Мощность трансформатора по сечению магнитопровода. Диаметр провода по току и мощности трансформаторов

Мощность трансформатора по сечению магнитопровода — studvesna73.ru

Определение мощности силового трансформатора

Как узнать мощность трансформатора?

Для изготовления трансформаторных блоков питания необходим силовой однофазный трансформатор, который понижает переменное напряжение электросети 220 вольт до необходимых 12-30 вольт, которое затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется электролитическим конденсатором. Эти преобразования электрического тока необходимы, поскольку любая электронная аппаратура собрана на транзисторах и микросхемах, которым обычно требуется напряжение не более 5-12 вольт.

Чтобы самостоятельно собрать блок питания. начинающему радиолюбителю требуется найти или приобрести подходящий трансформатор для будущего блока питания. В исключительных случаях можно изготовить силовой трансформатор самостоятельно. Такие рекомендации можно встретить на страницах старых книг по радиоэлектронике.

Но в настоящее время проще найти или купить готовый трансформатор и использовать его для изготовления своего блока питания.

Полный расчёт и самостоятельное изготовление трансформатора для начинающего радиолюбителя довольно сложная задача. Но есть иной путь. Можно использовать бывший в употреблении, но исправный трансформатор. Для питания большинства самодельных конструкций хватит и маломощного блока питания, мощностью 7-15 Ватт.

Если трансформатор приобретается в магазине, то особых проблем с подбором нужного трансформатора, как правило, не возникает. У нового изделия обозначены все его главные параметры, такие как мощность. входное напряжение. выходное напряжение. а также количество вторичных обмоток, если их больше одной.

Но если в ваши руки попал трансформатор, который уже поработал в каком-либо приборе и вы хотите его вторично использовать для конструирования своего блока питания? Как определить мощность трансформатора хотя бы приблизительно? Мощность трансформатора весьма важный параметр, поскольку от него напрямую будет зависеть надёжность собранного вами блока питания или другого устройства. Как известно, потребляемая электронным прибором мощность зависит от потребляемого им тока и напряжения, которое требуется для его нормальной работы. Ориентировочно эту мощность можно определить, умножив потребляемый прибором ток (Iн на напряжение питания прибора (Uн ). Думаю, многие знакомы с этой формулой ещё по школе.

Рассмотрим определение мощности трансформатора на реальном примере. Тренироваться будем на трансформаторе ТП114-163М. Это трансформатор броневого типа, который собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Стоит отметить, что трансформаторы такого типа не самые лучшие с точки зрения коэффициента полезного действия (КПД ). Но радует то, что такие трансформаторы широко распространены, часто применяются в электронике и их легко найти на прилавках радиомагазинов или же в старой и неисправной радиоаппаратуре. К тому же стоят они дешевле тороидальных (или, по-другому, кольцевых) трансформаторов, которые обладают большим КПД и используются в достаточно мощной радиоаппаратуре.

Итак, перед нами трансформатор ТП114-163М. Попробуем ориентировочно определить его мощность. За основу расчётов примем рекомендации из популярной книги В.Г. Борисова «Юный радиолюбитель».

Для определения мощности трансформатора необходимо рассчитать сечение его магнитопровода. Применительно к трансформатору ТП114-163М, магнитопровод – это набор штампованных Ш-образных и прямых пластин выполненных из электротехнической стали. Так вот, для определения сечения необходимо умножить толщину набора пластин (см. фото) на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины.

При вычислениях нужно соблюдать размерность. Толщину набора и ширину центрального лепестка лучше мерить в сантиметрах. Вычисления также нужно производить в сантиметрах. Итак, толщина набора изучаемого трансформатора составила около 2 сантиметров.

Далее замеряем линейкой ширину центрального лепестка. Это уже задача посложнее. Дело в том, что трансформатор ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас. Поэтому центральный лепесток Ш-образной пластины практически не видно, он закрыт пластиной, и определить его ширину довольно трудно.

Ширину центрального лепестка можно замерить у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Первая пластина не дополняется прямой пластиной и поэтому виден край центрального лепестка Ш-образной пластины. Ширина его составила около 1,7 сантиметра. Хотя приводимый расчёт и является ориентировочным. но всё же желательно как можно точнее проводить измерения.

Перемножаем толщину набора магнитопровода (2 см .) и ширину центрального лепестка пластины (1,7 см .). Получаем сечение магнитопровода – 3,4 см 2. Далее нам понадобиться следующая формула.

где S — площадь сечения магнитопровода; Pтр — мощность трансформатора; 1,3 — усреднённый коэффициент.

После нехитрых преобразований получаем упрощённую формулу для расчёта мощности трансформатора по сечению его магнитопровода. Вот она.

Подставим в формулу значение сечения S = 3,4 см 2. которое мы получили ранее.

В результате расчётов получаем ориентировочное значение мощности трансформатора

7 Ватт. Такого трансформатора вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для монофонического усилителя звуковой частоты на 3-5 ватт, например, на базе микросхемы усилителя TDA2003.

Вот ещё один из трансформаторов. Маркирован как PDPC24-35. Это один из представителей трансформаторов — «малюток». Трансформатор очень миниатюрный и, естественно, маломощный. Ширина центрального лепестка Ш-образной пластины составляет всего 6 миллиметров (0,6 см.).

Толщина набора пластин всего магнитопровода – 2 сантиметра. По формуле мощность данного мини-трансформатора получается равной около 1 Вт.

Данный трансформатор имеет две вторичные обмотки, максимально допустимый ток которых достаточно мал, и составляет десятки миллиампер. Такой трансформатор можно использовать только лишь для питания схем с малым потреблением тока.

9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Онлайн-калькулятор расчёта по размерам магнитопровода габаритной мощности трансформатора

Ни для кого не секрет, что радиолюбители частенько самостоятельно мотают трансформаторы под свои нужды. Ведь не всегда найдётся, например, готовый сетевой трансформатор. Более актуальным этот вопрос становится, когда нужен анодно-накальный или выходной трансформатор для лампового усилителя. Здесь остаётся лишь запастись проволокой и подобрать хорошие сердечники.

Достать нужный магнитопровод порой оказывается непросто и приходится выбирать из того, что есть. Для быстрого расчёта габаритной мощности был написан приведённый здесь онлайн калькулятор. По размерам сердечника можно быстро провести все необходимые расчёты, которые выполняются по приведённой ниже формуле, для двух типов: ПЛ и ШЛ.

Введите размеры магнитопровода сердечника трансформатора. При необходимости подкорректируйте остальные значения. Внизу Вы увидите рассчитанную габаритную мощность трансформатора, который можно сделать на таком сердечнике, по формуле:

И небольшой FAQ:

Можно ли использовать железо от трансформаторов бесперебойников для изготовления выходных трансформаторов?

В этих трансформаторах пластины имеют толщину 0,5мм, что не приветствуется в аудио. Но при желании — можно. При расчётах выходников следует исходить из параметров 0,5Тл на частоте 30Гц. При расчётах же силовиков на этом железе следует задавать не более 1,2Тл.

Можно ли использовать пластины от разных трансформаторов?

Если они одинаковые по размерам, то можно. Для этого следует смешать их.

Как правильно собирать магнитопровод?

