Як розрахувати трансформатор?

Як розрахувати трансформатор?

Іноді доводиться самостійно виготовляти силовий трансформатор для випрямляча. У цьому випадку найпростіший розрахунок силових трансформаторів потужністю до 100 200 Вт проводиться наступним чином. Знаючи напругу і найбільший струм, який має давати вторинна обмотка (U2 і I2), знаходимо потужність вторинної ланцюга: При наявності декількох вторинних обмоток потужність підраховують шляхом складання потужностей окремих обмоток. Далі, беручи ККД трансформатора невеликої потужності, рівним близько 80%, визначаємо первинну потужність:

Потужність передається з первинної обмотки у вторинну через магнітний потік в осерді. Тому від значення потужності Р1 залежить площа поперечного перерізу осердя S, яка зростає при збільшенні потужності. Для сердечника з нормальної трансформаторної сталі можна розрахувати PSP за формулою: де s в квадратних сантиметрах, а Р1 у ВАТ.

За значенням PSP визначається число витків w ‘на один вольт. При використанні трансформаторної сталі Якщо доводиться робити сердечник зі сталі гіршої якості, наприклад з жерсті, покрівельного заліза, сталевий або залізної дроту (їх треба попередньо отжечь, щоб вони стали м’якими), то слід збільшити PSP і w ‘на 2030%. і т. д. У режимі навантаження може бути помітна втрата частини напруги на опорі вторинних обмоток. Тому для них рекомендується число витків брати на 510% більше розрахованого. Діаметри проводів обмоток визначаються за значеннями струмів і виходячи з допустимої щільності струму, яка для трансформаторів приймається в середньому 2 А/мм2.

При такій щільності струму діаметр проводу без ізоляції будь обмотки в міліметрах визначається за табл. 1 або обчислюється за формулою:

Коли немає дроти потрібного діаметру, то можна взяти кілька з’єднаних паралельно більш тонких проводів. Їх сумарна площа перетину повинна бути не менше тієї, яка відповідає розрахованому одному дроту. Площа поперечного перерізу проводу визначається за табл. 1 або розраховується за формулою: Для обмоток низької напруги, що мають невелику кількість витків товстого дроту і розташованих поверх інших обмоток, щільність струму можна збільшити до 2, 5 і навіть 3 А/мм2, так як ці обмотки мають краще охолодження.

Тоді у формулі для діаметра проводу постійний коефіцієнт замість 0, 8 повинен бути відповідно 0, 7 або 0, 65. На закінчення слід перевірити розміщення обмоток у вікні сердечника.

Загальна площа перетину витків кожної обмотки знаходиться (множенням числа витків w на площу перерізу проводу, що дорівнює 0, 8d2із, де dіз діаметр проводу в ізоляції. Його можна визначити за табл. 1, в якій також вказана маса дроти. Площі перерізу всіх обмоток складаються.

Щоб врахувати орієнтовно нещільність намотування, вплив каркаса ізоляційних прокладок між обмотками і їх шарами, потрібно знайдену площа збільшити в 23 рази. Площа вікна сердечника не повинна бути менше значення, отриманого з розрахунку. Як приклад розрахуємо силовий трансформатор для випрямляча, живлячої деякий пристрій з електронними лампами. Нехай трансформатор повинен мати обмотку високої напруги, розраховану на напругу 600 В і струм 50 мА, а також обмотку для напруження ламп, що має U = 6, 3 В і I = 3 А. Мережеве напруга 220 В. Припустимо, що вікно сердечника має площу перетину 5 × 3 = 15 см2 або 1500 мм2, а у обраних проводів діаметри з ізоляцією наступні: d1із = 0, 44 мм; d2із = 0, 2 мм; d3із = 1, 2 мм.

Перевіримо розміщення обмоток у вікні сердечника. Знаходимо площі перетину обмоток: Загальна площа перетину обмоток становить приблизно 430 мм2. Як видно, вона в три з гаком рази менше площі вікна і, отже, обмотки розмістяться.

Розрахунок автотрансформатора має деякі особливості. Його сердечник треба розраховувати не на повну вторинну потужність Р2, а тільки на ту її частину, яка передається магнітним потоком і може бути названа трансформованою потужністю Рт. для понижуючого автотрансформатора, причому Якщо автотрансформатор має відводи і працюватиме при різних значеннях n, то в розрахунку треба брати значення п, найбільш відрізняється від одиниці, так як в цьому випадку значення Рт буде найбільше і треба, щоб сердечник міг передати таку потужність. Потім визначається розрахункова потужність Р, яка може бути прийнята рівною 1, 15Рт.

Множник 1, 15 тут враховує ККД автотрансформатора, який звичайно трохи вище, ніж у трансформатора. Д алеї застосовуються формули розрахунку площі перетину сердечника (за потужністю Р), числа витків на вольт, діаметрів проводів, зазначені вище для трансформатора.

При цьому треба мати на увазі, що в частині обмотки, яка є загальною для первинної та вторинної ланцюгів, струм дорівнює I1 I2, якщо автотрансформатор підвищувальний, і I2 I1 якщо він понижуючий.

Як розрахувати трансформатор?

Сподобалася стаття? Поділися нею з друзями!




Комментарии закрыты