2.4空载电流计算
查表2,得三相总铁损PCO=7.66W,三相总磁化伏安Vaφ0=104VA,则
(1)每相铁心的平均磁化电流
Iφ0φ= = =0.158 (A)
(2)每相铁心的平均损耗电流
IC0φ= = =0.0116(A)
(3)每相平均空载电流
I0φ= = =0.158 (A)
(4)三相总空载电流
I0Σ=3I0φ=3×0.158=047 (A)
当磁感应强度B0的取值与表2不同时,可按铁心磁化曲线和损耗曲线由B0查得铁心磁场强度H~和单位铁损PS,再计算变压器的磁化电流和铁损电流。35Q155铁心的磁化曲线和损耗曲线见图3和图4,供参考。
图3 铁心磁化曲线
图4 铁心损耗曲线
2.5计算初级电流
(1)次级反射到初级的电流I/2
I/2= = =0.74 (A)
(2)初级平均相电流I1
I1≈
= =0.77 (A)
2.6确定初、次级导线直径
查表2,得初、次级电流密度j=3.27A/mm2,故
初级导线直径d1为
d1=1.13= =1.13× =0.548 (mm)
次级导线直径d2为
d1=1.13= =1.13× =0.515 (mm)
查线规表,选择QZ-1/130 漆包线,并得d1=0.55mm,d1m=0.62mm,每米铜阻为0.07194/Ω/m,每米导线质量为2.17g/m;d2m=0.60mm,每米铜阻=0.07194/Ω/m,每米导线质量=2.03g/m。
2.7绝缘
按国际GB/T 15290-1994,《电子设备用电源变压器和滤波组流圈总技术条件》的安全要求,该变压器工作电压在100~500V之间,试验电压为2000V。
(1)内层绝缘
从防止漆包线损伤出发,在低筒上包1层厚0.13mm电缆线。底筒高79mm,纸宽取79mm。
(2)留边距离
初级绕组取每边2.5mm,绕线宽度 hm1=74mm;次级绕组取边 3mm,绕线宽度79mm。
(3)层间绝缘
从机械强度出发,取每层垫1层厚0.08mm电缆纸。
(4)组间与外包绝缘
均取2层厚0.08mm电缆纸和2层厚0.05mm聚酯薄膜。
2.8线圈结构计算
(1)每层匝数和层数
根据导线直径,取排绕系数Kp=1.05。
初级每层匝数n1
n1= = =113 (匝)
次级每层匝数n2
n2= = =115 (匝)
初级绕组层数s1
s1= = =6.05 (层)
取6层,绕线时需紧密。
次级绕组层数s2
s2= = =6.5 (层)
取7层
(2)绕组和线圈厚度
根据导线直径,取叠绕系数KD=1.15
低筒外包绝缘厚度Zo=1×0.08=0.08 (mm)
初级绕组厚度δ1=KDdm1s1+zc=1.15×0.62×6+0.08×5=4.68(mm)(zc为层绝缘厚度);
初级包外层绝缘后的厚度△1=δ1+zw=4.68+(0.08+0.05)×2=4.94 (mm) (zw为外包装绝缘厚度);
次级绕组厚度δ2=KDdm2s2+zc=1.15×0.6×7+0.08×6=5.31(mm)
次级包外层绝缘后的厚度△2=δ2+zw=5.31+(0.08+0.05)×2=5.57 (mm)
线圈总厚度Dm=δD+zo+△1+△2=1.5+0.08+4.94+5.57=12.1(δD为低筒厚度)
对照续表2,小于要求的13.5mm。这是由于只有一个次级绕组,所以又一定的余量。
(3)各绕组平均匝长
初级绕组平均长l01
l01=ιD+π(2zo+δ1)=143+3.14×(2×0.08+4.68)=158.2 (mm)
次级绕组平均匝长ι02
l02=ιD+π[2(zo+△1)+δ2]=143+3.14×[2×(0.08+4.94)+5.31]=191.2 (mm)
(4)各绕组导线长度
初级绕组导线长度l1=N1ι01×10-3=684×158.2×10-3=108.2 (m)
次级绕组导线长度l2=N2ι02×10-3=746×191.2×10-3=142.6 (m)
(5)各绕组20℃时的直流电阻
初级绕组20℃时的直流电阻r1(20℃)=l1×每米导线铜阻
=108.2×0.07194=7.78 (Ω)
次级绕组20℃时的直流电阻r2(20℃)=l1×每米导线铜阻
=142.6×0.07749=11.1 (Ω)
(6)各绕组热态铜阻
对E级绝缘的变压器,取年平均温度为90℃,
所以KT=3.93×10×(234.5+90)=1.28
初级热态铜阻r1=KTr1(20℃)=1.28×7.78=10.0 (Ω)
次级热态铜阻r2=KTr1(20℃)=1.28×11.1=14.2 (Ω)
(7)每相热态铜耗
Pmφ=I21r1+ I22r2=0.772×10+0.682×14.2=12.5 (W)
(8)各绕组导线质量
初级绕组导线质量Gm1=l1×每米导线质量=108.2×2.17=235 (g)
次级绕组导线质量Gm2=l2×每米导线质量=142.6×2.03=289 (g)
(9)变压器总铜质量
Gm=3(Gm1+Gm2)×10-3=3×(235+289)×10-3=1.57 (kg)
2.9电压比核算
(1)次级空载电压U20
U20= =220× =240 (V)
(2)初级感应相电压E1
E1≈U1-I1r1=220-0.77×10=212.3 (V)
(3)次级负载相电压
U2= (V)
2.10电压调整率核算
△
2.11温升计算
(1)计算线圈、铁心初始温升比
查续表2,得β=0.69,故续表2
(2)计算线圈与铁心间的热平衡系数k
(3)计算修正前的温升
查表11-4,得 故
(K)
(4)计算平均温升
平均环境温度和变压器的 对散热系数的修正值kZ和 一般可取 ,为此,平均温升 为
(K)
符合技术要求。