Для однотактного выходника можно две крайние Ш-пластины поставить с противоположной стороны, как часто сделано в заводских ТВЗ. В промежуток через бумажку уложить I-пластины, на 2 штуки меньше. Взяв трансформатор так, чтобы I-пластины оказались снизу, с лёгким ударом поместить его на толстую ровную металлическую плиту. Это можно делать несколько раз, контролируя процесс измерителем индуктивности, чтобы получить одинаковую пару трансформаторов.

Как определить мощность трансформатора по магнитопроводу?

Для двухтактных усилителей нужно разделить габаритную мощность железа на 6-7. Для однотактных — на 10-12 для триода и на 20 для тетрода-пентода.

Как стягивать силовой трансформатор, нужно ли клеить магнитопровод?

Если хочется склеить, то применяем жидкий клей. Подаём на первичную обмотку постоянку 5-15 вольт, чтобы получить ток около 0,2А. При этом подковы стянутся без деформации. После этого можно надеть бандаж, аккуратно затянуть и оставить, пока клей не высохнет.

Как снять лак, которым покрыты трансформаторы бесперебойников?

Замочить на пару дней в ацетоне или проварить пару часов в воде. После этого лак должен сниматься. Механическое снимание лака недопустимо, т.к. появятся заусенцы и пластины будут коротить между собой.

Годятся ли эти трансформаторы куда-нибудь без разборки и перемотки?

Если на них есть дополнительная обмотка (около 30 вольт), то, соединив её последовательно с первичной, можно получить мощный накальный трансформатор. Но нужно смотреть ток холостого хода, т.к. эти трансформаторы не предназначены для длительной работы и часто намотаны не так, как нам бы хотелось.

07.08.2013 © 9zip.ru Авторские права охраняет Роскомнадзор

Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.

Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев.

Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам.

1, 4 – броневые,2, 5 – стержневые,6, 7 – кольцевые.

Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах.

Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами.

Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами.

Как определить габаритную мощность трансформатора.

Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами.

Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки.

P = B * S² / 1,69

Где:P – мощность в Ваттах,B – индукция в Тесла,S – сечение в см²,1,69 – постоянный коэффициент.

Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б.

S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см²

Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод.

P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт

Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой:

S = ²√ (P * 1,69 / B)

Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт.

S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см²

О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества.

Максимальные ориентировочные значения индукции.

КАК РАССЧИТАТЬ ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР.

В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электрическим током.

В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием, рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт .Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт .

В качестве примера давайте рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт.Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под стандартный патрон продаются в магазинах электро-товаров.

Если вы найдете лампочку другой мощности, например на 40 ватт. нет ничего страшного — подойдет и она. Просто наш трансформатор будет выполнен с запасом по мощности.

СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ.

Мощность во вторичной цепи: Р2 = U2 • I2 = 60 ватт

Где:Р2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт ;U2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт ;I2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более &#&51; = 0,8 .КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.

Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р1 = Р2 / &#&51; = 60 / 0,8 = 75 ватт.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р1. мощности потребляемой от сети 220 вольт. зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будет располагаться каркас с первичной и вторичной обмотками.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

Где:S — площадь в квадратных сантиметрах,P1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 • √75 = 1,2 • 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв .

w = 50 / 10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U1 • w = 220 • 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U2 • w = 36 • 4,8 = 172.8 витков, округляем до 173 витка.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I1 = P1 / U1 = 75 / 220 = 0,34 ампера.

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I2 = P2 / U2 = 60 / 36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле:

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d1 = 0,8 √I 1 = 0,8 √0,34 = 0,8 * 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм.

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d2 = 0,8 √I 2 = 0,8 √1,67 = 0,8 * 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА. то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

где: d — диаметр провода.

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1 мм .

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм равна:

s = 0,8 • d² = 0,8 • 1,1² = 0,8 • 1,21 = 0,97 мм²

Округлим до 1,0 мм² .

Из таблицы выбираем диаметры двух проводов сумма площадей поперечного сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм. и площадью по 0,5 мм².

Или два провода:

— первый диаметром 1,0 мм. и площадью сечения 0,79 мм² ,— второй диаметром 0,5 мм. и площадью сечения 0,196 мм² .что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм² .

Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

Программа для расчета силовых трансформаторов Trans50Hz v.3.7.0.0.

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10 — 15 В, в некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ — 25÷50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 — 300 В, для питания накальных цепей ламп переменное напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо устройства, получают от одного трансформатора, который называют силовым.

Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).

Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.

Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость: сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую мощность трансформатора в Вт.

Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и «перерабатывать» мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, если для питания электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².

Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.

Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком, скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см². Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения, а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет из строя.

В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.

Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. Если на какой-либо каскад или узел схемы нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.

Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 50—70 на сечение сердечника в см:

Так, если взять сердечник с сечением 6 см², то для него получится «число витков на вольт» примерно 10.

Число витков первичной обмотки трансформатора определяется по формуле:

Это значит, что первичная обмотка на напряжение 220 В будет иметь 2200 витков.

Число витков вторичной обмотки определяется формулой:

Если понадобится вторичная обмотка на 20 В, то в ней будет 240 витков.

Теперь выбираем намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Диаметр провода рассчитывается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла по формуле:

Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и выделять значительную тепловую мощность.

Так, если принять ток первичной обмотки 0,15 А, то провод нужно взять 0,29 мм.

Еще записи по теме

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100—200 Вт проводится следующим образом.

Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Далее, принимая КПД трансформатора небольшой мощности, равным около 80 %, определяем первичную мощность:

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

По значению S определяется число витков w' на один вольт. При использовании трансформаторной стали

Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w' на 20—30 %.

Теперь можно рассчитать число витков обмоток

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5—10 % больше рассчитанного.

Ток первичной обмотки

Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится (умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл. 1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2—3 раза. Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В.

Определяем общую мощность вторичных обмоток:

Мощность первичной цепи

Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали:

Число витков на один вольт

Ток первичной обмотки

Число витков и диаметр проводов обмоток равны:

• для первичной обмотки

• для повышающей обмотки

• для обмотки накала ламп

Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм.

Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток:

• для первичной обмотки

• для повышающей обмотки

• для обмотки накала ламп

Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2.

Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся.

Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт.

Эта мощность определяется по формулам:

— для повышающего автотрансформатора

— для понижающего автотрансформатора, причем

Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность.

Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15•Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора. Д

алее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора. При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий.

studvesna73.ru

Расчёт трансформатора | Электрик в доме

Автор: admin, 11 Авг 2013

Очень часто для питания радиолюбительских конструкций или для питания готовых устройств требуется понижающий трансформатор. Точный расчёт силового трансформатора очень сложен, но для приблизительного расчёта можно воспользоваться упрощёнными формулами. В этой статье рассмотрим как рассчитать трансформатор, собранный на наиболее часто встречающемся магнитопроводе из Ш-образных пластин.

Для расчёта трансформатора нам нужно знать: желаемое напряжение на вторичной обмотке и ток нагрузки. Ели ток нагрузки не известен, но известна его мощность, то вычислить ток не составит труда — нужно мощность поделить на напряжение на вторичной обмотке.

1. Расчёт тока вторичной обмотки

I2 = 1,5*Iн, где

I2 — ток во вторичной обмотке, А,
Iн — ток нагрузки, А.

