Расчет технико-экономических показателей трансформатора
6.2.1 Определяется масса обмоточных проводов GК
, (6.22)
где gО – удельная плотность материала обмоток;
lОi – длина среднего витка i-ой обмотки;
Wi – число витков i-ой обмотки;
qПР.i – сечение стандартного провода i-ой обмотки (см. таблицу 4.1).
6.2.2 Определяется масса основных материалов трансформатора
GТ = GС + GК , (6.23)
где GС – масса выбранного оптимального типоразмера сердечника (см. таблицу 3.2).
6.2.3 Рассчитывается стоимость обмоточных проводов ЦК
, (6.24)
6.2.4 Рассчитывается стоимость материала сердечника ЦС
ЦС = GС× цС, (6.25)
В формулах (6.24) и (6.25) gО – удельная плотность материала проводов; цПР.i и цС – цены обмоточного провода i-ой обмотки и материала сердечника – справочные величины (см. пункт 3.4.4).
6.2.5 Определяется стоимость основных материалов трансформатора ЦТ
ЦТ = ЦС + ЦК. (6.26)
6.2.6 Определяют габаритные размеры трансформатора по формулам:
а) для броневых трансформаторов
А = 2(a + CК), B = b + 2CК, H = a + h; (6.27)
б) для стержневых трансформаторов
А = 2(a + CК), B = b + CК, H = 2a + h; (6.28)
в) для тороидальных трансформаторов параметры
А = B = DТТ, (6.29)
H = b + 2×CК.В, (6.30)
где DТТ – наружный диаметр ТТ рассчитывается по формуле (5.43) (см. пункт 5.3.8);
CК.В – внутренняя радиальная толщина намотки катушки ТТ рассчитывается по формуле (5.49) (см. пункт 5.3.10).
6.2.7 Габаритный объем VТ всех типов трансформаторов рассчитывается по формуле
VТ = A×B×H. (6.31)
ОСНОВНАЯ РЕКОМЕНДОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1 Кузебных Н.И. Перспективная элементная база РЭС. Ч.2. Функциональные устройства РЭС: Учебное пособие для студентов специальности 210201 “Проектирование и технология РЭС”. – Томск: ТУСУР, 2007. – 205 с.
2 Белопольский И.И. и др. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. – М.: Энергия, 1973. – 400 с.
3 Каретникова Е.И. и др. Трансформаторы питания и дроссели фильтров РЭА. – М.: Сов. радио, 1973. – 180 с.
4 Бальян Р.Х. Трансформаторы для радиоэлектроники. – М.: Сов. радио, 1971. – 720 с.
5 Майер А.К. Трансформатор питания: Методические указания по выполнению курсового проекта. – Томск: Ротапринт ТИАСУР, 1990. – 83 с.
6 Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. Т.2. – М.: Энергоатамиздат, 1987. – 464 с.
7 Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корицкого и др. Т.3. – Л.: Энергоатамиздат, 1988. – 728 с.
8 Электротехнический справочник / Под ред. профессоров МЭИ. Т.1. – М.: Энергия, 1980. – 520 с.
9 Масленников М.Ю., Соболев Е.А. и др. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Кн.1 и 2. – М.: Энергоатомиздат, 1993. – 299 с.
10 Кузебных Н.И. Курсовое проектирование: Методическое пособие для студентов специальности 210201. – Томск: ТУСУР, 2007. – 37 с.
11 Козлов В.Г. Практикум по тепломассообмену в РЭА. – Томск: Изд-во Томск. ун-та, 1980. – 74 с.
12 Гольдштейн Е.И., Майер А.К. Индуктивно-емкостные сглаживающие фильтры. – Томск: Изд-во ТГУ, 1982. –- 222 с.
13 Расчет электромагнитных элементов источников вторичного электропитания / А.Н. Горский, Ю.С. Русин и др. – М.: Радио и связь, 1988. – 176 с.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Б – коэффициент, учитывающий участие сердечника и шасси в охлаждении катушки.
Г – коэффициент неравномерности нагрева обмоток трансформатора.
ОВ – относительная влажность.
цС и цО – цены материалов сердечника и провода обмотки.
ЦК, ЦС, ЦТ – стоимость материалов обмоток, сердечника и трансформатора.
a, b – основные габаритные размеры броневых, стержневых и тороидальных сердечников (толщина и ширина керна).
A, B, H – габаритные размеры броневого и стержневого трансформаторов.
B – рабочая индукция в магнитопроводе.
