Дипломная работа: Проект гелеоисточника для энергохозяйства

Таблица 2.6. Объём выбранного сердечника

Определили максимальную мощность потерь на единицу поверхности сердечника [8]:

, Вт, (2.6)

где α=14 – коэффициент теплоотдачи, в Вт/(м∙К);

π=3,14 – константа;

ТТ макс = 130 ‑ максимальная температура трансформатора, в oC;

ST= 3.27∙10-4 – площадь поверхности сердечника c размерами К10х6х3, берётся из справочника, в м2.

Аналогично расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение максимальной мощности потерь для данного размера сердечника занесли в таблицу 2.7.

Таблица 2.7. Максимальная мощность потерь сердечника

Определили оптимальную магнитную индукцию насыщения ΔBопт:

 (2.7)

где Vc= - объём сердечника с размерами К10х6х3, в м3;

с1=f∙Hco=30000∙1,2=3,6∙104;

с2=30000∙40+(2∙30000)2/56000 = 2,179

Rв=56000 – удельное сопротивление материала 2000 НМ, в Ом.

=3,6∙104/2,179∙106+((3,6∙104/2,179∙106)+/0,925/2∙2,179∙106∙1,508∙10-7)0,5=1,159 Тл

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение оптимальной магнитной индукции насыщения ΔBопт для данного размера сердечника занесли в таблицу 2.8.

Таблица 2.8. Оптимальная магнитная индукция насыщения ΔBопт

Из таблицы видно, что ΔBопт для сердечника К10х6х3 равна 1,159 Тл, что выше максимальной магнитной индукции материала (0,78 Тл), поэтому приняли эту величину равной 0,78 Тл, и дальнейшие расчёты вели для неё.

Нашли потери мощности Pc в сердечнике c размерами К10х6х3:

Рс=Рс.уд. (ΔBопт)∙Vc=3.066∙106 ∙1.508∙10-7=0.462, Дж (2.8)

где

Рс.уд. (ΔBопт)= 3.066∙106 – удельные потери в магнитопроводе при ΔB=ΔBопт, в Дж/м3;

Vc=1.508∙10-7 – объём сердечника с данными размерами, в м3.

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение потери мощности потерь Pc в сердечнике для данного размера занесли в таблицу 2.9.

Таблица 2.9. Потери мощности Pc в сердечнике

Для найденных значений DВопт определили амплитудное значение напряжённости магнитного поля Нm. Для этого использовали данные таблиц 2.4, 2.6 и следующую формулу [8]:

,    (2.9)

DВ=DВопт – оптимальная магнитная индукция намагничивания из табл. 2.8

Для сердечника К20105 получили следующий результат:

796 А/м.

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами К10х6х3. Все полученные результаты сведены в таблицу 2.10.

Таблица 2.10. Амплитудное значение напряжённости магнитного поля Нm

Рассчитали мощность сердечника с учётом температурной поправки:

, в Вт; (2.10)

где=Вт/(А∙Гц) – из справочника для сердечника К10х6х3;

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Полученные значения занесли в таблицу 2.11.

Таблица 2.11. Мощность сердечника с учётом температурной поправки

Нашли величину относительных потерь мощности в обмотках δ [8]:

 (2.11.)

Рассчитанные значения занесли в таблицу 2.12.

Таблица 2.12. Величина относительных потерь мощности в обмотках

Определили относительную величину амплитуды тока намагничивания[8]:

,                       (2.12)

где d – величина относительных потерь мощности в обмотках, рассчитывается по формуле 2.11;

Рвых – мощность, которая может быть передана в нагрузку, Вт;

Рс – потери мощности в сердечнике при данном ΔВ, Вт.

Полученные значения занесли в таблицу 2.13.

Таблица 2.13. Относительная величина амплитуды тока намагничивания

Из справочника нашли объем трансформатора с размерами сердечника К10х6х3 и 2К20х12х6 при λ0=0,7:

Таблица 2.14. Объём трансформатора

Рассчитали максимальную выходную мощность сердечника с данными размерами:

 (2.13)

= (2·2,033·106·(30000·0,76)2·(0,925–0,462)/2+1)0,5= 30,8 Вт

Полученные значения занесли в таблицу 2.15.

Таблица 2.15. Максимальная мощность даваемая трансформатором в нагрузку

По данным таблиц 2.13 и 2.14 построили по двум точкам с координатами (Pвыхмакс; Vт) зависимость Pвыхмакс от Vт на рис. 2.9.

По заданной мощности с графика сняли значение объёма трансформатора Vт, Vт=1,2 см3.

Нашли интервал объёмов, в котором может находиться наш сердечник:

Vт.макс= Vт+0.4∙ Vт=1,68 см3; Vт.мин= Vт-0.4Vт=0,72 см3.

По найденному интервалу нашли по справочнику типоразмеры сердечников, объёмы которых лежат в найденном интервале: 2K10x6x3, К12x5x5.5, 2K12x8x3, K16x10x4.5. Из найденных типоразмеров сердечников выбрали наиболее подходящий нашему трансформатору [9].

Используя значения Sт при lо=0.1; 0.3; 0.5; 0.7 для выбранных материалов определили зависимости Pт.макс = f(lо) по формуле 2.6. Результаты вычислений сведены в таблицу 2.16.

Таблица 2.16. Значение Pт.макс, Вт

Далее пользуясь формулами нашли зависимость Pс=f(DB) для всех выбранных типоразмеров сердечников.

Нашли потери в обмотках, где d находится по формуле 2.11, а Pc определили с учетом формул 2.5 и 2.8 для каждого значения DB и lо.

                   (2.14)

Рассчитали потери в трансформаторе для каждого значения d и lо для всех выбранных типоразмеров сердечников по формуле:

        (2.15)

Рассчитанные значения Pт, Po, Pc, d для выбранных типоразмеров сердечников занесены в таблицы 2.17 – 2.20.

Таблица 2.17. Значение величин для сердечника 2K10x6x3

По данным таблицы для каждого значения lо построили зависимость Po(DB), Рс(DB), Рт(DB) для lо=0,1 ‑ рис. 2.10, lо=0,3 ‑ рис. 2.11, lо=0,5‑рис. 2.12, lо=0,7 ‑ рис. 2.13.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5