2. Определение мощности, потребляемой от вторичной обмотки

P2 = U2*I2, где

P2 — мощность вторичной обмотки, Вт,
U2 — напряжение вторичной обмотки, В,
I2 — ток вторичной обмотки, А.

Если необходимо несколько вторичных обмоток, то считаем мощность каждой обмотки, а затем складываем мощности всех вторичных обмоток и подставляем в следующую формулу.

3. Определение мощности трансформатора

Pт = 1,25*P2, где

Рт — общая мощность трансформатора, Вт,
Р2 — мощность вторичной обмотки, Вт.

4. Расчёт тока первичной обмотки

I1 = Pт/U1, где

I1 — ток в первичной обмотке трансформатора, А,
Pт — мощность трансформатора, Вт,
U1 — напряжение первичной обмотки, В.

5. Определение необходимого сечения сердечника магнитопровода

S = 1,3*√ Pт, где

S — площадь сечения сердечника магнитопровода, см²,
Pт — мощность трансформатора, Вт.

Следует заметить, что магнитопровод нужно подбирать так, чтобы отношение ширины сердечника (центральной пластины) магнитопровода к толщине набора было в пределах 1 ÷ 2.

6. Расчёт числа витков в первичной обмотке

W1 = 50*U1/S, где

W1 — число витков первичной обмотки, шт,
U1 — напряжение первичной обмотки, В,
S — площадь сечения сердечника магнитопровода, см².

7. Расчёт числа витков во вторичной обмотке

W2 = 55* U2/S, где

W2 — число витков вторичной обмотки, шт,
U1 — напряжение вторичной обмотки, В,
S — площадь сечения сердечника магнитопровода, см².

8. Определение диаметров проводов обмоток трансформатора

d = 0,632*√ I, где

d — диаметр провода, мм,
I — ток обмотки, А (соответственно подставляем I1 и I2 для первичной и вторичной обмоток).

Расчёт приведён для медного провода.

9. Проверка заполняемости окон магнитопровода

После подбора пластин магнитопровода следует проверить влезет ли провод на каркас трансформатора.

Sо = 50*Pт, где

Sо — площадь, занимаемая намотанными проводами, в одном окне магнитопровода, мм2,
Pт — мощность трансформатора, Вт.

Если площадь окна подобранного магнитопровода больше или равна вычисленной, то провод влезет.

Будет интересно почитать:

Рубрики: Полезные устройства Метки: своими руками, электричество, электроприборы

elektricvdome.ru

Трансформатор диаметр провода - Справочник химика 21

Диаметр провода каждой из обмоток выбирается таким, чтобы получить определенную плотность тока I, которая определяется мощностью трансформатора. Для трансформаторов мощностью до 75 вт допустимая плотность тока составляет 2 а мм . [c.281]

Величину для низкокачественных сталей можно найти по графику для 1Хг= (М), приведенному на рис. 1-30. Для высококачественных сталей значение можно определить, пользуясь справочными графическими зависимостями для соответствующих материалов. Определение диаметра провода и проверка размещения обмотки в окне выбранного магнитопровода производятся так же, как в вышеприведенной методике расчета трансформатора. В случае необходимости определения активного сопротивления обмотки дросселя расчет может быть [c.71]

Токопроводящая часть катушки трансформатора — обмотка характеризуется следующими параметрами шагом намотки, диаметром провода, диаметром каркаса, расстоянием между витками и углом укладки провода. [c.387]

Силовой трансформатор наматывают на сердечник сечением 20 см . Первичная обмотка для сети напряжением 120 в содержит 300 витков провода ПЭЛ 0,9, а для сети напряжением 220 в—550 витков провода ПЭЛ 0,65. Вторичная обмотка содержит 2250 витков провода ПЭЛ 0,35 с отводом от средней точки. Обмотка HI содержит 13 витков, обмотки IV, V, VI—по 16 витков диаметр провода обмоток III, IV и VI равен 1,25 мм, а обмотки V—0,6 мм. Дроссель Др наматывают проводом диаметром 0,35 мм на сердечнике сечением 6—8 см с зазором 0,3—0,5 мм. [c.101]

После пропитки в центральной части трубки наматывают вторичную обмотку трансформатора. Ширина намотки составляет 40 мм. Начальный конец провода припаивают к фольге. Затем наматывают провод виток к витку. При диаметре провода 0,1 — 0,12 мм марки ПШД или ПШО в слой укладывают 130—160 витков. Каждый слой пропитывают парафином и прокладывают двумя слоями конденсаторной бумаги. Всего наматывают 12—18 слоев (при 12 слоях напряжение в обмотке достигает 30 ООО в). Конец, намотки закрепляют ниткой и к нему припаивают гибкий провод и начальный конец первичной обмотки. [c.442]

Диаметры проводов обмоток и возможность размещения обмоток на каркасе трансформатора определяются так же, как и для сетевого силового трансформатора. [c.67]

Неоднородное электрическое поле создавали системой стальных коаксиальных цилиндров внешним диаметром 20 мм и внутренним 3 мм. Осаждение дисперсных частиц в неоднородном электрическом поле проводили на установке, состоящей из повышающего трансформатора и выпрямительных устройств. Значения напряжения отмечали по электростатическому киловольтметру типа С-196. Степень разделения суспензии оценивали по выходу, температуре плавления и показателю преломления осадков, полученных на электродах. При плавной подаче напряжения до 2 кВ, что соот- [c.188]

Оборудование. Кусок алюминиевой проволоки диаметром 0,5— 0,8 мм, трансформатор (ЛАТР-1), два металлических стержня, укрепленных в эбонитовой подставке на рас-стоянии 30—40 см, провод. [c.106]

Подключение добавочной нагрузки на выпрямитель усилителя не вызывает нарушения работы его схемы, так как нагрузка возрастает всего до 8—9,5 ма, а обмотка трансформатора Тг, намотанная проводом диаметром [c.276]

Разработан метод определения фосфора в сером чугуне [112] на несколько измененном стилометре СТ-7. Питание активирующего разрядника осуществляется от вторичной обмотки высокочастотного трансформатора электроды активизатора — железные стержни диаметром 8 мм вместо индукционной катушки используют два витка медного провода диаметром 2 мм, намотанных на отклоненную вторичную обмотку высокочастотного трансформатора. Емкости конденсаторов разрядного контура увеличены до 64 мкф. Для увеличения жесткости разряда в промежуток подается водяной пар, В качестве аналитических линий используются линии Р 604,305 и Р 606,00 нм область определяемых концентраций 0,07—0,15%, ошибка определения фосфора [c.145]

Исследования изотопного разделительного эффекта. Эти исследования проводились в лабораториях РНЦ Курчатовский институт [11, 19-22] и Токийского технологического института [23-25]. Экспериментальные установки в обеих лабораториях существенно не отличались, несколько различались лишь параметры разряда. Мы представим устройство установки, применявшейся в РНЦ Курчатовский институт . Её схема показана на рис. 7.4.9. Использовались кварцевые разрядные трубки 1, охлаждаемые проточной водой. Длина сужения L составляла в них 100, 170 и 190 мм, а внутренний диаметр d был равен 3 или 9 мм. Концы разрядных трубок соединялись с металлическими камерами 2, 3, через которые производились откачка, напуск газа и отбор проб. Разрядная трубка, включая электродные области, могла помещаться в однородное магнитное поле (Bz 0,1 Тл). Катод и анод укреплялись на водоохлаждаемых токовводах 4, 5. В качестве катода использовалась танталовая трубка длиной 100 мм и диаметром 10 мм, изготовленная из танталовой фольги толщиной 0,03 мм. Анодом служил ниобиевый цилиндр длиной 35 мм и диаметром 10 мм. Поджиг разряда производился через высоковольтный трансформатор 6. [c.346]

Полный электрический расчет трансформаторов является весьма сложным и трудоемким. Такой расчет с учетом многих факторов проводится лишь для ответственных случаев. В зависимости от поставленной задачи (получение наименьшей стоимости, габаритов, массы, температурного режима работы, заданной индуктивности обмоток, величины тока холостого хода и т. д.) можно получить решение с достаточной для практики точностью, пользуясь упрощенными методиками расчетов. Целью такого расчета является получение основных конструктивных данных, достаточных для изготовления трансформатора, удовлетворяющего заданным значениям нагрузки (электродвигателя, нагревателя, электрической схемы и др.). Ниже приводится одна из упрощенных методик расчета силового трансформатора, пригодная для быстрого определения конструктивных данных однофазного силового трансформатора малой и средней мощности, имеющего магнитопровод стержневого или броневого типа и работающего на промышленной частоте. В связи с целым рядом допущений приводимая методика является ориентировочной и позволяет получить многовариантное решение. Выбор варианта зависит от местных условий (наличие магнитопровода с определенными параметрами, диаметра и марки проводов, изоляционных материалов и т. д.) и требований к силовому трансформатору, определяемых конкретным применением (температура, габариты и др.). [c.67]

На входе усилителя включен трансформатор с переменным коэффициентом трансформации. Это позволяет более точно согласовать вход усилителя с измеряемой цепью. Первичная обмотка трансформатора имеет 10 секций по 100 витков провода ПЭ диаметром 0,11—0,14 мм в каждой вторичная—15 ООО витков провода ПЭ диаметром 0,07 мм. Сердечник трансформатора должен иметь сечение не менее 4 см . Для уменьшения наводок первичную обмотку трансформатора размещают между двумя половинами вторичной обмотки. Кроме того, трансформатор хорошо экранируют, а сердечник его заземляют. [c.245]

Выходной трансформатор генератора имеет сердечник сечением 4—6 см . Его первичную обмотку, содержащую 3000 витков, наматывают проводом ПЭ диаметром 0,1—0,15 мм. Вторичная [c.246]

Первичная обмотка состоит из —8 витков провода ПЭ диаметром 0,75—0,8 мм, расположенных посередине вторичной обмотки. Ширина намотки составляет 30 мм. Конец провода закрепляют ниткой и к нему припаивают кусок гибкого провода. Обмотку изолируют, пропитывают парафином и закрывают чехлом из прессшпана. Весь трансформатор выдерживают несколько минут в расплавленном парафине. [c.442]

Пример. Электродвигатель мощностью 28 квт с пусковым током 338 а питается от силового трансформатора мощностью 320 ква по алюминиевым проводам сечением 16 мм , проложенными с стальной трубе диаметром 32 мм. Длина питающей линии 70 м. Зашита электродвигателя осуществляется предохранителями с плавкой вставкой на 150 а. Фазное напряжение сети 220 в. Проверить возможность использования стальной трубы электропроводки в качестве заземляющего провода. [c.280]

Индукционный способ нагрева применяется при термообработке сварных стыков труб Оу от 100 мм и выше и толщиной стенки до 10 мм. Для нагрева используют индукторы из медных или алюминиевых проводов или шин, работающих па токе промышленной частоты. Индукционный нагреватель надевают на трубу, обвернутую листовым асбестом толщиной 10 мм. Вместо индукторного нагревателя для подогрева стыков можно намотать на трубу поверх листового асбеста по 17—30 витков медного многожильного провода сечением не менее 75 мм без изоляции. Намотка провода производится как можно туже, расстояние между витками во избежание замыкания при включении электрического тока должно быть 15—20 мм. Последние витки закрепляют хомутами, забивают асбестом и подключают к сварочному трансформатору. Нагрев стыка продолжается несколько часов в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы и мощности трансформатора. [c.204]

На экспериментальном участке проводились измерения температур входа и выхода теплоносителя, а также температуры стенки по длине трубки через равные промежутки в 100 мм. Для измерения температуры газа на входе и выходе установлены специальные термометрические гильзы. Температурный датчик вводился во внутреннюю трубку, омываемую газом. Этим исключается взаимодействие материала термопар с агрессивным теплоносителем и обеспечивается простота замены термопар. В качестве температурных датчиков использовались хромель-алюмелевые термопары с диаметром электродов 0,3 мм. Измерение температур газа и стенки на экспериментальном участке проводилось с помощью потенциометра Р-307 с точностью до 1 мв. Давление в системе измерялось образцовыми манометрами с разделителями. Манометры были установлены до экспериментального участка и после него, а также на калориметре-расходомере. Электрическая мощность, выделяющаяся в нагревательной трубке, определялась по показаниям амперметра и вольтметра. Ток измерялся амперметром типа Д-57 класса точности 0,2% через трансформатор тока типа УТТ-6. Измерение напряжения осуществлялось вольтметрами типа Д-523 и Э-59 класса точ юсти [c.73]

Опыты с угольными трубками диаметром 12 мм проводились в укрупненной установке. Расход воздуха замерялся диафрагмой. Угольные трубки нагревались до заданной температуры током от понижающего трансформатора мощностью до 10 кв. [c.175]

Прибор (см. рис. 5.9) представляет собой цилиндрическую ячейку из стекла марки ЗС-5, вмещающую 140 мл испытуемого масла. Размеры ячейки выбраны такими, что соотношение между размером свободной поверхности масла и высотой его столба примерно такое, как в реальных трансформаторах. Извилистая форма канала на крышке прибора (при его диаметре 3 мм) позволяет снизить скорость поступления воздуха к поверхности масла, а также затрудняет выход летучих продуктов окисления из реакционной зоны. Электрическое поле в ячейке создается двумя цилиндрическими электродами, выполненными из медного провода в виде спирали с плотно прилегающими друг к другу витками. Расстояние между электродами составляет 2 мм. Установлено (см. рис. 5.9,6), что в средней части масляного канала электрическое поле носит равномерный характер, в областях, прилегающих к концам электродов, наблюдается концентрация силовых линий поля. Такая картина поля в общем характерна для области первого масляного канала главной изоляции трансформатора. Медь электродов служит также катализатором окисления масла. Удельная поверхность медных электродов (по отношению к массе масла) выбрана близкой к реальным условиям и составляет 0,15 м /кг. [c.127]

Внутренние электроды трубок Бертло присоединяют к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора. Этот провод необходимо заземлить (примечание 8), так как в противном случае трубки холодильника внутри трубок Бертло будут слулшть проводниками и лабораторная водопроводная линия окажется под током. Второй вывод вторичной обмотки трансформатора присоединяют к электроду в батарейном стакане. Этот внешний электрод представляет собой сетку из проволоки, сделанной из нерл авеющей стали, диаметром 2,5—3 мм. При заземлении внутреннего электрода возникает заряд на батарейном стакане. Необходимо принять меры предосторожности, чтобы сделать невозмол-сным соприкосновение с батарейным стаканом во время прохол дения тока через аппаратуру. Кроме того, батарейный стакан следуст расположить в стороне от каких бы то ни было труб, чтобы не произошло заземления. Лучше всего установить деревянный щит, чтобы работающий с озонатором не мог соприкоснуться с соединениями вторичной обмотки, находящимися под высоким напряжением. [c.386]

Обмотки, находящиеся над поврежденной, срезают или сматы вают. Если отсутствуют данные о трансформаторе, обмотки раз матывают на намоточном станке, чтобы определить число витков Диаметр провода измеряют микрометром. Полученные для ка ждой обмотки данные записывают. Удалив поврежденную обмот ку, проверяют качество оставшихся, т. е. состояние изоляции про водов и бумажных прокладок между слоями. Эмалевое покрытие должно прочно держаться на проводе, а бумажные прокладки не должны быть повреждены. [c.148]

Расчеты этих непроволочных трансформаторов потока проводились при разработке семиканального магнитоэнцефалографического прибора в Низкотемпературной лаборатории Технического университета Хельсинки [39, 40]. Была показана эффективность передачи потока в тонкопленочный сквид с помощью цилиндрического тела из ниобия длиной 20 мм и диаметром 10 мм с внутренним отверстием большего диаметра, постепенно сужавшимся до размера кольца сквида диаметром 0,5 мм. Чтобы такое тело работало как концентратор потока, его внутренний объем должен сообщаться с внешним пространством через тонкую щель, прорезанную по образующей цилиндра. [c.30]

Тонкие провода (диаметром до 0,15 мм) можно припаять паяльником, не зачищая изоляцию и не покрывая предварительно конец провода оловом. Это свойство проводов с полиуретановой изоляцией выгодно используют в монтаже электронной, электро- и радиотехнической аппаратуры, когда приходится присоединять большое число тонких проводов к различным токопроводящим частям схем. Примеры производство мелких двигателей и генераторов постоянного тока, кассет счетно-решающих устройств, присоединение литцендратов, выводов дросселей, трансформаторов и др. Полиуретановые эмальпровода более нагревостойки, чем провода, эмалированные поливинилаце-талевыми лаками (винифлекс, метальвин), но уступают в этом отношении проводам с полиэфирной изоляцией (лак ПЭ-943 и лак ПЭ-939). По сопротивлению изоляции в условиях повышенной влажности они превосходят эмальпровода на полиамидноре-зольном лаке и лаке винифлекс. [c.253]

Для небольших трансформаторов (до 560 кв а) разработаны тepмo ифo нныe фильтры без кранов, с корзинкой из проволочной сетки (диаметр отверстий 1 мм), в которую засыпается сорбент (рис. 4-24,а). Верхняя кpыш кa фильтра есколько выступает над крышкой бака трансформатора, что позволяет без отключения трансформатора проводить перезарядку сорбента. [c.119]

Газ, подлежащий обессмоливанию, входит в низ электрофильтра, равномерно распределяется по осадительным электродам электрофильтра и выходит через верхний штуцер. Внутренний диаметр электрофильтра 3,5 м, а высота его с изоляторной коробкой 10 м. Активная длина всех коронирующих проводов 1000 пог. м. Размер каждого осадительного электрода 250Х250Х Х4000 мм. Электрическое питание электрофильтр получает от агрегата АФ-18, имеющего повышающий однофазный трансформатор и механический выпрямитель. Автоматическое реле давления отключает ток, идущий к электрофильтру, при падении давления газа в нем ниже допустимого. [c.124]

На основе фторопласта-40Д выпускают спиртовую и водную суспензии, пред-(назначенные для получения электроизоляционных, теплостойких (до 200 °С) и химически стойких покрытий металлических поверхностей, для полубодных пленок, лакостеклотканей, для эмалирования проводов. Эмальпровода, изолированные фторопластом-40Д, имеют хорошие изоляционные свойства и вы-условиях повышенной влажности и сильных агрессивных сред из -изоляции не выделяются летучие компоненты. Диаметр жилы по меди, драгоценным металлам, алюминию колеблется от 0,02 до 1,0 мм. Свободные пленки М3 суспензий фторопласта-40Д толщиной 20 мкм используются в конденсаторах. Лакостеклоткани толщиной от 60 до 200 мкм на основе суспензии фторопласта-40Д могут использоваться для пазовой изоляции в двигателях, трансформаторах, -а также для получения стеклотекстолита повышенной твердости. На основе фто-роцласта-40Д выпускают водную (ТУ П-208—69) и спиртовую (МРТУ 6-05-894— 3) суспензии. Спиртовую суспензию фторопласта-40Д применяют для получения покрытий окунанием, кистью, пульверизацией. Она более технологична в работе при ручном нанесении, чем водная суспензия. Преимуществом водной суспензии является большая безопасность в работе. Она более удобна при получении по- крытий и пропиток машинным способом. [c.165]

Отжиг проволоки из тугоплавких металлов, как уже указывалось, проводится с целью снятия напряжений в металле между операциями механической обработки и для придания проволоке выходных диаметров заданных механических свойств. Для отжига проволоки больших диаметров применяют четырехлипейную, а для отделочного отжига — шестилинейную установки. Каждая из линий является самостоятельной и оснащена устройствами для перемотки проволоки, счетчиками метража и электрической водородной печью отжига с электрошкафом питания и управления режимом отжига. Процесс отжига происходит при прохождении проволоки через печь, заполненную водородом, и подогреве ее до температуры от 800 до 1700°С в зависимости от диаметра. В четырехлинейной установке отжига применена трубчатая проходная печь с экранированием керамического муфеля с молибденовым нагревателем. Электрическая схема питания и автоматического поддержания заданной температуры печи, показанная на рис. 2-7, выполнена на магнитном усилителе с само-насыщением, что обеспечивает повышенную надежность по сравнению с автотрансформаторным регулятором за счет отсутствия контактов. Для контроля температуры используются вольфраморениевые термопары, установленные в средней части муфеля и позволяющие измерять температуру до 1800°С. Подогреватель / 1 питается от понижающего трансформатора ТР2, в первичную цепь которого последовательно включены обмотки магнитного усилителя МУ1 и трансформатора тока. В результате самонасыщения магнитного усилителя произойдет перераспределение сетевого напряжения за счет резкого уменьшения его индуктивного сопротивления. Напряжение нагревателя возрастет, возрастет и ток в первичной обмотке, что вызовет действие обратной положительной связи по току. Увеличение первичного тока, протекающего через трансформатор ТРи вызовет возрастание напряжения на обмотке смещения 0см, выполняющей роль элемента отрицательной обратной связи, уменьшающей действие положительной обратной связи (самонасыщения), что приведет к ограничению возрастания тока в цепи нагрузки Это обеспечивает устойчивость работы магнитного усилителя и стабилизацию тока на заданном уровне. [c.105]

Обмотка силового трансформатора, питающая искробезопасньге цепи, отделена от сетевой обмотки экранной обмоткой из провода ПЭВ-2 диаметром не менее 0,45 мм. Выводы первичной и вторичной обмоток разнесены на противоположные стороны каркаса. Вторичная обмотка для питания искроопасных цепей защищена плавким предохранителем. Трансформатор испытывается на электрическую прочность изоляции эффективным напряжением 2500 В и является условно стойким к короткому замыканию вторичной обмотки. [c.726]

Лабораторное исследование по выгоранию фракционированных углей в потоке проводилось на экспериментальной установке, схематично представленной на рис. 1. Профилированный трубчатый Нагреватель, выполненный из силицированного графита, при помощи водоохлаждаемых контактов включен в цепь вторичной обмотки. понижающего трансформатора. Реакционная камера, изготовленная из окиси алюминия, представляет собой цилиндрическую трубу с внутренним диаметром мм и длиной 400 мм. В верхнюю часть реакционной камеры входит водяной холодильник, через который осуществляется ввод топлива и термопары в реакционное пространство. Выходной торец реакционной камерь состыкован с устройством, предназначенным для быстрого охлаждения ( замораживания ) горящего дисперсного топлива. Подача топлива осу- [c.77]

При возникновении перегрузки в цепи высоковольтного трансформатора срабатывают полупроводниковые реле ТЗ—Т4, при этом автоматически отключается питание высоковольтного трансформатора. Реле отрегулированы на силу тока 220 мА. По переменным резистора Я8 может быть выбрана любая другая уставка. При изготовлении такого устройства следует помнить, что наиболее ответственным элементом является высоковольтный трансформатор Тр2, в котором сердечник выполнен из стали, применяемой в трансформаторах местного освещения ОСО-250. Каркас для намотки трансформатора изготовляют из оргстекла толщиной 4 мм. Первичная обмотка (сетевая 220 В) выполнена проводом ПЭВ диаметром 0,85 мм (460 витков). Первичная обмОтка изолирована от вторичной электрокартоном и несколькими слоями лакоткани. Вторичная обмотка выполнена проводом ПЭШО диаметром 0,25 мм (2200 витков). Каждый слой обомотки пропитан шеллачным лаком и изолирован двумя слоями лакоткани. [c.140]

Трансформатор Тр1 выполнен из стали Ш17X25 первичная обмотка выполнена проводом ПЭВ диаметром 0,17 мм (2000 витков), вторичная обмотка— проводом ПЭВ диаметром 0,41 мм (200 витков) и третья обмотка — проводом ПЭВ диаметром 0,6 мм (50 витков). Описанное устройство длительное время успешно эксплуатируется на ряде предприятий. [c.140]

Значительные работы по созданию способов и устройств определения повреждений и отыскания участков электрических сетей с пониженной изоляцией проводятся объединением Союзхимпромэнерго. Ряд устройств успешно эксплуатируется на многих предприятиях химической промышленности. Ниже рассмотрено одно из этих устройств, предназначенное для отыскания повреждений в сетях с изолированной нейтралью. При использовании устройства в сеть подают напряжение от генератора звуковой частоты 800—1200 Гц. Поврежденную линию отыскивают специальными токоизмерительными клещами, чувствительными только к токам частотой 1000 Гц. Они изготовлены на базе токоизмерительных клещей типа Ц-30, т. е. от этих клещей использован корпус, трансформатор тока Тр1 (рис. 1Х-19), микроамперметр р,Л и диоды В1 и 32. Промежуточный трансформатор Тр2 является важнейшей частью прибора. Он выполнен на альсиферовом кольцевом сердечнике марки ТЧК-55П диаметром 36 мм, высотой 7,5 мм с магнитной проницаемостью 50—60. [c.159]

Трансформатор Тр намотан проводом ПЭШО 0,2 на полпстиро-ловом каркасе диаметром 8 мм и содержит — 200 витков и — 20 витков. Трансформатор Трз наматывается на аналогичном каркасе и содержит и по 20 витков в один слой, а. — 2000 витков [c.193]

Ток от сварочных трансформаторов 10 по проводу 7, вилке 6, проходному изолятору 5 проходит через карборундовый стержень 3 и контакт И. Сила тока регулируется дросселем 9. При диаметре карборундового стержня 25 мм и токе 70 А потребляемая нагревателем мощность составляет 7 кВт. На этом режиме время для необходимого нагрева шпильки 1М120 составляет около 12 мин. [c.195]

Нагреватели жидкостей и газов. Для нагрева жидкостей и газов используют проточные нагреватели различной конструкции. Один из них показан на рис. 2.16. Конструктивно нагреватель аналогичен трехфазному трансформатору [49] индуктор является первичной обмоткой и укреплен на магнито-проводе, а теплоизолированная труба, в которой протекает нагреваемое вешество, играет роль вторичной обмотки, концы которой закорочены. Благодаря малому внутреннему диаметру трубы подогреватель может работать при высоких давлениях (до 300-10 Па) и Гх 350°С. [c.38]

Для новых обмоток следует применить медный провод соответствующего диаметра с эмалевой изоляцией. Применение провода большего диаметра приведет к увеличению объема каркаса, в результате чего трансформатор нельзя будет собрать. Провод с меньшим диаметром может не выдерлоть режима работы обмотки. [c.148]

chem21.info

Как расчитать сетевой трансформатор | Все своими руками

Опубликовал admin | Дата 10 сентября, 2011

Рассчитывать трансформатор меня научили еще в профессиональном училище в 1972году.Расчет приблизительный, но его вполне достаточно для практических конструкций радиолюбителей. Все результаты расчета округляются в ту сторону, при которой обеспечивается наибольшая надежность. И так начнем. Вам например нужен трансформатор на 12В и ток 1А т.е. на мощность Р2 = 12В х 1А = 12ВА. Это мощность вторичной обмотки. Если обмоток не одна, то общая мощность равна сумме мощностей всех вторичных обмоток.

Так как КПД трансформатора примерно 85%, то мощность забираемая от первичной сети первичной обмоткой будет в 1,2раза больше мощности вторичных обмоток и равна Р1 = 1,2 х Р2 = 14,4ВА. Далее, исходя из полученной мощности можно примерно прикинуть, какой нужен сердечник.Sс=1,3√Р1, где Sс — площадь сечения сердечника, Р1 — мощность первичной обмотки.Данная формула справедлива для сердечников с Ш-образными пластинами и с обычным окном т.к. не учитывает площади последнего. От величины, которой в той же степени, что и от площади сердечника, зависит мощность трансформатора.

Для сердечников с уширенным окном этой формулой пользоваться нельзя. Так же в формулах заложена частота первичной сети 50Гц. Итак мы получили:Sс = 1,3 х √14,4 = 4,93см. Примерно 5 квадратных сантиметров. Можно конечно взять сердечник и побольше, что обеспечит бо'льшую надежность. Зная площадь сечения сердечника можно определить число витков на один вольт. W1вольт = 50/Sс это для нашего случая значит, чтобы получить на выходе трансформатора 12 вольт нам надо намотать W2 = U2 х 50/Sс= 12 х 50/5= 120 витков. Естественно количество витков первичной обмотки будет равно W1вольт х 220 вольт. Получаем 2200 витков.

Далее определяем диаметры проводов обмоток.

D2 = 0,7 х √I2 ; где I2 — ток вторичной обмотки в амперах.D2 = 0,7 х √1 = 0,7 мм.Для определения диаметра провода первичной обмотки находим ток через её протекающий. I1 = Р1/U1 = 0,065А.D1 = 0,7 х √0,065 = 0,18 мм.Вот и весь расчет. Главным недостатком его является то, что нет возможности определить уберутся ли обмотки в окне сердечника, в остальном все в порядке.

