Najjednostavniji proračun energetskih transformatora i autotransformatora
Ponekad morate sami napraviti energetski transformator za ispravljač. U ovom slučaju, najjednostavniji izračun energetskih transformatora snage do 100-200 W provodi se na sljedeći način.
Poznavajući napon i najveću struju koju mora isporučiti sekundarni namot (U2 i I2), nalazimo snagu sekundarnog kruga: U prisutnosti nekoliko sekundarnih namota, snaga se izračunava zbrajanjem snaga pojedinačnih namota.
Također, uzimajući učinkovitost transformatora male snage jednaku oko 80%, određujemo primarnu snagu:
Snaga se prenosi s primara na sekundar preko magnetskog toka u jezgri. Stoga vrijednost snage P1 ovisi o površini poprečnog presjeka jezgre S, koja se povećava s povećanjem snage. Za jezgru izrađenu od normalnog transformatorskog čelika, S se može izračunati pomoću formule:
gdje je s u kvadratnim centimetrima, a P1 u vatima.
Vrijednost S određuje broj zavoja w' po voltu. Pri uporabi transformatorskog čelika
Ako trebate napraviti jezgru od čelika slabije kvalitete, na primjer, od kositra, krovnog željeza, čelične ili željezne žice (moraju se prethodno zagrijati da postanu mekane), tada se S i w' moraju povećati za 20-30%
Sada možete izračunati broj zavoja zavojnica
itd.
U režimu opterećenja može doći do primjetnog gubitka dijela napona u otporu sekundarnih namota. Stoga se preporuča da uzmu broj zavoja za 5-10% više od izračunatog.
Primarna struja
Promjeri žica namotaja određuju se vrijednostima struja i temelje se na dopuštenoj gustoći struje, koja se za transformatore uzima u prosjeku od 2 A / mm2. Pri takvoj gustoći struje, promjer žice bez izolacije svakog namota u milimetrima određuje se iz tablice. 1 ili izračunati po formuli:
Kad nema žice potrebnog promjera, tada se može uzeti više paralelno spojenih tanjih žica. Njihova ukupna površina poprečnog presjeka mora biti najmanje onoliko koliko odgovara proračunskom pojedinačnom vodiču. Površina poprečnog presjeka žice određena je prema tablici. 1 ili izračunati po formuli:
Za niskonaponske namote koji imaju mali broj zavoja debele žice i nalaze se na vrhu drugih namota, gustoća struje može se povećati na 2,5 ili čak 3 A / mm2, budući da ti namoti imaju bolje hlađenje. Tada bi u formuli za promjer žice konstantni faktor umjesto 0,8 trebao biti 0,7 odnosno 0,65.
Na kraju provjerite položaj zavojnica u glavnom prozoru.Ukupna površina poprečnog presjeka zavoja svakog namota je (množenjem broja zavoja w s površinom poprečnog presjeka žice koja je jednaka 0,8d2 od, gdje je dfrom promjer žice u izolacija . To se može odrediti iz tablice 1, koja također pokazuje masu vodiča. Površine poprečnog presjeka svih namota se dodaju. Da bi se približno uzela u obzir labavost namota, učinak okvira izolacije brtve između namota i njihovih slojeva, potrebno je povećati pronađeno područje za 2-3 puta Površina prozora jezgre ne smije biti manja od vrijednosti dobivene iz izračuna.
stol 1
Kao primjer, izračunajmo energetski transformator za ispravljač koji napaja neki uređaj s vakuumskom cijevi. Neka transformator ima visokonaponski namot predviđen za napon od 600 V i struju od 50 mA, kao i namot za grijanje žarulja, s U = 6,3 V i I = 3 A. Mrežni napon 220 V.
Odredite ukupnu snagu sekundarnih namota:
Primarna snaga
Pronađite površinu poprečnog presjeka čelične jezgre transformatora:
Broj zavoja po voltu
Primarna struja
Broj zavoja i promjer žica zavojnica jednaki su:
• za primarni namot
• za povećanje navijanja
• za namatanje žarulja sa žarnom niti
Pretpostavimo da prozor jezgre ima površinu poprečnog presjeka 5×3 = 15 cm2 ili 1500 mm2, a promjeri odabranih izoliranih vodiča su sljedeći: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.
Provjerimo položaj zavojnica u glavnom prozoru. Nalazimo površinu poprečnog presjeka namota:
• za primarni namot
• za povećanje navijanja
• za namatanje žarulja sa žarnom niti
Ukupna površina poprečnog presjeka namota je približno 430 mm2.
Kao što vidite, to je više od tri puta veće od površine prozora, pa će zavojnice stati.
Proračun autotransformatora ima neke osobitosti. Njegovu jezgru treba računati ne za ukupnu sekundarnu snagu P2, već samo za onaj njezin dio koji se prenosi magnetskim tokom i može se nazvati transformirajuća snaga RT.
Ova snaga određena je formulama:
— za pojačani autotransformator
— za silazni autotransformator i
Ako autotransformator ima odvojke i radit će na različitim vrijednostima n, tada je u proračunu potrebno uzeti vrijednost n koja se najviše razlikuje od jedinice, jer će u ovom slučaju vrijednost Pt biti najveća i to je neophodna jezgra da bi mogla prenijeti takvu snagu.
Zatim se odredi izračunata snaga P, koja se može uzeti kao 1,15 • RT. Faktor 1,15 ovdje uzima u obzir učinkovitost autotransformatora, koja je obično nešto veća od učinkovitosti transformatora. e
Osim toga, primjenjuju se formule za izračunavanje površine poprečnog presjeka jezgre (u odnosu na snagu P), broja zavoja po voltu, gore navedenih promjera žice za transformator. Treba napomenuti da je u dijelu namota koji je zajednički za primarni i sekundarni krug struja jednaka I1 — I2 ako autotransformator raste, odnosno I2 — I1 ako se smanjuje.