BS – максимально допустимая рабочая индукция в магнитном материале.
c – внутренний диаметр троидального сердечника.
c, h – основные габаритные размеры броневых и стержневых сердечников (ширина и высота окна).
CК – толщина намотки катушки.
CК.В, CК.Н – внутренняя и наружная толщина намотки катушки ТТ.
CО.В, CО.Н – толщина обмотки с внутренней и наружной стороны ТТ.
CОi – радиальная толщина намотки i-ой обмотки;
СР – коэффициент, учитывающий отличие габаритной мощности ТММ от электромагнитной.
– коэффициент, учитывающий отличие габаритной мощности ТММ от электромагнитной для типовых условий.
d – диаметр провода без изоляции.
dВ.0 – диаметр окна обмотки после наложения корпусной изоляции в ТТ.
dВ.i – диаметр окна обмотки ТТ после намотки i-ой обмотки.
di – диаметр провода без изоляции i-ой обмотки.
dИЗ.i – диаметр провода с изоляцией i-ой обмотки.
d0 – диаметр технологического отверстия ТТ.
D – наружный диаметр троидального сердечника.
DН.0 – наружный диаметр тороидального сердечника после наложения корпусной изоляции.
DН.i – наружный диаметр ТТ после намотки i-ой обмотки.
DДИФ – коэффициент диффузии материала покрытия.
DНАР = DТТ – наружный диаметр тороидального дросселя.
Е1 – ЭДС первичной обмотки.
f – частота питающего напряжения трансформатора.
GК, GС, GТ – масса катушки, сердечника и трансформатора.
GКТ – масса катушки для типового трансформатора.
– рассчитанный габаритный критерий ТП по падению напряжения.
– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по падению напряжения.
– рассчитанный габаритный критерий ТП по температуре перегрева при ТВР.
– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по температуре перегрева при ТВР.
– рассчитанный габаритный критерий ТП по температуре перегрева при ТЕР.
– типовой габаритный критерий (ТП на типовом сердечнике) по температуре перегрева при ТЕР.
hК – высота намотки катушки.
H – напряженность магнитного поля, высота ТТ.
HС – напряженность магнитного поля сердечника при рабочей индукции.
Hmin – минимальное атмосферное давление воздуха, заданное в ТЗ.
ί1 = I1/IРАБ – относительный первичный ток.
IРАБ – приведенный рабочий ток.
I0 – полный ток намагничивания.
I0А – активная составляющая тока намагничивания.
I0Р – реактивная составляющая тока намагничивания.
I1 – полный ток первичной обмотки.
I2i – токи вторичных обмоток.
j – средняя плотность тока в обмотках.
j1 – плотность тока в первичной обмотке.
J2 – плотность тока во вторичных обмотках.
KВ и KУ – коэффициенты выпучивания и неплотности укладки провода в ТТ.
KВi – корректирующий коэффициент приведения i-й вторичной обмотки к первичной, зависящий от схемы выпрямления.
КН – коэффициент нагрева, учитывающий увеличение сопротивления провода обмотки при нагреве.
KНЕП – коэффициент неплотности намотки (укладки) провода в осевом направлении.
КО – общий коэффициент заполнения окна сердечника проводниковым материалом.
KОТ – коэффициент заполнения окна обмоткой для типового трансформатора.
KРАЗБ – коэффициент разбухания обмотки в радиальном направлении.
КС – коэффициент заполнения сердечника магнитным материалом.
KT – коэффициент увеличения потерь, обусловленный обработкой материала при изготовлении сердечника.
KЦ – коэффициент пересчета цены материалов.
K$.70 – курс доллара по отношению к рублю в 1970-е годы.
lОi – длина среднего витка i-ой обмотки.
lС – длина средней силовой линии магнитопровода.
mИЗ – число слоев изоляции (межобмоточной, наружной) в ТТ;
m1 – коэффициент, учитывающий участие шасси в охлаждении катушки/
nСЛ.i – число слоев i-ой обмотки.
nСЛ.В.i, nСЛ.Н.i – число слоев i-ой обмотки с внутренней и наружной стороны ТТ.
p¢1 – удельные потери в материале сердечника при индукции В = 1 Тл.
p¢1/400 – удельные потери в магнитном материале при индукции B = 1 Тл при частоте f = 400 Гц.
p¢1,5/400 – удельные потери в магнитном материале при индукции B = 1,5 Тл при частоте f = 400 Гц.
P – парциальное давление насыщенных водяных паров при определенной температуре.
PГ – габаритная мощность трансформатора.
