Теория расчёта силового трансформатора. Углублённый курс - повышаем свои знания!

Рассказать в:

                                                                                                              МЕТОДИКА РАСЧЕТА СЕТЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Целью расчета является получение заданных выходных параметров трансформатора (для сети с частотой 50 Гц) при его минимальных габаритах и массе.

Расчет трансформатора целесообразно начать с выбора магнитопровода, т. е. определения его конфигурации и геометрических размеров.

Наиболее широко распространены три вида конструкции магнитопроводов, приведенные на рис. 7.17.

Теория расчёта силового трансформатора. Углублённый курс - повышаем свои знания!

Рис. 7.17. Конструкции магнитопроводов трансформаторов: а) броневого пластинчатого; 6) броневого ленточного; в) кольцевого ленточного

Для малых мощностей, от единиц до десятков Вт, наиболее удобны броневые трансформаторы. Они имеют один каркас с обмотками и просты в изготовлении.

Трансформатор с кольцевым сердечником (торроидальный) может использоваться при мощностях от 30 до 1000 Вт, когда требуется минимальное рассеяние

магнитного потока или когда требование минимального объема является первостепенным. Имея некоторые преимущества в объеме и массе перед другими типами

конструкций трансформаторов, торроидальные являются вместе с тем и наименее технологичными (удобными) в изготовлении.

Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются:

   напряжение первичной обмотки u1;

   напряжение вторичной обмотки u2 ;

   ток вторичной обмотки i 2,

   мощность вторичной обмотки Р2 = i2 × u2 = Рвых

Если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой всех мощностей вторичных обмоток (Рвых)

                                                                                          РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА

Размеры магнито-провода выбранной конструкции, необходимые для получения от трансформаторов заданной мощности, могут быть найдены на основании выражения:

 

sст sок = 0,901 pвых/b max   j  Кок Кст    

где:

sст — сечение стали  магнито-провода в месте расположения катушки;

sok — площадь окна в магнито-проводе;

Вмах — магнитная индукция, см. табл. 7.5;

j — плотность тока, см. табл. 7.6;

Кок — коэффициент заполнения окна, см. табл. 7.7;

Кст      коэффициент   заполнения   магнито-провода   сталью,   см. табл. 7.8;

Величины электромагнитных нагрузок Вмах и j зависят от мощности, снимаемой со вторичной обмотки цепи трансформатора, и берутся для расчетов из таблиц 7.5 и 7.6.

Коэффициент заполнения окна Кок приведен в таблице 7.7 для обмоток, выполненных проводом круглого сечения с эмалевой изоляцией.

Коэффициент заполнения сечения магнито-провода сталью К ст  зависит от толщины стали, конструкции магнито-провода (пластинчатая, ленточная) и способа изоляции пластин или лент друг от друга. Величина коэффициента   Кст  для наиболее часто используемой толщины пластин может быть найдена из таблицы 7.8

Теория расчёта силового трансформатора. Углублённый курс - повышаем свои знания!

ПРИМЕЧАНИЕ:

1.            Коэффициенты заполнения для пластинчатых сердечников указаны в скобках при изоляции пластин лаком или фосфатной пленкой.

2.            Коэффициент  заполнения  для ленточных  магнито-проводов  указаны  при  изготовлении их  методом  штамповки и гибки ленты.

Определив величину sct×sok, можно выбрать необходимый линейный размер магнито-провода, имеющий соотношение площадей не менее, чем получено в результате расчета.

Величину номинального тока первичной обмотки находим по формуле:

                                 i1  =  pвых  / uƞ× cos ϕ

Теория расчёта силового трансформатора. Углублённый курс - повышаем свои знания!


Токи вторичных обмоток обычно заданы. Теперь можно определить диаметр проводов в каждой обмотке без учета толщины изоляции.

Сечение провода в обмотке:  snp = i/j, диаметр провода:  d = 1,13 × sпр

Определяем число витков в обмотках трансформатора:           wn  =  45 ×  un×( 1-◊un/100)b ×sст    , где n – номер обмотки,

u — падение напряжения в обмотках, выраженное в процентах от номинального значения, см. таблицы 7.10 и 7.11. Следует отметить, что данные для —u, приведенные в таблице 7.10, для многообмоточных трансформаторов требуют уточнения. Рекомендуется принимать значения u для обмоток, расположенных непосредственно на первичной обмотке на 10...20% меньше, а для наружных обмоток на 10...20% больше указанных в таблице.

В торроидальных трансформаторах относительная величина полного падения напряжения в обмотках значительно меньше по сравнению с броневыми трансформаторами. Это следует учитывать при определении числа витков обмоток — значения  u  берутся из таблицы 7.11.

Теория расчёта силового трансформатора. Углублённый курс - повышаем свои знания!

                                                            ПРИМЕР РАСЧЕТА СЕТЕВОГО ТОРРОИДАЛЬНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Исходные данные:

Входное напряжение u1 = 220 В

 Выходное напряжение u2  = 22 В

Максимальный ток нагрузки i1 = 10 А

Мощность вторичной цепи определяем из формулы:  Р2 = u2 × i2 = 220 Вт

Имеется  кольцевой  ленточный магнито-провод с размерами:

в = 4 см, с = 7,5 см, а = 2 см (рис. 7.17в).

sok = π × r2 = 3,14 × 3,752 =44,1 кв. см  (где π = 3,14);   sct×в = 2 × 4 = 8 кв. см

Воспользовавшись формулой [1] и таблицами, определяем, какую максимальную мощность можно снять с данного  магнито-провода

 

p вых = bmax × j ×kок ×kст ×sст ×sок0,901   =  1,65 × 3,5 ×0,27 ×0,88 ×8 ×44,10,901  = 537,3 Вт

 

Расчетная величина превышает необходимую по исходным данным (Р2 = 220 Вт), что позволяет применить данный магнито-провод для намотки нужного трансформатора, но если требуются минимальные габариты трансформатора, то железо магнито-провода можно взять меньших размеров (или снять часть ленты), в соответствии с расчетом [1].

Номинальный ток первичной обмотки:

i1 =    220220 ×0.95 ×0.93    =  1.13a

Сечение провода в обмотках:

    s1  =  1.133.5   = 0.32 кв.мм;                s2 =  103,5  = 2.86 кв.мм;

 

Диаметр проводов в обмотках:

d 2 =  1.13 ×  0.32 = 0.64 мм.;  d 2 = 1.13 × 2.86 = 1.91 мм.;

 

 

Выбираем ближайшие диаметры провода из ряда стандартных размеров, выпускаемых промышленностью, — 0,64 и 2 мм, типа ПЭВ или ПЭЛ

Число витков в обмотках трансформатора:

220(1-2,5/100)                          22(1-2,5/100)

w1 = 45 ---------------------     = 731;     w2 = 45  ------------------    =73

1,65×8                                      1,65×8

   


                            



Раздел: [Теоретические материалы]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Наше сообщество в VK, а ты с нами? Присоединяйся!!!
Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru