Расчёт силового трансформатора ИБП

Число витков первичной обмотки n1= U1 ·10/?4 Кф f В Ао, где Кф-коэффициент формы трансформируемого напряжения (для меандра Кф=1).

Согласно таблицы 5.17 [6] индукция в выбранном магнитопроводе при частоте 5 ·10 Гц не должна превышать значения? 0,15 Тл. Принимаем значение индукции меньше допустимого на 30%.

В=0,15·0,7=0,105 Тл.

Тогда число витков первичной обмотки

n1=220·10/4?·1·5·10?·0,105·3,2=32,7.

Для удобства расположения выводов первичной обмотки принимаем n1=33,5 витка (число пар проводов). Значение напряжения, приходящееся на один виток первичной обмотки

e1=U1/n1=220/33,5=6,57 В/виток.

Число витков вторичных обмоток

n2= n3=U2·m2/e2,

где m2-коэффициент, учитывающий падение напряжения на обмотках 2 и 3.

Согласно таблицы 5.17 [6] для выбранного магнитопровода падение напряжения ∆ U2 ≤3%. Принимаем ∆ U2=5%, для этого значения падения коэффициент m2≈1,005.

Тогда число витков

n2= n3= (64·1,005) /6,57=9,8 витка.

Округляем полученное значение: n2= n3≈10 витков

Для обмотки обратной связи n4 принимаем ∆ U4=0,4% и m4=1,004. Тогда число витков

n4 = (12·1,004) /6,57=1,83 витка.

Округляем полученное значение: n4≈2 витка.

Число витков, размещаемое в одном ряду обмотки размещаются на изолирующем каркасе.

В первичной обмотке

в1 = (LнКу1) /dиз1,

где Lн - высота окна, 40мм;

Ку1-коэффициент укладки провода первичной обмотки.

Принимаем Ку1=0,95.

С учётом толщины каркаса L´=40-2=38 мм.

в1= (38 ·0,95) / (2 ·0,88) =20,5 витков.

Число витков округляем в меньшую сторону в1 ≈20 витков.

В обмотке 2 и3 число витков в одном слое

в2= в3= (L´н Ку2) /dиз= (38·0,9) / (2·1,15) =14,86 витка

Число витков округляем в меньшую сторону в2= в3 ≈14 витка.

Число слоёв в обмотках определяется по формуле

N1= (2 n1·Кпар) / в1= (2 ·33,5 ·2) /20=6,7 слоёв.

Число слоёв вторичных обмоток

N2= (2 n2·Кпар) / в2= (2 ·10 ·2) /14=1,42 слоя.

Округляем слои обмоток в большую сторону, т.е., N1=7 и N2=2.

Высота первичной обмотки.

Размеры окна магнитопровода: h=40 мм; С=16 мм.

h1= [N1· dиз+ (N1-1) S1] · Кр1= [7 ·0,88+ (7-1) ·0,05] ·1,15=7,43 мм.

Высота вторичных обмоток

h2= [N2 ·dиз+ (N2-1) S2] · Кр2= [2·1,15+ (2-1) 0,12] ·1,2=3,12 мм

где Кр1=1,15; Кр2=1,2-коэффициенты разбухания обмоток.

Выбираем среднестатистическое значение воздушного зазора между магнитопроводом и каркасом равным 0,4 мм. Толщина каркаса hк определяется размерами магнитопровода и значениями испытательного напряжения. Для приведённых выше условий она принята равной 1 мм.

Межслоевая и межобмоточная изоляция выбирается в соответствии с рекомендациями, помещёнными в таблице 5.19 [6]. Между каркасом и первичной обмоткой помещены два слоя изоляционной бумаги марки К-120 (толщина двух слоёв 0,12х2=0,24 мм) и один слой плёнки марки ПЭТ-Э толщиной 0,012 мм. Также выполнены изоляционный промежуток между первичной и вторичной обмотками и внешняя изоляция. Кроме того, дополнительно снаружи помещается слой ленты из бумаги К-120 (толщина слоя 0,12 мм). Таким образом, суммарная толщина изоляции hк-1 между каркасом и первичной обмоткой равна 0,252 мм. Такая же толщина изоляции h1-2=0,252 мм между первичной и вторичной обмотками. Толщина внешней изоляции hвн=0,252+0,12=0,372 мм. Толщина катушки, определяемая размерами обмоток, каркаса и электроизоляционных зазоров, равна