Таблица тока в обмотке от диаметра провода

Еще раз о выборе сечения проводов

Неоднократно поднимался вопрос о выборе сечения проводов, особенно в блоках питания.
При этом умные люди настоятельно советовали исходить из плотности тока 1-2 А на мм 2 .
Ни в коем случае не собираюсь отвергать этот, в сущности, совершенно правильный совет.
Однако, предлагаю подходить к данному вопросу более рационально.

Для начала, несколько примеров.
1. Стиральная машина, мощность 2,2 Квт, стало быть ток 10А. Диаметр провода — 0.8 мм (т.е. сечение

0.5 мм 2 ). Плотность тока — 20А/мм 2 .
2. Компьютерный блок питания. Ток 12В выхода — 18А. Пусть кто-нибудь укажет мне в этом блоке питания хотя бы один провод с сечением 9мм 2 ! (Я даже не говорю о 5В выходе с током 30А!)/ (Ну, здесь я немного лукавлю — многие выводы с платы – многожильные, но уверяю вас,– сумма сечений соответствующих проводов никак не составляет ничего похожего на 9 мм 2 ).
3. К ШД (ток около 1.5А) в принтере отнюдь не подходит жгут из 5 проводов диаметром 1.2 мм каждый.
4. Посмотрите в SprintLayout свойства проводника шириной 0,6 мм.
Программа покажет Imax =1.9А (при толщине проводника 35 мк, т.е. с площадью сечения 0,035*0,6 = 0,021 мм 2 , плотность тока >90А/мм 2 !) И это при температуре 20°.

Так в чем же дело?

Любой ток нагревает проводник, по которому он проходит. Но проводник, в свою очередь, охлаждается путем теплообмена с окружающей средой. Так вот, рекомендуемая плотность 1-2А соответствует случаю, когда провод естественным образом охлаждается практически с той же скоростью, с которой его нагревает ток, т.е., фактически, нагрев проводника исключается.
На практике, что демонстрируется приведенными примерами, часто либо допускают некоторый нагрев проводника относительно окружающей среды, либо используется его охлаждение.
В первом примере это заметно по вполне ощутимому нагреву провода стиральной машины. Точно также в третьем примере, греются не только провода, но особенно заметно сами двигатели, поскольку их обмотки выполнены довольно тонким проводом.
Во втором примере, во-первых, в БП редко достигаются максимальные токи, во-вторых, перегрев заметно снижается за счет обдува вентилятором блока питания (хотя вентилятор охлаждает лишь участки проводов, находящиеся внутри блока, высокая теплопроводность меди делает остальное).
В четвертом примере перегрев практически исключен за счет того, что проводник “площе крокодила Гены :)”, и поэтому при малом сечении имеет большую поверхность, что весьма способствует охлаждению. Кстати, обратите внимание, что в промышленности подвод тока к сильноточным потребителям осуществляется, в основном, плоскими шинами, что делается, в первую очередь, для лучшего охлаждения.
Для очень мощных потребителей применяют охлаждаемые токоподводы. Например, жилы помещаются в трубы, по которым прокачивается холодная вода.

Теперь приведу выдержку (для относительно небольших сечений проводов) из практической таблицы из “Правил установки электрооборудования”.

Допустимая длительная сила тока, А, в поводах с медными жилами в резиновой или ПВХ изоляции (для одиночного открытого провода и естественного воздушного охлаждения)

Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт.

В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электичческим током.
В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт .

Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт.
Рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт, с выходным напряжением 36 вольт с питанием от электрической сети переменного тока напряжением 220 вольт.

Для освещения таких поме щений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под обыкновенный электропатрон продаются в магазинах электротоваров.
Если вы найдете лампочку на другую мощнось, например на 40 ватт , нет ничего страшного — подойдет и она. Просто трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.

Сделаем упрощенный расчет трансформатора 220/36 вольт.

Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ватт

Где:
Р_2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт ;

U _2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт ;

I _2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8 .
КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.

Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт .

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р_1 , мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S .

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 · √P_1.

Где:
S — площадь в квадратных сантиметрах,

P _1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

w = 50/S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков ,

округляем до 173 витка .

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера .

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I .

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм .

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 · d².

где : d — диаметр провода .

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм. равна:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм² .

Округлим до 1,0 мм².

Из таблицы выбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм . и площадью по 0,5 мм² .

Или два провода:
— первый диаметром 1,0 мм . и площадью сечения 0,79 мм² ,
— второй диаметром 0,5 мм . и площадью сечения 0,196 мм² .
что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².

Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.

Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

Как рассчитать кабель для удлинителя

Как рассчитать кабель для удлинителя

В домашних условиях мы часто применяем переносные удлинители – розетки для временного ( как правило остающееся на постоянно ) включения бытовых приборов: электронагревателя, кондиционера, утюга с большими токами потребления.
Кабель для этого удлинителя обычно выбирается по принципу – что попало под руку, а это не всегда соответствует необходимым электрическим параметрам.

В зависимости от диаметра (или от поперечного сечения провода в мм.кв.) провод обладает определенным электрическим сопротивлением для прохождения электрического тока.

Чем больше поперечное сечение проводника , тем меньше его электрическое сопротивление, тем меньше падение напряжения на нем. Соответственно меньше потеря мощности в проводе на его нагрев.

Проведем сравнительный анализ потери мощности на нагрев в проводе в зависимости от его поперечного сечения. Возьмем наиболее распространенные в быту кабели с паперечным сечением: 0,75; 1,5; 2,5 мм.кв. для двух удлинителей с длиной кабеля: L = 5 м. и L = 10м .

Смотрите так же:  Как рисовать электрические схемы квартиры

Возьмем для примера нагрузку в виде стандартного электронагревателя с электрическими параметрами:
— напряжение питания U = 220 Воль т ;
— мощность электронагревателя Р = 2,2 КВт = 2200 Вт ;
— ток потребления I = P / U = 2200 Вт / 220 В = 10 А.

Из справочной литературы, возьмем данные сопротивлений 1 метра провода разных поперечных сечений.

Приведена таблица сопротивлений 1 метра провода изготовленного из меди и алюминия.

Посчитаем потерю мощности, уходящей на нагрев для поперечного сечения провода S = 0,75 мм.кв. Провод изготовлен из меди.

Сопротивление 1 метра провода (из таблицы) R 1 = 0,023 Ом.
Длина кабеля L = 5 метров.
Длина провода в кабеле (туда и обратно) 2 · L =2
· 5 = 10 метров .
Электрическое сопротивление провода в кабеле R = 2 · L · R 1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ом.

Падение напряжения в кабеле при прохождении тока I = 10 A будет: U = I · R = 10 А · 0,23 Ом = 2,3 B .
Потеря мощности на нагрев в самом кабеле составит: P = U · I = 2,3 В · 10 А = 23 Вт .

Если длина кабеля L = 10 м . (того же сечения S = 0,75 мм.кв .), потеря мощности в кабеле составит 46 Вт . Это составляет примерно 2 % мощности потребляемой электронагревателем от сети.

Для а кабеля с алюминиевыми жилами того же сечения S = 0,75 мм.кв . показания увеличиваются и составляют для L = 5 м -34,5 Вт. Для L = 10 м — 69 Вт.

Все данные расчетов для кабелей сечением 0,75; 1,5; 2,5 мм.кв. для длины кабелей L = 5 и L = 10 метров, приведены в таблице.
Где : S – сечение провода в мм.кв.;
R 1 – сопротивление 1 метра провода в Ом;
R — сопротивление кабеля в Омах;
U – падение напряжения в кабеле в Вольтах;

Р – потеря мощности в кабеле в ватах или в процентах.

Какие же выводы нужно сделать из этих расчетов?

  • — При одном и том же поперечном сечении, медный кабель имеет больший запас надежности и меньше потерь электрической мощности на нагрев провода Р .
  • — С увеличением длины кабеля увеличиваются потери Р . Чтобы скомпенсировать потери необходимо увеличить поперечное сечение проводов кабеля S .
  • — Кабель желательно выбирать в резиновой оболочке, а жилы кабеля многожильными .

Соблюдение этих рекомендаций повысит надежность и механическую прочность устройства в целом.

Для удлинителя желательно использовать евро-розетку и евро-вилку. Штырьки евро-вилки имеют диаметр 5 мм . У простой электрической вилки диаметр штырьков 4 мм . Евро-вилки рассчитаны на больший ток, чем простые розетка и вилка . Чем больше диаметр штырьков вилки, тем больше площадь контакта в месте соединения вилки и розетки, следовательно меньшее переходное сопротивление. Это способствует меньшему нагреву в месте соединения вилки и розетки.

Как подобрать электрический кабель и провод?

Как подобрать электрический кабель и провод?

Для подключения электрических устройств в сеть электрического тока необходимо учитывать ток проходящий по цепи , т.е. выбрать сечение провода.
Дело в том, что от сечения (диаметра) провода и его длины зависит его сопротивление в Омах.
По закону Ома падение напряжения U на проводе зависит от его сопротивления R и проходящего через него тока I .
U= R*I.
При передаче электрической энергии по проводам происходит потеря мощности:
чем меньше сечение провода (в мм.кв.) и чем больше ток потребления, тем больше потеря мощности в проводе.