И еще чуть-чуть. От коэффициента «50» в формуле расчета количества витков на один вольт зависит общее количество витков обмоток, в конкретном случае, чем больше вы выбираете этот коэффициент, тем больше витков в первичной обмотке, тем меньше ток покоя трансформатора, тем меньше его разогрев, тем меньше внешнее магнитное поле рассеяния, тем меньше наводок на монтаж радиоаппаратуры. Это очень актуально, когда вы занимаетесь аналоговыми системами. Однажды, давным-давно, когда ревербераторы были еще магнитофонными, ко мне обратились друзья одного из ВИА. У ревербератора, который они приобрели был повышенный фон переменного напряжения и довольно сильный. Увеличение емкости электролитических конденсаторов в фильтре блока питания ни к чему не привело. Пробовал экранировать платы — ноль. Когда открутил транс и стал менять его расположение относительно монтажа, стало ясно, что причиной фона является его магнитное поле рассеяния. И вот тогда я и вспомнил про этот «50». Разобрал тр-р. Определил, что для расчета количества витков использовался коэффициент 38. Пересчитал тр-р с коэфф. равным 50, домотал к обмоткам необходимое число витков(благо место позволяло) и фон пропал. Так что, если вы занимаетесь УНЧ аппаратурой и тем более имеющей чувствительные входа, то советую выбирать этот коэффициент вплоть до 60.

И еще чуть-чуть. Это уже о надежности. Допустим, что вы имеете трансформатор с числом витков первичной обмотки на 220В для коэффициента равного 38, а я намотал число витков для коэффициента 55. Т.е. мое количество витков будет больше вашего примерно в полтора раза, значит и перегрузка сети в 220 х 1,45 = 318 вольт будет ему «по плечу». При увеличении этого коэффициента уменьшается напряжение между соседними витками и между слоями обмотки, a это уменьшает вероятность межвитковых и междуслоевых пробоев. Между тем его увеличение ведет к увеличению активного сопротивления обмоток, увеличению затрат на медь. Так что все должно быть в разумных пределах. Для расчета трансформаторов написано уже много программ и анализируя их, приходишь к выводу, что многие авторы выбирают минимальный коэффициент. Если у Вашего трансформатора, есть место для увеличения количества витков, обязательно увеличьте. До свидания. К.В.Ю.

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

www.kondratev-v.ru

Как рассчитать и намотать трансформатор своими руками? FAQ

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ Часть 1

Эта тема возникла в связи с написанием статьи о самодельном усилителе низкой частоты. Хотел продолжить повествование, рассказав о блоке питания и добавив ссылку на какую-нибудь популярную статью о перемотке трансформаторов, но не нашёл простого понятного описания. Что ж поделаешь, всё нужно делать самому. https://oldoctober.com/

В этом опусе я расскажу, на примере своей конструкции, как рассчитать и намотать силовой трансформатор для УНЧ. Все расчёты сделаны по упрощённой методике, так как в подавляющем большинстве случаев, радиолюбители используют уже готовые трансформаторы. Статья рассчитана на начинающих радиолюбителей.

Самые интересные ролики на Youtube

Те же, кто хочет углубиться в расчёты, может скачать очень хорошую книжку с примерами полного расчёта трансформатора, ссылка на которую есть в конце статьи. Также в конце статьи есть ссылка на несколько программ для расчёта трансформаторов.

Близкие темы.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Как подружить Блокнот с Калькулятором Windows, чтобы облегчить расчёты?

Оглавление статьи.

Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?
Какую схему питания УНЧ выбрать?
Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.
Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.
Типы магнитопроводов силовых трансформаторов.
Как определить габаритную мощность трансформатора?
Где взять исходный трансформатор?
Как подключить неизвестный трансформатор к сети?
Как сфазировать обмотки трансформатора?
Как определить количество витков вторичной обмотки?
Как рассчитать диаметр провода для любой обмотки?
Как измерить диаметр провода?
Как рассчитать количество витков первичной обмотки?
Как разобрать и собрать трансформатор?
Как намотать трансформатор?
Как закрепить выводы обмоток трансформатора?
Как изменить напряжение на вторичной обмотке не разбирая трансформатор?
Программы для расчёта силовых трансформаторов.
Дополнительные материалы к статье.

Страницы 1 2 3 4

Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?

Для колонок описанных здесь, я решил собрать простой усилитель мощностью 8-10 Ватт в канале, на самых дешёвых микросхемах, которые только удалось найти на местном радиорынке. Ими оказались – TDA2030 ценой всего по 0,38$.

Предполагаемая мощность в нагрузке должна составить 8-10 Ватт в канале:

10 * 2 = 20W

КПД микросхемы TDA2030 по даташиту (datasheet) – 65%.

20 / 0,65 = 31W

Я подобрал трансформатор с витым броневым магнитопроводом, так что, КПД можно принять равным – 90%.https://oldoctober.com/

31 / 0,9 = 34W

Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.

Мощность трансформатора (Вт)	КПД трансформатора (%)
Мощность трансформатора (Вт)	Броневой штампованный	Броневой витой	Стержневой витой	Кольцевой
5-10	60	65	65	70
10-50	80	90	90	90
50-150	85	93	93	95
150-300	90	95	95	96
300-1000	95	96	96	96

Значит, понадобится сетевой трансформатор мощностью около 30-40 Ватт. Такой трансформатор должен весить около килограмма или чуть больше, что, на мой взгляд, прибавит моему мини усилителю устойчивости и он не будет «бегать» за шнурами.

Если мощность трансформатора больше требуемой, то это всегда хорошо. У более мощных трансформаторов выше КПД. Например, трансформатор мощностью 3-5 Ватт может иметь КПД всего 50%, в то время как у трансформаторов мощностью 50–100 Ватт КПД обычно около 90%.

Итак, с мощностью трансформатора вроде всё более или менее ясно.

Теперь нужно определиться с выходным напряжением трансформатора.

Вернуться наверх к меню

Какую схему питания УНЧ выбрать?

Для питания микросхемы, я решил использовать двухполярное питание.

При двухполярном питании не требуется бороться с фоном и щелчками при включении. Кроме того, отпадает необходимость в разделительных конденсаторах на выходе усилителя.

Ну, и самое главное, микросхемы, рассчитанные на однополярное питание и имеющие соизмеримый уровень искажений, в несколько раз дороже.

Это схема блока питания. В нём применён двухполярный двухполупериодный выпрямитель, которому требуются трансформатор с двумя совершенно одинаковыми обмотками «III» и «IV» соединёнными последовательно. Далее все основные расчёты будут вестись только для одной из этих обмоток.

Обмотка «II» предназначена для питания электронных регуляторов громкости, тембра и стереобазы, собранных на микросхеме TDA1524. Думаю описать темброблок в одной из будущих статей.

Ток, протекающий через обмотку «II» будет крайне мал, так как микросхема TDA1524 при напряжении питания 8,5 Вольта потребляет ток всего 35мА. Так что потребление здесь ожидается менее одного Ватта и на общей картине сильно не отразится.

