244 (42)

244 OBLICZANIE KONSTRUKCYJNE

244 OBLICZANIE KONSTRUKCYJNE

łtys. XV.32. Wykres podający zwiększenie się indukcyjności rozproszenia po rozdzieleń u jednego z uzwojeń na dwie nierówne części

W transformatorze obciążonym opornością rzeczywistą części uzwojenia dzielonego powinny mieć jednakowe liczby zwojów, co daje najmniejszą indukcyjność rozproszenia. Jeśli natomiast ^f _r* trzeba zrównać z wartością wyznaczoną z obliczeń parametrów elektrycznych, to można tego dokonać przez podzielenie uzwojenia na dwie niejednakowe części, przez co wzrośnie indukcyjność rozproszenia. W ten sposób można otrzymać dowolną wartość 1 _r* zawartą między wartościami odpowiadającymi uzwojeniom przeplatanym i nieprzeplatanym. Dla łatwiejszego stosowania tego sposobu dobierania indukcyjności rozproszenia podano na rys. XV. 32 wykres indukcyjności rozproszenia transformatora w funkcji stosunku liczb zwojów w częściach, na które dzieli się uzwojenie. Wykres został sporządzony na podstawie zależności wyprowadzonej w sposób, jaki był zastosowany do obliczania indukcyjności rozproszenia uzwojenia przeplatanego. Na osi odciętych odłożono stosunek p liczby zwojów układanych z zewnątrz do całkowitej liczby zwojów uzwojenia. Na osi rzędnych odłożono stosunek odpowiedniej in-dukcyiności rozproszenia do indukcyjności rozproszenia nrzy jednakowych połówkach, tj. obliczanej według wzoru (XV.55) przy m = 2. Indukcyjności rozproszenia zależą w pewnym stopniu od stosunku grubości rozdzielającej uzwojenia przekładki, do całkowitej grubości uzwojeń. Dlatego na wykresie podano krzywe dla trzech wartości tego stosunku. Krzywa środkowa odoowiada najczęściej spotykanemu przypadkowi i wobec tego normalnie posługujemy się nią przy obliczeniach. Obliczamy mianowicie najpierw indukcyjność rozproszenia dla jednakowych połówek przeplatanych uzwojeń według wzoru (XV.55) przy m = = 2, dzielimy Lr wyznaczoną z obliczeń parametrów elektrycznych przez otrzymaną wartość Lr*; otrzymany stosunek odkładamy na rzędnej rys. XV. 32 i z krzywej środkowej otrzymujemy odciętą wskazującą, jaka część uzwojenia ma być ułożona z zewnątrz.

Przedstawimy to na przykładzie. Żądana indukcyjność rozproszenia obliczom przy wyznaczaniu parame'rów elektrycznych transformatora wyjściowego wynosi 13,2 mli; indukcyjność rozproszenia otrzymana ze wzoru (XV 55) po podstaw.eniu danych konstrukcyjnych cylindrycznego uzwojenia przeplatanego o m 2 jest równa 5.5 mH. Uzwojenie pierwotne ma 1000 zwojów, wtórne — 10 000 zwojów. Stosunek indukcyjności rozproszenia wynosi w danym przypadku

L,

^l-rk

13,2

5,5

- 2,4

Zakładając, że grubość izolacji wynosi 005 grubości uzwojenia, znajdziemy z krzywej środkowej przedstawionej na rys. XV.32, że stosunek p 0,87. Wobec tego dzielimy uzwojenie wtórne na dwie części (transformator jest wejściowy) i umieszczamy między tymi częściami uzwojenie pierwotne. Najpierw nawijamy (1 — 0,87) 10 000    1300 zwojów uzwojenia wtórnego, potem wszystkie 1000 zwo ów

uzwojenia pierwotnego i wreszcie z wierzchu pozostałe 0,87-10 000 — 8700 zwojów uzwojenia wtórnego W takim uzwo emu indukcyjność rozproszenia jest 2.4 la/a większa od indukcyjności rozproszenia przy jednakowych połówkach uzwojenia wtórnego i wynosi żądane 13,2 mil