P = U*I.
Исходя из этих соображений, необходимо знать допустимую величину тока в проводе в каждом конкретном случае. Например, если примем плотность тока в проводе 5 ампер на мм.кв., а его сечение 2,5 мм.кв. то максимальный ток в проводе не должен превышать: 5 * 2,5 = 12,5 ампер.
Признавая потерю мощности в проводе, учитываем допустимый нагрев и способы его естественного охлаждения. Если посмотреть рекомендуемую литературу (электротехнические справочники), разные авторы приводят разные данные по плотности тока в проводах. Вот одна из этих таблиц.

Например, для сечения провода 2,5 мм.кв. допустимый ток в проводе будет 20,0 ампер.
Здесь рекомендуются очень большие плотности тока на 1мм.кв. провода.

Я не считаю себя экспертом в электротехнике, но имея большой практический опыт в обслуживании электрических устройств, прошу очень ответственно отнестись к рекомендуемым предложениям.

Даже если эта комнатная проводка проложена под штукатуркой и имеет хороший тепловой контакт со стеной.

Настораживает хотя бы такой факт, что в случае пожара в доме, квартире, при выяснении причины возгорания обычно указывают (как правило) на короткое замыкание в электропроводке.

Это ли было причиной пожара или нет, но как бы признается тот факт, что электрические сети в домах перегружены. А сегодняшнее «увлечение», в каждом домашнем хозяйстве, энергоемкими электрическими приборами, дополнительно усложнило ситуацию.

Я рекомендовал бы ориентироваться на плотность тока в медном проводе не более 5 А/мм.кв .
В алюминиевом проводе не более 3,5 А/мм.кв . Это с небольшим запасом на случай перегруза в сети.

Если ток в проводе превышает эти величины, то провод начинает греться, изоляция в местах соединения проводника начинает обгорать или плавиться вплоть до отгорания самого провода, деталей контактов, зажимов прибора. При перегрузке током могут загореться и сами провода.
На надежность проводов и кабелей влияют также и другие факторы:

  • — изоляция от повышенной температуры высыхает и при механическом воздействии может отшелушиться от провода, оголяя его;
  • — в сырых помещениях прокладываемые провода и кабели должны иметь двойную резиновую или виниловую изоляцию;
  • — под влиянием различных масел и кислот резиновая изоляция разбухает, от кислоты разрушается;
  • — изоляция из пластмасс ( полиэтилен и др.) под воздействием повышенной температуры начинает плавиться, а при отрицательной температуре твердеет и трескается на изгибах;
  • — изоляция из полиэтилена и резины также портится под воздействием прямых солнечных лучей.

Все это нужно учитывать при выборе проводов и кабелей для подключения электроприборов при эксплуатации в различных условиях.

Таблица тока в обмотке от диаметра провода

П = ,

где Iс– ток соответствующей обмотки одного стержня, ток фазный;ср– средняя плотность тока в обмотках ВН и НН.

В зависимости от выбора значения србудут изменяться объем и масса обмотки, а следовательно, и электрические потери в них Рэ. Обычно при расчете трансформатора потери короткого замыкания Ркбывают заданы, и выбор средней плотности тока должен быть связан с заданной величиной Рк.

Для определения средней плотности тока в обмотках, обеспечивающей получение заданных потерь короткого замыкания, можно воспользоваться формулами:

для медных обмоток

ср= 0,745Ка,;

ср= 0,464 Кд,;

где S– полная мощность трансформатора, кВА; Рк– потери короткого замыкания, Вт;Ub– напряжение одного витка;d12– средний диаметр канала между обмотками, см; Кд– коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, в стенах бака и т. д., принимается по табл. 5.1.

Значение Кддля трехфазных трансформаторов

Мощность трансформа-тора, кВА

Примечание. Для сухих трансформаторов мощностью 10–160 кВА принимать Кд =0,99–0,96 и мощностью 250–1600 кВА Кд =0,92–0,96.

Расчетные значения срследует сверить с данными табл. 5.2, где приведены ориентировочные значения практически применяемых плотностей токов. Сверка рассчитанногосримеет целью избежать грубых ошибок в расчетеср.

