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

Для трансформаторов с максимальным напряжением до 1000 В при частотах 50 и 400 Гц можно использовать сле­дующие рекомендации.

При мощностях до 30 ВА и расчетном условии на ми­нимум стоимости рекомендуются пластинчатые броневые трансформаторы: они технологичнее в изготовлении и проще по конструкции, а для трансформаторов минимальной мас­сы выгоднее броневые ленточные магнитопроводы.

При мощностях от 30 до 100 ВА рекомендуется изготав­ливать также броневые трансформаторы при использовании как пластинчатых, так и ленточных магнитопроводов.

Для силовых трансформаторов мощностью выше 100 В-А более выгодными являются стержневые трансформаторы с двумя катушками и ленточными разъемными сердечниками (рис. 1, г), поскольку они имеют большую поверхность ох­лаждения по сравнению с броневыми и меньшую среднюю длину витка.

Тип ленточного сердечника выбирается по табл. 3 в за­висимости от отношения сечения сердечника Q_ст к площади окна Q_ОК: . Значение определяется по формуле (4). Сводные данные по стандартным сердечникам приведены в табл. 3; подробные данные по каждому типоразмеру можно найти в [5].

 

 

Таблица 3

№ б	Тип сердечника	Серия	,см4		Размеры	примечание
1.	Броневой пластинчатый	Ш	1,62-1600	0,22-1,0	0,6-2,5	2,5	Изменяется размер b
2.	Броневой ленточный	ШЛ	0,35-1280	0,4-0,8	1-2	2,5
3.	То же	ШЛМ	0,338-442	0,75-2,0	0,8-2	2,6-3
4.	Стержневой ленточный	ПЛ	0,52-4100	0,25-0,5	1,25-2	1-3,76	Изменяется размер h
5.	То же	ПЛМ	37,4-460	0,62-1,25	1,45-1,48	1,47-3

3. Выбираем материал сердечника. Для уменьшения по­терь на вихревые токи снижают толщину стали, но ее умень­шение при данной частоте целесообразно только до опреде­ленных пределов, после чего рост потерь на гистерезис сводит па нет уменьшение потерь на вихревые токи. Поэтому для каждой частоты существует своя оптимальная толщина ма­териала.

Холоднокатаные текстурованные стали марок Э300, если направление магнитного потока в сердечнике совпадает с направлением текстуры (проката), имеют меньшие удельные значения намагничивающей мощности и потерь в стали. Они допускают большее значение магнитной индукции. Эти свой­ства наиболее полно реализуются в ленточной конструкции сердечника. Если же направление магнитного потока в сер­дечнике не совпадает с направлением текстуры, магнитные свойства резко ухудшаются.

 

Таблица 4

f, Гц	Расчетное условие	Марка стали	Толщина, мм
	Минимум стоимости Минимум массы	Э42, Э43 Э310. Э320	0,35 0,35
	Минимум стоимости Минимум массы	Э44 Э340, Э350	0,2 0,15 0,08

 

Примечание к табл. 4. Использовать.рекомендации из п. 2, т. e. при расчетном условии на минимум стоимости и мощности вторичных обмоток >100 ВЛ применять ленточные стали: Э310 и Э340.

 

4. По найденной величине S_р для данной конструкции магнитопровода из табл. 5—8 находим ориентировочные зна­чения максимальной индукции В_макс, плотности тока j_ср, коэффициента заполнения окна k_ок и коэффициента запол­нения магнитопровода k_ст.

Приведенные в табл. 5 и 6 значения В_макс и j_ср могут использоваться как рекомендуемые для трансформаторов при величине напряжения па зажимах обмотки, не превы­шающей 500 В. При большем напряжении необходимо:

1) уменьшить индукцию В_макс примерно на 10%;

2) уменьшить j_ср примерно на 5% (для мощностей S_р до 100 ВА) и на 10% (для больших мощностей).

Рис. 8. Зависимость коэффициента заполнения окна k_oк от мощности

трансформатора, конструкции магнитопровода и частоты тока:

𝙛=50 Гц 𝙛=400 Гц

 

5.Определяем произведение сечения сердечника на пло­щадь окна

,см⁴ (3)

Где S_p-расчетная мощность трансформатора, В-А;

𝙛— частота, Гц;

В_выбр — выбирается по табл. 5, Т;

j_ср —плотность тока, А/мм² (табл. 6);

k_ок — коэффициент заполнения окна медью (см. табл.7 и рис. 8);

k_CT— коэффициент заполнения магнитопровода (табл. 8).