4. Sposób dobierania indukcyjności rozproszenia uzwojeń krążkowych oraz wyznaczania potrzebnej liczby sekcji

Indukcyjność rozproszenia nieprzeplatanych uzwojeń krążkowych jest bardzo duża i zazwyczaj ma znacznie większą wartość od wartości wyznaczonej przy obliczaniu parametrów elektrycznych. Z tego powodu uzwojenia krążkowe wykonuje się zwykle jako przeplatane. Dla ustalenia potrzebnej liczby sekcji przy takim sposobie rozmieszczenia uzwojeń trzeba tylko obliczyć, ilokrotnie musi być zmniejszona indukcyjność rozproszenia L_rh ótrzymana przy stosowaniu krążkowych uzwojeń nieprzeplatanych, aby otrzymać wartość L_r wyznaczoną z obliczeń parametrów elektrycznych. Ponieważ indukcyjność rozproszenia transformatora maleje proporcjonalnie do kwadratu liczby elementów uzwojeń, przeto liczba elementów powinna być równa pierwiastkowi kwadratowemu ze stosunku i,* do L_r. Po podstawieniu do wyrażenia na 1 _r* wartości k równej w danym przypadku w przybliżeniu 0,95, znajdziemy

m

/

• 10® h Lr

2

1

(XV.56)

Tak obliczoną wartość m zaokrągla się do najbliższej większej liczby parzystej i po dodaniu jedności otrzymuje się szukaną liczbę sekcji

s = m -+• 1    (XV.57)

Jeżeli oblicza się transformator obciążony opornością rzeczywistą, to ustala się, jaką indukcyjność otrzymujemy przy obranej liczbie sekcji, oraz wykreśla się charakterystykę częstotliwościową biorąc pod uwagę tę indukcyjność. Gdy natomiast indukcyjność rozproszenia ma być równa indukcyjności wyznaczonej przy obliczaniu parametrów elektrycznych transformatora, to zwiększa się ją do odpowiedniej wartości przez zmianę grubości przekładki między sekcjami i grubości samych sekcji.

Wyjaśnia to poniższy przykład. Trzeba określić liczbę sekcji w transformatorze o danych: h = 0,7 cm. <_cu 10 cm, A 0,0 cm, Ai 1 cm. A-i — 1 cm, zj •=■ = 1000 zwojów. Indukcyjność rozproszenia wyznaczona z obliczań parametrów elektrycznych wynosi 6,5 mH. Po podstawieniu tych danych do wzoru (XV. 56) otrzymamy

m

Id I000*

10® • 0,7 • 6,5 • 10-3

(o,6 +

5,75

Po zaokrągleniu m do najbliższej większej liczby parzystej, tj. do 6, ze wzoru (XV. 57) otrzymamy, że szukana liczba sekcji wynosi siedem. Indukcyjność rozproszenia jest przy tym nieco mniejsza od otrzymanej z elektrycznego obliczenia (około 6 mH); jeśli to jest dopuszczalne, konstruuje się transforma'or o siedmiu sekcjach. W przypadku gdy konieczne jest zwiększenie L, do 6,5 mH, można to łatwo uzyskać przez nieznaczne zwiększenie odległości między sekcjami.

5. Indukcyjność rozproszenia niesymetrycznego uzwojenia krążkowego oraz uzwojenia o parzystej liczbie sekcji

Niekiedy dla uproszczenia produkcji transformatorów o uzwo^:eniach krążkowych skrajne sekcje wykonuje się tak samo jak i wewnętrzne (o tej samej liczbie zwojów i tej samej grubości). Zmniejsza to liczbę rodzajów sekcji transformatora z trzech do dwóch. Jednakże, gdy ogólna liczba sekcji jest nieparzysta, prowadzi