Средняя плотность тока в обмотках , А/мм², для современных трансформаторов с потерями короткого замыкания

а) масляные трансформаторы

Мощность транс-форматора, кВА

б) сухие трансформаторы

Мощность транс-форматора, кВА

Примечания: 1. Для трансформатора с потерями короткого замыкания вышеуказанных государственных стандартов возможен выбор плотности тока в масляных трансформаторах до 4,5 А/мм² в медных и до 2,7 А/мм² – алюминиевых обмотках; в сухих трансформаторах – соответственно до 3 и 2 МА/м². 2. Плотность тока в обмотках из транспонированного провода выбирается так же, как и для медного или алюминиевого провода. 3. Плотность тока в обмотках из алюминиевой ленты выбирается как для алюминиевого провода.

После определения средней плотности тока ср и сечения витка Π для каждой из обмоток можно произвести выбор типа конструкции обмотки. Конструкция и тип обмотки применяется по табл. 5.3.

При расчете обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров провода. В обмотках из круглого провода выбирают провод, ближайший по площади поперечного сечения к сечению Π, определенному по выбранной плотности тока ср, или в некоторых случаях подбираются два-три провода с соответствующим общим суммарных сечением.

При расчете винтовых, непрерывных катушечных и в большинстве случаев двухслойных и многослойных цилиндрических обмоток из их провода прямоугольного сечения желательно применять провода большего сечения, что упрощает намотки у них на станке и позволяет получить наиболее компактное ее размещение на сердечнике. Однако применение крупных размеров провода ограничивается условиями охлаждения обмотки и величиной допустимых добавочных потерь от вихревых токов, вызываемых потоком рассеяния.

Основные свойства и нормальные пределы применения различных типов обмоток масляных, а также сухих трансформаторов

Применение на стороне

Пределы применения, включительно

по мощности трансфомато-ра S, кВА

по току на стержень

одно- и двухслойная из

Смотрите так же:  Разводка электрика своими руками

Простая технология изготовления, хорошее

Малая механическая прочность

Хорошее запол-нение окна магнитной системы, простая технология изготовления

Уменьшение охлаж-даемой поверх-ности по сравнению с обмотками, имею-щими радиальные каналы

От 630 до 80000

От 15–18 до 1000–1200

От 10–13 до 1000–1200

Цилиндрическая многослойная из

Простая техно-логия изготов-ления, хорошее охлаждение, хорошее заполне-ние окна магнит-ной системы

Малая механическая прочность в радиальном направлении

Цилиндрическая многослойная из круглого провода

Простая технология изготовления

отдачи и умень-шение механи-ческой прочности с ростом мощности.

двух- и многоходо-

вая из прямоуголь-

Высокая меха-ническая проч-ность, надежная изоляция, хоро-шее охлаждение

Более высокая стоимость по сравнению с цилиндрической обмоткой

Непрерывная катушечная из прямоугольного провода

Высокая электри-ческая и механи-ческая проч-ность, хорошее охлаждение

перекладки половины катушек при намотке

Перегрев поверхности обмотки над температурой окружающего ее масла определяется по плотности теплового потока на поверхности обмотки, т. е. по потерям в обмотке отнесенных к единице поверхности q, Вт/м 2 . Величина q в целях недопущения чрезмерного нагрева обмоток в масляных трансформаторах ограничивается пределами q  (1200–1400) Вт/м 2 и во всяком случае не более 1600 Вт/м 2 .

В трансформаторах с искусственной циркуляцией масла допускается q(2000–2200) Вт/м 2 . Превышение указанных значений приводит к существенному увеличению веса охладительной системы трансформатора. В сухих трансформаторах для внутренних обмоток НН допускаютq280 Вт/м 2 .

Расчет обмоток проводится в следующей последовательности:

определяется число витков в фазе соответствующей обмотки, . После округления числа витков до целого числа уточняется напряжение одного витка и значение магнитной индукции в стержне, Bc;

определяется ориентировочное сечение, мм 2 , витка соответствующей обмотки по выражению:

;

по ориентировочному сечению обмотки сортаменту обмоточных проводов принимаются соответствующие провода. Проводов может быть один или несколько. Примеры витков для различных обмоток приведены ниже.

В масляных трансформаторах применяется провод марки ПБ (с бумажной изоляцией).

В сухих трансформаторах применяется обычно более качественная изоляция марок ПСД и ПСДК.

Номинальные размеры и сечения прямоугольных проводов медных и алюминиевых проводов соответственно марок ПБ и АПБ приведены в табл. 5.4.

Номинальные размеры и сечения прямоугольных проводов марок ПСД и ПСДК приведены в табл. 5.5.

Номинальные диаметры и сечения круглых проводов марок ПБ, ПСД и ПСДК приведены в табл. 5.6.

По основным параметрам трансформатора – номинальной мощности;– номинальным напряжениям обмоток НН и ВН;– номинальному фазному току обмоток выбирается тип обмоток по табл. 5.3.

