Projekt transformatora do zasilania reaktora plazmowego - Damian Nowak.pdf

(1532 KB) Pobierz

Wydział Elektryczny

Politechniki Lubelskiej

Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii

Laboratorium

Elektrotechnologii

Projekt transformatora jednofazowego

dla układu zasilania reaktora plazmy

GRUPA EMNS1.1

Wykonawca:

inż. Damian Nowak

Lublin 2017 r.

1. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTU

Na podstawie danych przekazanych przez Prowadzącego:



napięcie po stronie pierwotnej

= 230 V

napięcie po stronie wtórnej

= 1600 V

moc znamionowa

= 15000 VA

prąd zwarcia po stronie wtórnej

= 1 A

częstotliwość

f = 50Hz

praca pod obciążeniem łuku elektrycznego

2. OBLICZENIA OBWODU MAGNETYCZNEGO TRANSFORMATORA

2.1 MOC TRANSFORMATORA

Przekładnia napięciowa transformatora:

Prąd strony pierwotnej transfromatora:

Prąd strony wtórnej transformatora:

Moc pozorna transformatora:

∙

= 230

∙ 65,2

≈

15000

1600

≈ ,

15000

230

≈

1600

230

≈ ,

2.2 DOBÓR RDZENIA

Do zlecenia budowy rdzenia postanowiłem wykorzystać usługi firmy Stalprodukt S.A. i ich ofertę z zakresu produkcji rdzeni UNICORE

DDGAP (z jednym przecięciem w magnetowodzie, poprzez które zakłada się karkas z uzwojeniem) w wersji jednofazowej. Rdzeń

zostanie nawinięty z taśmy wykonanej ze stali krzemowej o grubości 0,23 mm i gatunku wg normy EN10107:2005 oznaczonym jako

M110-23S.

Katalog blach i taśm firmy Stalprodukt:

http://www.stalprodukt.com.pl/download/7,3,13,49,2

Katalog rdzeni Unicore firmy Stalprodukt:

http://www.stalprodukt.com.pl/download/1644?lang_code=pl

Przykładowy rdzeń z serii UNICORE wykonany przez firmę Stalprodukt (zdjęcie z katalogu)

Wyznaczenie minimalnego pola przekroju kolumny rdzenia:

[

gdzie:



C – stała charakterystyczna dla danego materiału, z którego wykonany jest rdzeń (przyjąłem wartość C = 3.6 * 10 )

-4

∙

[

]

Po podstawieniu danych:

15000

= 3.6 ∙ 10

∙

[

]

Dla uproszczenia projektu przyjąłem przekrój kolumny o kształcie kwadratu. Pierwiastkując pole powierzchni uzyskałem minimalną

wymaganą długość boku tego kwadratu:

= 0,0787

≈

Inne dane rdzenia wykonanego z taśmy M110-23S:



typowa indukcja magnetyczna przy

ciężar właściwy

= ,

= 800

wynosi

= ,

typowa stratność całkowita przy 50 Hz i 1,7 T wynosi

grubość taśmy

= ,

Rysunki techniczne rdzenia znajdują się w

załączniku nr 1

na końcu projektu.

3. OBLICZENIA OBWODU ELEKTRYCZNEGO TRANSFORMATORA

3.1 USTALANIE LICZBY ZWOJÓW

Napięcie zwojowe wyliczone na podstawie znajomości indukcji i pola przekroju kolumny:

′ = 4,44 ∙

Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego:

Na uzwojenie pierwotne przyjmuję

zwojów.

= ,

′

230

2,574

≈ 89,4

∙

= 4,44 ∙ 1,87 ∙ 50 ∙ 0,0062[ ] ≈ ,

Przekładnia napięciowa transformatora (z poprzednich wyliczeń)

Liczba zwojów uzwojenia wtórnego:

Na uzwojenie wtórne przyjmuję

zwojów.

∙

= 6,96 ∙ 89,4 ≈ 622,22

Przekładnia po korekcie ilości uzwojeń:

Napięcie strony wtórnej po korekcie:

∙

= 6,92 ∙ 230

≈

624

≈ ,

Napięcie zwojowe dla ustalonej liczby zwojów strony pierwotnej:

′=

Indukcja w rdzeniu:

′

4,44 ∙

∙

2,556

[ ]=

[ ]≈ ,

4,44 ∙ 50 ∙ 0,0062

1,3764

230

≈ ,

Dane uzwojeń transformatora:

Liczba zwojów uzwojenia pierwotnego,

Liczba zwojów uzwojenia wtórnego,

Napięcie zwojowe,

E’

Indukcja,

624

2,556 V

1,86 T

3.2 PRĄDY UZWOJEŃ

Prąd strony pierwotnej:

Przyjmuję prąd

15000

230

≈ 65,2

Prąd strony wtórnej:

Przyjmuję prąd

15000

1600

≈ 9,4

Prądy uzwojeń transformatora:

Prąd strony pierwotnej,

Prąd strony wtórnej,

70 A

10 A

3.3 OBLICZENIE ŚREDNICY DRUTU NAWOJOWEGO

Do obliczeń przyjąłem gęstość prądu równą

= ,

Średnica drutu nawojowego uzwojenia pierwotnego:

2,5

∙

= 2∙

∙

=2∙

≈ 5,97

Przyjmuję średnicę drutu uzwojenia pierwotnego

Średnica drutu nawojowego uzwojenia wtórnego:

=2∙

∙

= 2∙

2,5

∙

≈ 2,26

Przyjmuję średnicę drutu uzwojenia pierwotnego

= ,

3.4 SPOSÓB WYKONANIA UZWOJEŃ

Uzwojenie wtórne zostanie wykonane drutem miedzianym emaliowanym o przekroju okrągłym i średnicy

= 2,5 mm.

Uzwojenie pierwotne zostanie wykonane z przewodu miedzianego o przekroju prostokątnym.

Przyjąłem pole przekroju

× ,

∙(

) =

∙(

) ≈ 28,27

Przyjąłem profil o wymiarach

Alternatywnie można też profil zastąpić czterema żyłami drutu miedzianego emaliowanego o przekroju okrągłym i średnicy

wyznaczonej z wyznaczonego przeze mnie wzoru:

Plik z chomika:

nawykos

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Laboratorium