Cel mai simplu calcul al transformatoarelor de putere și autotransformatoarelor
Uneori trebuie să-ți faci propriul transformator de putere pentru redresor. În acest caz, cel mai simplu calcul al transformatoarelor de putere cu o putere de până la 100-200 W se efectuează după cum urmează.
Cunoscând tensiunea și cel mai mare curent pe care trebuie să-l furnizeze înfășurarea secundară (U2 și I2), aflăm puterea circuitului secundar: În prezența mai multor înfășurări secundare, puterea se calculează adunând puterile înfășurărilor individuale.
De asemenea, luând randamentul unui transformator de putere mică egală cu aproximativ 80%, determinăm puterea primară:
Puterea este transferată de la primar la secundar prin fluxul magnetic din miez. Prin urmare, valoarea puterii P1 depinde de aria secțiunii transversale a miezului S, care crește odată cu creșterea puterii. Pentru un miez din oțel de transformator normal, S poate fi calculat folosind formula:
unde s este în centimetri pătrați și P1 este în wați.
Valoarea lui S determină numărul de spire w' pe volt. Când utilizați oțel de transformator
Dacă trebuie să faceți un miez din oțel de calitate inferioară, de exemplu, din tablă, fier pentru acoperiș, oțel sau sârmă de fier (trebuie să fie preîncălzite pentru a deveni moi), atunci S și w' trebuie mărite cu 20-30%
Acum puteți calcula numărul de spire ale bobinelor
etc.
În modul de sarcină, poate exista o pierdere vizibilă a unei părți a tensiunii în rezistența înfășurărilor secundare. Prin urmare, se recomandă ca acestea să ia numărul de spire cu 5-10% mai mult decât a fost calculat.
Curentul primar
Diametrele firelor de înfășurare sunt determinate de valorile curenților și se bazează pe densitatea de curent admisă, care pentru transformatoare este luată ca o medie de 2 A / mm2. La o astfel de densitate de curent, diametrul firului fără izolație a fiecărei înfășurări în milimetri este determinat din tabel. 1 sau calculat prin formula:
Când nu există un fir cu diametrul necesar, atunci pot fi luate mai multe fire mai subțiri conectate în paralel. Aria totală a secțiunii transversale a acestora trebuie să fie cel puțin cea care corespunde unui singur conductor calculat. Aria secțiunii transversale a firului este determinată conform tabelului. 1 sau calculat prin formula:
Pentru înfășurările de joasă tensiune care au un număr mic de spire de sârmă groasă și sunt situate deasupra altor înfășurări, densitatea de curent poate fi crescută la 2,5 sau chiar 3 A / mm2, deoarece aceste înfășurări au o răcire mai bună. Apoi, în formula pentru diametrul firului, factorul constant în loc de 0,8 ar trebui să fie 0,7 sau, respectiv, 0,65.
În cele din urmă, verificați amplasarea bobinelor în fereastra principală.Aria totală a secțiunii transversale a spirelor fiecărei înfășurări este (prin înmulțirea numărului de spire w cu aria secțiunii transversale a firului egală cu 0,8d2 de la, unde dfrom este diametrul firului în izolație . Acest lucru poate fi determinat din tabelul 1, care arată și masa conductorului. Se adaugă zonele de secțiune transversală a tuturor înfășurărilor. Pentru a lua în considerare aproximativ slăbirea înfășurării, efectul cadrului izolației etanșări între înfășurări și straturile acestora, este necesar să se mărească suprafața găsită de 2-3 ori. Aria ferestrei de miez nu trebuie să fie mai mică decât valoarea obținută din calcul.
tabelul 1
De exemplu, să calculăm un transformator de putere pentru un redresor care alimentează un dispozitiv cu tub vidat. Lăsați transformatorul să aibă o înfășurare de înaltă tensiune proiectată pentru o tensiune de 600 V și un curent de 50 mA, precum și o înfășurare pentru lămpi de încălzire, cu U = 6,3 V și I = 3 A. Tensiune de rețea 220 V.
Determinați puterea totală a înfășurărilor secundare:
Putere primară
Găsiți aria secțiunii transversale a miezului de oțel al transformatorului:
Numărul de spire pe volt
Curentul primar
Numărul de spire și diametrul firelor bobinelor sunt egale:
• pentru înfăşurarea primară
• pentru a crește înfășurarea
• pentru bobinarea lămpilor incandescente
Să presupunem că fereastra de miez are o secțiune transversală de 5×3 = 15 cm2 sau 1500 mm2, iar diametrele conductorilor izolați selectați sunt următoarele: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.
Să verificăm amplasarea bobinelor în fereastra principală. Găsim aria secțiunii transversale a înfășurărilor:
• pentru înfăşurarea primară
• pentru a crește înfășurarea
• pentru bobinarea lămpilor incandescente
Suprafața totală a secțiunii transversale a înfășurărilor este de aproximativ 430 mm2.
După cum puteți vedea, este de peste trei ori suprafața ferestrei și, prin urmare, bobinele se vor potrivi.
Calculul autotransformatorului are unele particularități. Miezul său trebuie luat în calcul nu pentru puterea secundară totală P2, ci numai pentru acea parte a acesteia care este transmisă de fluxul magnetic și poate fi numită putere de transformare RT.
Această putere este determinată de formulele:
— pentru un autotransformator accelerat
— pentru autotransformatorul descendente și
Dacă autotransformatorul are robinete și va funcționa la valori diferite ale lui n, atunci în calcul este necesar să se ia valoarea lui n care este cea mai diferită de unitate, deoarece în acest caz valoarea lui Pt va fi cea mai mare și este miezul necesar pentru a putea transmite o astfel de putere.
Apoi se determină puterea calculată P, care poate fi luată ca 1,15 • RT. Factorul 1,15 aici reprezintă eficiența autotransformatorului, care este de obicei puțin mai mare decât cea a transformatorului. e
În plus, se aplică formulele pentru calcularea ariei secțiunii transversale a miezului (în raport cu puterea P), numărul de spire pe volt, diametrele de sârmă menționate mai sus pentru transformator. Trebuie remarcat faptul că în partea de înfășurare care este comună circuitelor primare și secundare, curentul este egal cu I1 — I2 dacă autotransformatorul este în creștere și I2 — I1 dacă este în scădere.