По выбираемому типу соответствующих обмоток производится расчет обмоток по методикам, приведенным ниже.

Номинальные размеры и сечения медного алюминиевого обмоточного провода марок ПБ и АПБ (размеры аиб,мм, сечение, мм 2 )

Медные провода марки ПБ – все размеры таблицы, за исключением проводов с размером б17 и 18 мм

Алюминиевый провод марки АПБ – все размеры таблицы вправо и вверх от жирной черты

а

1,80

Окончание табл. 5.4

Примечания: 1. Провод марок пб и апб выпускается с толщиной изоляции на две стороны 2б = 0,45(0,50), 0,55(0,62), 0,72(0,82), 0,96(1,06), 1,20(1,35), 1,35(1,50), 1,68(1,83) и 1,92(2,07) мм. 2. Вне скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках. 3. Медный провод марки пду выпускается с размерами проволоки по стороне а от 1,8 до 5,6 мм и по стороне б от 6,7 до 18 мм с изоляцией толщиной 2б = 1,35(1,45), 2,00(2,20), 2,48(2,63), 2,96(3,16), 3,60(3,80), 4,08(4,28), и 4,40(4,65) мм.

Номинальные размеры и сечения прямоугольного медного обмоточного провода марок ПСД и ПСДК (предпочтительные размеры) (размеры аиб,мм, сечения, мм 2 )

Примечание. Номинальная удвоенная толщина изоляции 2б = 0,27–0,48 мм. В расчете принимать для проводов с проводов с размером в

Марка АПБ – алюминий

Марка АПБ – алюминий

Примечания: 1. Провод марок ПБ и АПБ всех диаметров выпускается с изоляцией на две стороны толщиной 2б=0,30(0,40); 0,72(0,82); 0,96(1,06); и 1,20(1,35) мм; провод диаметром от 2,24 мм и выше – также с изоляцией 1,68(1,83) и 1,92(2,07), а провод диаметром от 3,75 мм и выше – также с изоляцией 2,88(3,08); 4,08(4,33);5,76(6,11) мм

2. Без скобок указана номинальная толщина изоляции. Размеры катушек считать по толщине изоляции, указанной в скобках.

3. Увеличение массы провода за счет изоляции дано для медного провода. Для алюминиевого провода марки АПБ данные таблицы по увеличению массы умножить на 3,3.

4. Увеличение массы провода ПБ и АПБ с усиленной изоляцией принимать по табл. 5.4 с учетом прим. 3 к табл. 5.1.

5. Провода марок ПСД и ПСДК выпускаются в пределах диаметров от 1,18 до 5,0 мм и провода марок АПСД и АПСДК – от 1,32 до 5,0 мм.

6. Толщина изоляции провода марок ПСД, ПСДК, АПСД и АПСДК при диаметрах до 2,12 мм 2б = 0,29 мм (в расчете принимать 0,30 мм), при диаметрах от 2,24 до 5,0 мм 2б = 0,35–0,38 мм (в расчете принимать 0,40 мм).

7. Для проводов марок ПСД и ПСДК данные таблицы по увеличению массы умножить на 1,75 для диаметров от 1,18 до 2,12 мм и на 2,1 для диаметров от 2,24 мм и выше. Для алюминиевых проводов марок АСПД и АПСДК учитывать прим. 3.

Если расчетное выходит из допустимых пределов, следует изменить высоту обмотоки пересчитатьи.

Иногда допускается увеличить канал (в случае еслирасчетное менее заданного), так какпринимается в расчете как минимально–допустимое поэтому увеличивать его можно.

Пересчитывая несколько раз обмотки НН и ВН достигают оптимальных значений размеров ,ии

Только после этого приступают к расчету всех необходимых для дальнейших расчетов размеров обмотки: и,и; поверхностей охлаждения обмоток НН и ВН.

Затем приступают к расчету потерь короткого замыкания, полного напряжения короткого замыкания и механических сил в обмотках.

Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки

Чем толще, тем лучше, но с условием, что он поместится в окно магнитопровода. Если окно небольшое, то желательно посчитать ток каждой наматываемой обмотки, чтобы рассчитать оптимальный диаметр провода обмотки трансформатора из имеющихся в наличии.

Рассчитать ток катушки можно по формуле:

P – мощность потребляемая от данной обмотки,

U – действующее напряжение данной обмотки.

Например, у меня потребляемая мощность 31 Ватт и вся она будет отдаваться катушками «III» и «IV».