PЗ – парциальное давление водяных паров при максимальной влажности, заданной в ТЗ
PКР – критическое значение парциального давления водяных паров внутри покрытия.
PО – активные потери в обмотке.
PС – активные потери в сердечнике.
P0– парциальное давление водяных паров в условиях консервации.
P1 – удельные потери в сердечнике при индукции В = 1 Тл.
P2 – мощность нагрузки.
P2i – мощность i-ой вторичной обмотки.
qПР.i – сечение стандартного провода i-ой обмотки.
ri –активное сопротивление i-ой обмотки.
RВ,i, RН,i – расстояние от корпусной изоляции катушки до середины i-й обмотки внутри и снаружи тора ТТ.
qПР – сечение стандартного провода.
qПР.Р – сечение провода расчетное.
QО – площадь окна сердечника.
QС – площадь сечения сердечника.
SО, SС – площади охлаждения обмоток и сердечника.
tС.min, tС.max – минимальная и максимальная температура среды, заданная в ТЗ.
UИСП – испытательное напряжение обмоток трансформатора.
Ui – действующие значения напряжений на обмотках.
Umi – амплитудные значения рабочего напряжения на обмотках ТП.
U1 – напряжение питающей сети трансформатора.
U2i – напряжения вторичных обмоток;
VТ – габаритный объем трансформатора.
VК – объем катушки.
VС – объем сердечника.
WОСТ.В.in, WОСТ.Н.in – остаточное число витков в (n+1)-ом слое с внутренней и наружной части i-ой обмотки ТТ.
WСЛ.i – число витков в слое i-ой обмотки.
WСЛ.В.in – число витков в n-ом слое с внутренней части i-ой обмотки ТТ.
WСЛ.Н.ij – число витков в j-ом слое с наружной части i-ой обмотки ТТ.
Wi – число витков i-ой обмотки.
W1 – число витков первичной обмотки.
W2i – число витков i-ой вторичной обмотки.
x = b/a – отношение ширины сердечника к базовому размеру (к толщине).
a – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи.
a0 – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи для типовых конструкций в нормальных условий эксплуатации.
aТ – температурный коэффициент увеличения удельного сопротивления материала провода.
a0h – коэффициент, пропорциональный коэффициенту теплоотдачи для конкретных типоконструкций ТП в нормальных условий эксплуатации.
β– отношение площадей охлаждения сердечника и катушек.
dС – величина немагнитного зазора.
dТ – минимальная величина технологического канала в окне сердечника.
dТТ – допустимый диаметр технологического отверстия в ТТ.
dU – допустимое падение напряжения в обмотках .
dUР – расчетное падение напряжения в обмотках .
e– отношение плотности токов во вторичных обмотках к плотности тока в первичной обмотке.
eТТ – допустимый запас по технологическому отверстию в ТТ.
e0– оптимальное отношение плотности токов во вторичных обмотках к плотности тока в первичной обмотке для ТЕР.
gО, gС – плотности материалов обмотки и сердечника.
l - эквивалентный коэффициент теплопроводности катушки.
n – отношение потерь в сердечнике к потерям в обмотках.
nО – оптимальное отношение потерь в сердечнике к потерям в обмотках.
r20 – удельное сопротивление материала обмоточного провода при 20°C.
t – средний перегрев обмоток, срок службы дросселя.
tm – максимальная температура перегрева обмоток.
dТЗ – технологический зазор между каркасом и сердечником.
dТТ – допустимый диаметр технологического отверстия в ТТ.
DИЗ – толщина ленты межобмоточной или наружной изоляции в ТТ.
DК – толщина каркаса (гильзы).
DКОР – толщина корпусной изоляции.
DЛ – толщина ленты сердечника.
DНАР – толщина наружной изоляции.
DНАР.В, DНАР.Н – толщина наружной изоляции с внутренней и с наружной стороны обмотки ТТ.
DПОКР – толщина влагозащитного покрытия.
DСЛ – толщина межслоевой изоляции.
DТЗ – величина технологического зазора между каркасом и сердечником.
D01 – толщина подложки – изоляции между каркасом (гильзой) и первичной обмоткой.
D12 – толщина межобмоточной изоляции (между первичной и вторичной 
обмотками);
DCК – технологический зазор между катушкой и сердечником для броневого СД и между катушками для стержневого ТП.
Dh/2 – толщина щечек каркаса.
Da – коэффициент, учитывающий ухудшение теплообмена трансформатора при пониженном давлении окружающей среды.
l - эквивалентный коэффициент теплопроводности катушки.