Den enkleste beregningen av krafttransformatorer og autotransformatorer
Noen ganger må du lage din egen krafttransformator til likeretteren. I dette tilfellet utføres den enkleste beregningen av krafttransformatorer med en effekt på opptil 100-200 W som følger.
Når vi kjenner til spenningen og den høyeste strømmen som sekundærviklingen må levere (U2 og I2), finner vi kraften til sekundærkretsen: Ved tilstedeværelse av flere sekundærviklinger beregnes effekten ved å legge til effektene til de enkelte viklingene.
Ved å ta effektiviteten til en laveffekttransformator lik omtrent 80%, bestemmer vi primæreffekten:
Kraft overføres fra primær til sekundær gjennom den magnetiske fluksen i kjernen. Derfor avhenger kraftverdien P1 av tverrsnittsarealet til kjernen S, som øker med økende kraft. For en kjerne laget av normalt transformatorstål kan S beregnes ved å bruke formelen:
der s er i kvadratcentimeter og P1 er i watt.
Verdien av S bestemmer antall omdreininger w' per volt. Ved bruk av transformatorstål
Hvis du skal lage en kjerne av stål av lavere kvalitet, for eksempel av blikk, takjern, stål eller jerntråd (de må forvarmes for å bli myke), så må S og w' økes med 20-30 %
Nå kan du beregne antall omdreininger av spolene
etc.
I belastningsmodus kan det være et merkbart tap av noe av spenningen i motstanden til sekundærviklingene. Derfor anbefales det at de tar antall svinger med 5-10 % mer enn beregnet.
Primærstrøm
Diametrene til viklingstrådene bestemmes av verdiene til strømmene og er basert på den tillatte strømtettheten, som for transformatorer er tatt som et gjennomsnitt på 2 A / mm2. Ved en slik strømtetthet bestemmes diameteren på ledningen uten isolasjon av hver vikling i millimeter fra tabellen. 1 eller beregnet med formelen:
Når det ikke er noen ledning med ønsket diameter, kan flere tynnere ledninger koblet parallelt tas. Deres totale tverrsnittsareal må være minst det som tilsvarer den beregnede enkeltlederen. Tverrsnittsarealet til ledningen bestemmes i henhold til tabellen. 1 eller beregnet med formelen:
For lavspenningsviklinger som har et lite antall svinger med tykk ledning og er plassert på toppen av andre viklinger, kan strømtettheten økes til 2,5 eller til og med 3 A / mm2, siden disse viklingene har bedre kjøling. Så, i formelen for diameteren til ledningen, skal konstantfaktoren i stedet for 0,8 være henholdsvis 0,7 eller 0,65.
Sjekk til slutt plasseringen av spolene i hovedvinduet.Det totale tverrsnittsarealet av vindingene til hver vikling er (ved å multiplisere antall omdreininger w med tverrsnittsarealet til ledningen lik 0,8d2 fra, der dfra er diameteren til ledningen i isolasjon. Dette kan bestemmes fra tabell 1, som også viser lederens masse. Tverrsnittsarealene til alle viklingene legges til. For å ta hensyn til omtrentlig løsheten til viklingen, effekten av rammen til isolasjonen tetter mellom viklingene og lagene deres, er det nødvendig å øke området funnet med 2- 3 ganger. Arealet av kjernevinduet bør ikke være mindre enn verdien oppnådd fra beregningen.
tabell 1
Som et eksempel, la oss beregne en krafttransformator for en likeretter som mater en eller annen vakuumrørenhet. La transformatoren ha en høyspenningsvikling designet for en spenning på 600 V og en strøm på 50 mA, samt en vikling for varmelamper, med U = 6,3 V og I = 3 A. Nettspenning 220 V.
Bestem den totale kraften til sekundærviklingene:
Primær makt
Finn tverrsnittsarealet til stålkjernen til transformatoren:
Antall omdreininger per volt
Primærstrøm
Antall omdreininger og diameteren på ledningene til spolene er like:
• for primærvikling
• for å øke viklingen
• for vikling av glødelamper
Anta at kjernevinduet har et tverrsnittsareal på 5×3 = 15 cm2 eller 1500 mm2, og diametrene til de valgte isolerte lederne er som følger: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.
La oss sjekke plasseringen av spolene i hovedvinduet. Vi finner tverrsnittsarealet til viklingene:
• for primærvikling
• for å øke viklingen
• for vikling av glødelamper
Det totale tverrsnittsarealet til viklingene er omtrent 430 mm2.
Som du kan se, er det mer enn tre ganger arealet av vinduet, og derfor vil spolene passe.
Beregningen av autotransformatoren har noen særegenheter. Dens kjerne skal ikke telles for den totale sekundære effekten P2, men bare for den delen av den som overføres av den magnetiske fluksen og kan kalles transformasjonseffekten RT.
Denne kraften bestemmes av formlene:
— for en step-up autotransformator
— for nedtrappingsautotransformatoren og
Hvis autotransformatoren har kraner og vil fungere ved forskjellige verdier av n, er det i beregningen nødvendig å ta verdien av n som er mest forskjellig fra enhet, siden i dette tilfellet vil verdien av Pt være størst og det er nødvendig kjerne for å kunne overføre slik kraft.
Deretter bestemmes den beregnede effekten P, som kan tas som 1,15 • RT. Faktoren 1,15 her står for effektiviteten til autotransformatoren, som vanligvis er litt høyere enn transformatorens. e
I tillegg brukes formlene for å beregne tverrsnittsarealet til kjernen (i forhold til kraften P), antall omdreininger per volt, de ovennevnte ledningsdiametrene for transformatoren. Det skal bemerkes at i den delen av viklingen som er felles for primær- og sekundærkretsene, er strømmen lik I1 — I2 hvis autotransformatoren øker, og I2 — I1 hvis den avtar.