31 / (12,8+12,8) = 1,2 Ампер

Диаметр провода обмотки трансформатора, первичной или вторичной можно вычислить по формуле:

D – диаметр провода в мм,

I – ток обмотки в Амперах,

j – плотность тока в Ампер/мм².

Плотность тока можно выбрать по таблице

Ток, протекающий через катушки «III» и «IV» – 1,2 Ампера.

А плотность тока я выбрал – 2,5 А/ мм².

1,13√ (1,2 / 2,5) = 0,78 мм

У меня нет провода диаметром 0,78 мм, но зато есть провод диаметром 1,0мм. Поэтому, я на всякий случай посчитаю, хватит ли мне места для этих катушек.

На картинке два варианта конструкции каркаса: А – обычная, В– секционная.

  1. Количество витков в одном слое.
  2. Количество слоёв.

Ширина моего не секционированного каркаса 40мм.

Мне нужно намотать 124 витка проводом 1,0 мм, у которого диаметр с изоляцией равен 1,08 мм. Таких обмоток требуется две.

124 * 1,08 * 1,1 : 40 ≈ 3,68 слоя

1,1 – коэффициент. На практике, при расчёте заполнения нужно прибавить 10 – 20% к полученному результату. Я буду мотать аккуратно, виток к витку, поэтому добавил 10%.

Получилось 4 слоя провода диаметром 1,08мм. Хотя, последний, четвёртый слой заполнен только на несколько процентов.

Определяем толщину обмотки:

У меня в распоряжении 9мм глубины каркаса, а значит, обмотка влезет и ещё останется свободное место.

Ток катушки «II» вряд ли будет больше чем – 100мА.

1,13√ (0,1 / 2,5) = 0,23 мм

Диметр провода катушки «II» – 0,23мм.

Это малюсенькая по заполнению окна обмоточка и её можно даже не принимать в расчёт, когда остаётся так много свободного места.

Конечно, на практике у радиолюбителя выбор проводов невелик. Если нет провода подходящего сечения, то можно намотать обмотку сразу несколькими проводами меньшего диаметра. Только, чтобы не возникло перетоков, мотать нужно одновременно двумя, тремя или даже четырьмя проводами. Перетоки, возникают тогда, когда есть даже незначительные отклонения в длине обмоток соединённых параллельно. При этом, из-за разности напряжений, возникает ток, который греет обмотки и создаёт лишние потери.

Перед намоткой в несколько проводов, сначала нужно посчитать длину провода обмотки, а затем разрезать провод на требуемые куски.

Длина проводов будет равна:

L – длина провода,

p – периметр каркаса в середине намотки,

ω – количество витков,

Укладывать обмотку при намотке в несколько проводов сложно и утомительно, поэтому лучше перестраховаться и использовать этот коэффициент, компенсирующий ошибки расчёта и неаккуратной укладки.

Толстый провод необходимо мотать виток к витку, а более тонкие провода можно намотать и в навал. Главное, чтобы обмотка поместилась в окно магнитопровода.

Если намотка производится аккуратно без повреждения изоляции, то никаких прокладок между слоями можно не применять, так как, при постройке УНЧ средней мощности, большие напряжения не используются. Изоляция же обмоточного провода рассчитана на напряжение в сотни вольт. Чем толще провод, тем выше пробивное напряжение изоляции провода. У тонкого провода пробивное напряжение изоляции около 400 Вольт, а у толстого может достигать 2000 Вольт.

Смотрите так же:  Крепеж провода к дереву

Закрепить конец провода можно обычными нитками.

Если при удалении вторичной обмотки повредилась межобмоточная изоляция, защищающая первичную обмотку, то её нужно обязательно восстановить. Тут можно применить плотную бумагу или тонкий картон. Не рекомендуется использовать всякие синтетические материалы вроде скотча, изоленты и им подобные.

Если катушка разделена на секции для первичных и вторичных обмоток трансформатора, то тогда и вовсе можно обойтись без изоляционных прокладок.

Видео: Расчет сечения провода в силовом трансформаторе. Excel

Пример использования Excel в качестве универсального калькулятора для расчета диаметра провода в импульсном трансформаторе. Произведен расчет зависимости максимального тока от сечения проводника.