 

Таблица 5

Конструкция магнито­провода	Мате­риал сер­дечника и его толщина, мм	частота сети, Гц	Магнитная индукция Вмакс, Т при Sр, В•А
5—15	15—50	50- 150	150—300	300—1000
Броневая (пластин­чатая)	Э42 D = 0,35		1,1—1,3	1,3	1,33—1,35	1,35	1,35—1,2
Броневая (ленточная)	Э310 D = 0,35		1,55	1,65	1,65	1,65	1,65
Стержневая (ленточная)	Э310 D = 0,35		1,5-1,6	1,6	1,7	1,7	1,7
Броневая (пластин­чатая)	Э44 D = 0,2		1,1	1,2	1,2—1,15	1,15—1,0,	1,0-0,8
Броневая (ленточная)	Э340 D = 0,15		1,4	1,4	1,4	1,4	1,3
Стержневая (ленточная)	Э340 D = 0,15		1,6	1,6	1,6—1,5	1,5—1,3	1,3—0,96

 

Примечание к табл. 5. Для частоты 400 Гц и стали Э44 индук­цию Вмакс понижать примерно на 15÷20%, а для стали Э340 — соответ­ственно на 25÷30%, чтобы выполнить условие в п. 17.

 

 

Таблица 6

Конструкция магнитопровода	Материал сердечника и его тол­щина, мм	Частота сети, Гц	Плотность тока jср, А/мм2 при S Р, В- А
5—15	15—50	50—150	150—300	300—1000
Броневая (пластинчатая)	Э42 =0,35		3,9—3,0	3,0—2,4	2,4—2	2,0—1,7	1,7—1,4
Броневая (ленточная)	Э310 = 0,35		3,8—3,5	3,5—2,7	2,7—2,4	2,4—2,3	2,3—1,8
Стержневая (ленточная)	Э310 =0,35		7—5,2	5,2—3,8	3,8—3	3,0—2,4	2,4—1,7
Броневая (пластинчатая)	Э44 = 0.2			5,5 — 5	5,0—4 '	4,0—2,8	2,8—1,6
Броневая (ленточная)	Э340 = 0,15		9.4—7,8	7,8—6,5 6.5 —;	4,0—2,7	2,7—1,5
Стержневая (ленточная)	Э340 = 0,15		11—9,6	9,6—5,6	5,6—3,5	3,5—2,8	2,8—1,8

Примечание к табл. 6. При расчетном ограничении по падению напряжения данные в табл. 6 по плот­ности тока j_Ср А/мм² уменьшать для частоты 50 Гц и суммарной мощности обмоток в диапазоне 15÷50 ВА при­мерно на 15÷20%. Для частоты 400 Гц и мощностей в диапазоне 15÷100 ВА необходимо уменьшить, имея в виду, что для получения падения напряжения порядка 7÷8%, j_ср= 5—5,5 А/мм², а для падений »3—4%, j_сp»2,5÷3 А/мм².

 

Таблица 7

Частота сети, Гц	Конструкция магнитопровода	Рабочее напряжение, В	Коэффициент заполнения kок при Sр, В×А
5—15	15—50	50—150	150—300	300—1000
	Броневая (пластинчатая)	До 100 От 100 до 1000	0,22-0,29 0,19-0,25	0,29-0,3 0,25-0,26	0,3-0,32 0,26-0,27	0,32-0,34 0,27-0,3	0,34-0,38 0,3-0,33
	Броневая (ленточная)	До 100 От 100 до 1000	0,15-0,27 0,13-0,23	0,27-0,29 0,23-0,26	0,29-0,32 0,26-0,27	0,32-0,34 0,27-0,30	0,34-0,38 0,30-0,33
	Стержневая (ленточная)	До 100 От 100 до 1000	0,14-0,25 0,12-0,21	0,25-0,28 0,21-0,24	0,28-0,29 0.24-0,25	0,29-0,30 0,25-0,30	0,30-0,35 0,30
	Броневая (пластинчатая)	До 100 От 100 до 1000	0,22-0,19	0,22-0,27 0,19-0,23	0,27-0,29 0,23-0,25	0,29-0,30 0,25-0,26	0,30-0,34 0,26-0.30
	Броневая (ленточная)	До 100 От 100 до 1000	0,17-0,20 0,13-0,17	0,20-0,22 0,17-0,19	0,22-0,29 0,19-0,25	0,29-0,30 0,25-0,26	0,30-0,34 0,26-0,30
	Стержневая (ленточная)	До 100 От 100 до 1000	0.18-0.15	0,18-0,25 0,15-0,21	0,25-0,28 0,21-0.24	0,28-0,24	0,28-0,30 0,24-0,30

 

Таблица 8

Конструкция магнитопровода	Коэффициент заполнения магнитопровода kст при толщине стали, мм
0,08	0,1	0,15	0,2	0,35
Стержневая, броневая (пластинчатая)	—	0,7(0,75)	—	0,85(0,89)	0,9(0,94)
Стержневая, броневая (ленточная)	0,87	—	0,9	0,91	0,93

 

Примечания: 1. Коэффициенты заполнения для пластинчатых сердечников указаны при изоляции пластин лаком или фосфатной пленкой (в скобках). 2. Коэффициенты заполнения для ленточных стержневых и броневых сердечников указаны при изготовлении их методом штамповки и гибки ленты.