатора), который можно изготовить на данном магнитопр оводе. Габаритная мощность трансформат . (автотрансформатора) зависит также от температуры, до которой может быть допущен его нагрев, а последний тем сильнее, чем больше плотность тока & в обмотках. Для трансформаторов или автотрансформаторов с обмотками из проводов марок ПЭЛ, ПВО, ПБД, ПШД, ПЭЛШО и ПЭЛШД температура нагрева не должна превышать 100° С, а с обмотками из проводов с теплостойкой изоляцией марок ПЭВ и ПЭТ—125° С. Перегрев трансформаторов и автотрансформаторов. Температура, до которой нагревается трансформатор (автотрансформатор), равна сумме температур окружающего воздуха и перегрева, т. е. температура перегрева характеризует превышение температуры трансформатора над температурой окружающего воздуха при длительной работе на нагрузку. В табл. 1, 2 и 3 указаны по два значения габаритной мощности и по два значения плотности тока в обмотках для магнитопро-водов типовых размеров, выпускаемых отечественной промышленностью. Это предельные габаритные мощности, которые можно получить при намотке трансформаторов проводами ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТ любого диаметра и ПБД диаметром более 1 мм. При использовании проводов ПШД, ПЭЛШО, ПЭЛШД и подобных им, имеющих при тех же диаметрах жилы более толстую изоляцию, предельные габаритные мощности будут меньше. Меньшие и.з указанных предельных мощностей и плотностей токов соответствуют перегреву не более 35° С, а большие — перегреву около 50°С. Если трансформатор будет хорошо охлаждаться окружающим воздухом (смонтирован на открытой панели), то можно принять большие плотности тока в обмотках и соответственно иметь большие габаритные РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРОВ И АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ ПИТАНИЯ Исходные данные для расчета. Таковыми являются действующие значения напряжений и токов, которые нужно получить от трансформатора (автотрансформатора), и номинальные напряжения электросети, от которых он должен будет работать. Конечные результаты расчета. Путем расчета нужно получить габаритные размеры трансформатора (автотрансформатора), определяемые площадью сечения магнитопровода SCT и площадью его окна S0 , числа витков его обмоток и диаметры проводов. Габаритная мощность. Размеры магнитопровода должны быть тем больше, чем больше габаритная (типовая) мощность трансформатора. Она выражается в вольт-амперах, т. е. представляет собой «кажущуюся мощность». Определяется она как полусумма кажущихся мощностей всех обмоток трансформатора (первичной и вторичных). Кажущаяся мощность каждой из обмоток определяется как произведение действующих значений в ней тока в амперах и э. д. с. в вольтах. Если трансформатор работает на выпрямитель, собранный по мостовой схеме или по схеме с удвоением напряжения (а также для случая трансформатора накала), то при полной нагрузке вторичных обмоток мощность, поступающая в первичную обмотку, примерно равна габаритной мощности. В случае же работы трансформатора на выпрямитель, собранный по двухполупериодной двуплечей схеме или по однополупериодной схеме, габаритная мощность трансформатора больше мощности, поступающей из сети з его первичную обмотку. Габаритная мощность автотрансформатора, как правило, меньше мощности, потребляемой им от электросети. Она тем меньше, чем меньше отношение напряжения сети к снимаемому напряжениюПрименение автотрансформатора особенно выгодно, когда от него нужно получить напряжение, близкое по величине к напряжению питающей электросети. В этом случае габаритная мощность автооклеенных папиросной бумагой, практически не даем заметою уменьшения потерь на вихревые токи. После окончания сборки трансформатора части магнитопрово-дов плотно стягивают между скобами. Если пластины, из которых собран машитопровод, имеют отверстия, то его стягивают болтами, пропущенными сквозь зги отверстия. Чтобы не увеличивать потери на вихревые токи, болты изолируют от пластин втулками из бумаги или иного материала. Обозначение пластин. Обозначение типа Ш-образной пластины состоит из буквы Ш или букв УШ и числа, выражающего ширину ее среднего стержня в миллиметрах (например, Ш-16, УШ-16). Обозначение типа прямой замыкающей пластины состоит из буквы Я или букв УП (к пластинам УШ) и такого же числа, какое имеется в обозначении типа комплектной к ней Ш-образной пластины. Пластины с просечкой обозначают буквами Шпр. Число в обозначении их типа имеет такое же значение, как и в обозначении пластин типа Ш. Ширина каждого из боковых стержней пластины типа УШ, а также ширина комплектной к ней замыкающей пластины типа УП составляет примерно 2з от ширины среднего стержня; ширину боковых стержней пластин типов Ш и Шпр и комплектных к типа Ш пластин типа Я обычно составляет половину ширины среднего стержня. Пластины типа Ш при одинаковой ширине стержней изготавливаются с окнами различной высоты h0 и ширины 10. Обозначения магнитопроводов. Обозначение броневого магнитопровода из Ш-образных пластин состоит из обозначения типа этих пластин, знака умножения и числа, выражающего толщину магнитопровода в миллиметрах. Так, например, магнитопрговод из пластин типов Ш-25 и Я-25, имеющий толщину 40 мм, обозначают Ш-25x40. Обозначение витого разрезного броневого магнитопровода состоит из букв ШЛ (первые буквы слов: Ш-образный и ленточный) и двух разделенных знаком умножения чисел, первое из которых указывает ширину среднего стержня а второе — толщину мапни-топровода В в миллиметрах. Обозначение витого стержневого разрезного магнитопровода состоит из букв ПЛ и трех чисел, первое из которых указывает ширину стержня, второе — толщину магнитопровода В я третье — высоту окна h0. Все размеры в миллиметрах. Площадь сечения магнитопровода. Вследствие того, что на поверхности пластин имеется оксидная пленка или иная изоляция между пластинами или слоями ленты, а также из-за невозможности совершенно плотно уложить пластины или намотать ленту, полезная плошадь сечения магнитопровода SCT всегда меньше произведения ширины стержня на его толщину В. Отношение SCT ЦВ называют коэффициентом заполнения по стали; он обозначается Для пластин различной толщины ориентировочные его значения, приведены в табл. 4. Если пластины деформированы. то коэффициент заполнения по стали меньше. Площадь сечения 5ГТ и веса, указанные в табл. 1, относятся к магнитопроводам из пластин толщиной 0,35 мм, не покрытых лаком и не оклеенных бумагой В табл. 2 и 3 приведены полезные площади сечения 5ГТ и веса витых магнитопроводов из ленты такой же толщины. |