Выбор типа обмотки трансформатора

Общие требования, предъявляемые к трансформатору, можно подразделить на эксплуатационные и производственные.
Основными эксплуатационными требованиями являются электрическая и механическая прочность и нагревостойкость как обмоток, так и других частей и трансформатора в целом.
Общие эксплуатационные требования, предъявляемые к трансформаторам и их обмоткам, регламентированы соответствующими государственными стандартами. Практически электрическая прочность изоляции обмоток достигается рациональной ее конструкцией, правильным выбором изоляционных промежутков и изоляционных материалов. Требования механической прочности обмотки удовлетворяется путем рационального выбора типа и конструкции обмотки и расположения ее витков и катушек с таким расчетом, чтобы возникающие в обмотке механические силы были по возможности меньшими, а механическая устойчивость возможно большей.
Общие производственные требования сводят к построению трансформатора с наименьшей затратой материалов и труда и наиболее простого по конструкции, т. е. наиболее дешевого.
Задачей проектировщика является разумное сочетание интересов эксплуатации и производства. Эта задача решается в значительной мере уже при выборе того или иного типа обмотки. Поэтому на выбор типа обмотки, наиболее отвечающей требованиям эксплуатации и в то же время наиболее простой и дешевой в производстве, следует обращать особое внимание.
Основными критериями при выборе типа обмотки служат следующие величины:
Iф = Iс – ток нагрузки одного стержня, мощность обмоток одного стержня S′ и номинальное напряжение Uл, а также поперечное сечение витка обмотки П.
Ориентировочное сечение, мм2, витка каждой обмотки может быть определено по формуле:
П = ,
где Iс – ток соответствующей обмотки одного стержня, ток фазный;
Dср – средняя плотность тока в обмотках ВН и НН.
В зависимости от выбора значения Dср будут изменяться объем и масса обмотки, а следовательно, и электрические потери в них Рэ. Обычно при расчете трансформатора потери короткого замыкания Рк бывают заданы, и выбор средней плотности тока должен быть связан с заданной величиной Рк.
Для определения средней плотности тока в обмотках, обеспечивающей получение заданных потерь короткого замыкания, можно воспользоваться формулами:
для медных обмоток
Dср = 0,745Ка , ;
для алюминиевых
Dср = 0,464 Кд , ;
где S – полная мощность трансформатора, кВА; Рк – потери короткого замыкания, Вт; Ub – напряжение одного витка; d12 – средний диаметр канала между обмотками, см; Кд – коэффициент, учитывающий наличие добавочных потерь в обмотках, потери в отводах, в стенах бака и т. д., принимается по табл. 5.1.

Таблица 5.1
Значение Кд для трехфазных трансформаторов

Мощность трансформа-тора, кВА

Примечание. Для сухих трансформаторов мощностью 10–160 кВА принимать
Кд =0,99–0,96 и мощностью 250–1600 кВА Кд =0,92–0,96.

Расчетные значения Dср следует сверить с данными табл. 2, где приведены ориентировочные значения практически применяемых плотностей токов. Сверка рассчитанного Dср имеет целью избежать грубых ошибок в расчете Dср.
Таблица 2

Средняя плотность тока в обмотках D, А/мм², для современных
трансформаторов с потерями короткого замыкания

а) масляные трансформаторы

Мощность транс-форматора, кВА

б) сухие трансформаторы

Мощность транс-форматора, кВА

Примечания: 1. Для трансформатора с потерями короткого замыкания вышеуказанных государственных стандартов возможен выбор плотности тока в масляных трансформаторах до 4,5 А/мм² в медных и до 2,7 А/мм² – алюминиевых обмотках; в сухих трансформаторах – соответственно до 3 и 2 МА/м². 2. Плотность тока в обмотках из транспонированного провода выбирается так же, как и для медного или алюминиевого провода. 3. Плотность тока в обмотках из алюминиевой ленты выбирается как для алюминиевого провода.

После определения средней плотности тока Dср и сечения витка Π для каждой из обмоток можно произвести выбор типа конструкции обмотки. Конструкция и тип обмотки применяется по табл. 3.
При расчете обмоток существенное значение имеет правильный выбор размеров провода. В обмотках из круглого провода выбирают провод, ближайший по площади поперечного сечения к сечению Π, определенному по выбранной плотности тока Dср, или в некоторых случаях подбираются два-три провода с соответствующим общим суммарных сечением.
При расчете винтовых, непрерывных катушечных и в большинстве случаев двухслойных и многослойных цилиндрических обмоток из их провода прямоугольного сечения желательно применять провода большего сечения, что упрощает намотки у них на станке и позволяет получить наиболее компактное ее размещение на сердечнике. Однако применение крупных размеров провода ограничивается условиями охлаждения обмотки и величиной допустимых добавочных потерь от вихревых токов, вызываемых потоком рассеяния.

