Министерство  образования Российской Федерации

Орский  Гуманитарно-технологический институт (филиал)

государственного  образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“Оренбургский государственный университет”. 
 

Механико-технологический  факультет

Кафедра “Электропривода и автоматики промышленных установок”. 
 
 
 
 

Курсовая  работа

по дисциплине: “Электрические машины и аппараты”

“Расчет однофазного трансформатора” 

Пояснительная записка

ОГУ 140106. 5. 3 10.27 ПЗ 
 
 
 
 
 
 

                

   Руководитель:

Доцент  кафедры ЭАПУ, КТН

________________Нагорный Ф.Д.

“_____”    ________________2010 г. 

Исполнитель:

студент 3-го   курса    группы    08ЭОП

_______________Жалгаспаева М.А.

“_____”    ________________2010 г.

 

г.  Орск 2010 г.

Министерство  образования Российской Федерации

Орский  Гуманитарно-технологический институт (филиал)

государственного  образовательного учреждения

высшего профессионального образования

“Оренбургский государственный университет”. 
 
 

Механико-технологический  факультет

Кафедра “Электропривода и автоматики промышленных

установок”. 
 
 

Расчетные условия и числовые значение величин

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

АННОТАЦИЯ 
 
 

Расчетно-пояснительная  записка курсового проекта содержит 32 страницы, в

том числе 4 источника, 4 схемы, таблицы и свободные данные расчета трансформатора.

В данной работе изложены такие параметры, как выбор  магнитопровода,

определение числа  витков обмотки, определение потерь в стали и намагничивающего тока, электрический и конструктивный расчет обмоток и определение падения напряжения и КПД трансформатора.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 
 
 

1. Расчетные условия и числовые значение величин……………………………2

2. Аннотация ……………………………………………………………………….3

3. Введение………………………………………………………………………….5

4. Расчет однофазного трансформатора

а) выбор магнитопровода…………………………………………………………6

б) определение числа витков……………………………………………………..10

в) определение потерь в стали и намагничивающего тока…………………….12

г) электрический и конструктивный расчет обмоток…………………………..14

д) определение падения напряжения и КПД трансформатора………………...27

5. Заключение……………………………………………………………………..31

6. Список используемых источников……………………………………………32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

В данной курсовой работе производится расчёт однофазного трансформатора с воздушным охлаждением.

Трансформатор – статистический электромагнитный аппарат преобразующий систему  переменного тока одного напряжения в систему переменного тока другого  напряжения.

Трансформаторы  служат для передачи и распределения  электроэнергии потребителей.

Маломощные  трансформаторы обычно применяются  для питания автономной нагрузки и на параллельную работу не включаются, поэтому напряжение короткого замыкания в данном случае не является одной из исходных величин для расчета. Оно определяется в конце расчета и используется для уточнения величин напряжения на вторичных обмотках при нагрузке.

Основной  задачей при расчете трансформатора малой мощности является уменьшение их габаритных размеров и массы при  заданных ограничениях на рабочую температуру, падения напряжения и ток холостого  хода. Увеличение магнитной индукции  в сердечнике и плотности тока в обмотках обеспечивает уменьшение габаритов и массы трансформатора. Однако при увеличении магнитной индукции возрастают потери в сердечнике и ток холостого хода, а с увеличением плотности тока растут потери в обмотках и падение напряжения. 

В части  вариантов задания за основное ограничение  принимается заданная величина падения напряжения. 

4. РАСЧЕТ МАЛОМОЩНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

  а) Выбор магнитопровода

     1). Определяем расчетную  мощность трансформатора.

     Так как в нашем случае , то можем принять . КПД трансформатора определяется по приведенной таблице в методических указаниях: .

     2).  Выбираем конструкцию  магнитопровода по величине расчетной мощности, частоте и максимальному напряжению.

     Так как ограничение максимального  напряжения лежит в пределах 1000 В, и данный силовой трансформатор развивает мощность до 30 ВА и расчетном условии на минимум стоимости рекомендуются пластинчатые броневые трансформаторы, они технологичнее в изготовлении и проще по конструкции  (см. рис 1).

     Так как расчет проводится на минимум  стоимости трансформатора,  то из таблицы №3 примем:

     1).тип  сердечника - броневой пластинчатый;

     2).серия- Ш;

                              3).

                              4).

                              5).

                              6).  

     3). Выбираем материал  сердечника.

     

     Для нашего трансформатора проводится расчет по минимуму стоимости при  частоте  питающего тока , следовательно, целесообразно магнитопровод этого трансформатора изготовить из стали марки Э44 толщиной  0,2 мм. 

     4). Находим ориентировочные  значения магнитной  индукции В , плотности тока j , коэффициента заполнения окна k и коэффициента заполнения магнитопровода k .

     Пользуясь методическими указаниями и учитывая, что магнитопровод нашего трансформатора изготовлен из стали Э44 толщиной 0,2 мм, и имеет броневую пластинчатую конструкцию,  из таблиц №5, №6, №7 и №8 находим следующее:

     

     

     

     

 

     5). Определяем произведение  сечения сердечника  на площадь окна.

     

     Подставив данные в выражение, получаем:

     

 

     6). Определяем отношение

     

     

     Для броневого пластинчатого трансформатора . При расчете трансформатора на минимум стоимости коэффициент отношения массы стали к массе меди лежит в пределах . Приняв, значение коэффициента и пределы коэффициента найдем границу изменения величины . После пересчета получаем  

     7). Выбираем типоразмер  магнитопровода.

     Зная  произведение и пределы изменения коэффициента , из таблицы прил. П2 выбираем стандартный стержневой магнитопровод со значением

     Для выбранного сердечника из таблицы принимаем  следующее:

     

     

     

     Зная  размеры трансформатора, уточним  значения   и :

     

     Для рассчитываемого трансформатора

     Дальнейшие  расчеты будем вести на трансформатор  с приведенными размерами. 

     8). Определение падения напряжения.

     Для определения порядка расположения обмоток предварительно определяем их токи:

     

                 

     По  заданным значениям получаем          .

     При одинаковой средней плотности тока диаметр провода будет пропорционален току в обмотке, а так как расчет трансформатора ведется на минимум  стоимости, то обмотки следует располагать  в таком порядке, чтобы ближе  к магнитопроводу оказалась обмотка с тонким проводом, следовательно, в нашем случае распорядок обмоток таков: 1, 2, 3.