Перегрев поверхности обмотки над температурой окружающего ее масла определяется по плотности теплового потока на поверхности обмотки, т. е. по потерям в обмотке отнесенных к единице поверхности q, Вт/м2. Величина q в целях недопущения чрезмерного нагрева
обмоток в масляных трансформаторах ограничивается пределами
q £ (1200–1400) Вт/м2 и во всяком случае не более 1600 Вт/м2.
В трансформаторах с искусственной циркуляцией масла допускается q £ (2000–2200) Вт/м2. Превышение указанных значений приводит к существенному увеличению веса охладительной системы трансформатора. В сухих трансформаторах для внутренних обмоток НН допускают
q £ 280 Вт/м2.
Расчет обмоток проводится в следующей последовательности:

  • определяется число витков в фазе соответствующей обмотки, . После округления числа витков до целого числа уточняется напряжение одного витка и значение магнитной индукции в стержне, Bc;
  • определяется ориентировочное сечение, мм2, витка соответствующей обмотки по выражению:

;

  • по ориентировочному сечению обмотки сортаменту обмоточных проводов принимаются соответствующие провода. Проводов может быть один или несколько. Примеры витков для различных обмоток приведены ниже.

В масляных трансформаторах применяется провод марки ПБ (с бумажной изоляцией).
В сухих трансформаторах применяется обычно более качественная изоляция марок ПСД и ПСДК.

  • По основным параметрам трансформатора – номинальной мощности; – номинальным напряжениям обмоток НН и ВН; – номинальному фазному току обмоток выбирается тип обмоток.
  • По выбираемому типу соответствующих обмоток производится расчет обмоток по методикам, приведенным ниже.

После расчета основных размеров обмотки НН – и , и следует рассчитать реактивную составляющую напряжения короткого замыкания Uкр и сравнить его со значением.
Расчет Uкр, %, проводится по формуле:
,
где , здесь и – действительные расчетные значения радиальных размеров обмоток НН и ВН;
,
где d12 = d + 201 + 2a1 + a12, здесь – действительный радиальный размер обмотки НН.
Для трансформаторов мощностью более 10000 кВА размер а, см, определяется выражением:
.
Расчетное напряжение должно быть равно определенному в разд. 4 по заданному значению и . Отличие допускается всего на ± 5 %.

Если расчетное выходит из допустимых пределов, следует изменить высоту обмоток и пересчитать и .
Иногда допускается увеличить канал (в случае если расчетное менее заданного), так как принимается в расчете как минимально–допустимое поэтому увеличивать его можно.
Пересчитывая несколько раз обмотки НН и ВН достигают оптимальных значений размеров , и и
Только после этого приступают к расчету всех необходимых для дальнейших расчетов размеров обмотки: и , и ; поверхностей охлаждения обмоток НН и ВН.
Затем приступают к расчету потерь короткого замыкания, полного напряжения короткого замыкания и механических сил в обмотках.

Похожие статьи:

  • Электропроводка автобуса паз Схема электрооборудования ПАЗ 3205 Простой способ заточить сверло Завязать трос в петлю. Разорвем для проверки прочности. Токарные станки. Цены. Подобрать станок по России Подобрать станок по Украине Подарки для настоящих мужчин […]
  • Электропроводка на 21213 24.4. Интерактивная схема электрооборудования автомобилей ВАЗ–21213 1 - передние фонари; 2 – боковые указатели поворота; 3 - электродвигатель омывателя ветрового стекла; 4 - электродвигатель омывателя фар*; 5 - коммутатор; 6 – […]
  • Электрические схемы сандеро Электросхемы ВА GR NO SA CY Прозрачный или белый BE JA OR VE BJ МА RG VI КАК ЧИТАТЬ ПРИНЦИПИАЛЬНУЮ СХЕМУ 1 - Модельный ряд , 2- Критерии выбора схемы, 3 - Текущий модельный год, 4 - Цвет разъема, 5 - Схема разъема, 6 - Схема […]
  • Электропроводка ваз 21043 карбюратор Общая схема электрооборудования ВАЗ 2104, 2107 Общая схема электрооборудования ВАЗ 2104 карбюратор Схема электрооборудования автомобиля ВАЗ-21043 с панелью приборов 2107:1 - блок-фары; 2 - боковые указатели поворота; 3 - аккумуляторная […]
  • Электромагнитный выключатель схема Устройство автоматического выключателя Автоматический выключатель (автомат) служит для нечастых включений и отключений электрических цепей и защиты электроустановок от перегрузки и коротких замыканий, а также недопустимого снижения […]
  • Подключить розетку для прицепа ваз 2107 Схема подключения прицепа (распиновка розетки фаркопа) Схема подключения на прицеп, фаркоп Для соединения электрики автомобиля с электрикой прицепа используется соединительная фишка. № Код Сигнал Провод 1 L левый поворот 1.5 mm 2 54G […]