Вернуться наверх к меню

Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы обезопасить микросхему от пробоя.

Максимальное допустимое напряжение питания TDA2030 – ±18 Вольт постоянного тока.

Для переменного тока, это будет:

18 / 1,41 ≈ 12,8 V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя при незначительной нагрузке – 0,6 V.

12,8 + 0,6 = 13,4 V

*Схема применённого выпрямителя построена так, что протекающий в любом направлении ток создаёт падение напряжения только на одном из диодов. При использовании одной вторичной обмотки и мостового выпрямителя, таких диодов будет два.

При повышении напряжения сети, напряжение на выходе выпрямителя увеличится. По нормативам, напряжение сети должно быть в пределах – -10… +5% от 220-ти Вольт.

Уменьшаем напряжение на вторичной обмотке трансформатора для компенсации повышения напряжения сети на 5%.

13,4 * 0.95 ≈ 12,7 V

Мы получили значение максимального допустимого напряжения переменного тока на вторичной обмотке трансформатора при питании микросхемы TDA2030 от двухполярного источника без стабилизации напряжения.

Проще говоря, это чтобы напряжение не вылезло за пределы ±18V и не спалило микруху.

Те же значения для этой линейки микросхем.

Тип микросхемы	На выходе трансформатора (~В)	Напряжение питания max (±В)
TDA2030	12,7	18
TDA2040	14	20
TDA2050	17,4	25

Вернуться наверх к меню

Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.

Этот расчёт необходимо сделать, чтобы оценить максимальную мощность на нагрузке и ограничить её путём снижения напряжения, если она выйдет за допустимые пределы для данного типа микросхемы или нагрузки.

Под нагрузкой напряжение переменного тока на вторичной обмотке понижающего трансформатора может уменьшиться.

12,7 * 0.9 ≈ 11,4V

Падение напряжения на диоде* выпрямителя резко возрастёт под нагрузкой и может достигнуть, в зависимости от типа диода, – 0.8… 1,5V.

11,4 – 1,5 = 9,9V

После выпрямителя получаем на конденсаторе фильтра напряжение постоянного тока:

9,9 * 1,41 ≈ 14V

Но, под нагрузкой, конденсатор не будет успевать заряжаться до максимально возможного напряжения. Поэтому, и в этом случае, исходное напряжение увеличивают на 10%.

14 * 0.9 = 12,6V

В реальности, действующее напряжение может быть и выше, а 12,6 Вольта, это тот уровень, на котором предположительно возникнет ограничение аудио сигнала. На картинке изображён эпюр напряжения на нагрузке, снятый при воспроизведении частоты синусоидального сигнала. Сигнал ограничен напряжением питания УНЧ.

При ограничении сигнала возникают сильные искажения, которые фактически и ограничивают выходную мощность УНЧ.

По даташиту, при напряжении питания ±12,6 Вольта и нагрузке 4 Ω, микросхема TDA2030 развивает синусоидальную мощность 9 Ватт. Этой мощности вполне хватит для моих скромных колонок и она не выйдет за пределы допуска для TDA2030.

Выходная мощность микросхем этой серии на нагрузке 4 Ω при использовании нестабилизированного блока питания с максимальным допустимым напряжением.

Тип микросхемы	Мощность на нагрузке (Вт)	Напряжение питания на выходе БП под нагр. (±В)
TDA2030	9	12,6
TDA2040	22	14
TDA2050	35	18

Получив необходимые исходные данные, можно приступать к перемотке трансформатора.

Вернуться наверх к меню

Страницы 1 2 3 4

oldoctober.com

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

силовой трансформатор радиотехнические расчеты радио калькулятор

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

В радиолюбительской практике иногда возникает необходимость в изготовлении трансформатора с нестандартными значениями напряжения и тока.

Хорошо, если удается подобрать готовый трансформатор с нужными обмотками, в противном случае трансформатор приходится изготавливать самостоятельно.

Эта страничка посвящена изготовлению силового трансформатора своими силами. В промышленных условиях расчет трансформатора - весьма трудоемкая работа, но для радиолюбителей созданы упрощенные методики расчета. С одной из таких методик я и хочу вас познакомить.

Перед началом расчета нам нужно определиться с выходными данными будущего трансформатора.

Во-первых - номинальная мощность (P). Мощность трансформатора определяется как сумма мощностей всех вторичных обмоток. Мощность любой из вторичных обмоток определяем из произведения напряжения на вторичной обмотке и снимаемого с нее тока (напряжение для расчета берем в Вольтах, а ток - в Амперах).

Исходя из полученной номинальной мощности трансформатора можно вычислить минимальное сечение сердечника (S) (измеряется в квадратных сантиметрах). При выборе сердечника руководствуются шириной центральной пластины сердечника и толщиной набора. Площадь сечения сердечника определяется как произведение ширины пластины на толщину набора.

S серд = L*T (все величины берутся в Сантиметрах!)

S окна = h*b

Также полезно сразу рассчитать площадь окна выбранного нами сердечника. Эта величина будет использоваться для проверки коэффициента заполнения окна ( проще говоря - поместятся все обмотки на данном трансформаторе, или нет).

Далее - приступаем к вычислению коэффициента N. Этот коэффициент показывает, сколько витков нужно намотать для получения напряжения на обмотке в 1 вольт.

Дальнейший расчет сводится к умножению напряжения на обмотке на это коэффициент (N). Эта процедура для всех обмоток одинакова.

Далее - рассчитываем рабочий ток в сетевой обмотке исходя из мощности трансформатора и сетевого напряжения.

Диаметр провода в обмотках рассчитывается по приведенным формулам (ток берется в Миллиамперах !). Иногда не удается приобрести провод нужного сечения (но есть провод меньшего диаметра) - для этого случая полезно воспользоваться следующей табличкой:

Как пользоваться табличкой? Предположим, в результате расчета диаметр провода обмотки у нас получился равным 0,51 миллиметра. Для получения эквивалентного по сечению провода нам нужно взять либо 2 провода, диаметром 0,31 миллиметра, либо 3 провода с диаметром 0,29 миллиметров. Соответственно, обмотка будет состоять не из расчетного провода, а из нескольких, вместе сложенных проводов меньшего сечения. Надеюсь, что пример довольно понятный для понимания...

В конце расчета проверяем коэффициент заполнения окна обмотками. Если этот коэффициент не превышает 0,5 - всё в порядке - можно приступать к намотке, в противном случае придется использовать сердечник с большей площадью сечения и произвести весь расчет заново...

Сборка сердечника у силового трансформатора производится "в перекрышку" - так как показано на рисунке внизу:

Если у вас найдется готовый силовой трансформатор с номинальной мощностью не ниже, чем необходимо, то можно сетевую обмотку не перематывать, а ограничиться расчетом только вторичной обмотки.

Для примера : нам нужен силовой трансформатор для зарядки автомобильного аккумулятора с номинальным током зарядки 5 ампер.

Таким образом - мощность такого трансформатора должна быть не менее 90 ватт (18 вольт помноженное на 5 ампер).

В данном случае можно использовать силовой трансформатор типа ТС180 от лампового черно-белого телевизора. Переделка такого трансформатора сводится только к перемотке вторичной обмотки. Данный трансформатор изготовлен с применением так называемого "О" - образного сердечника и имеет две катушки. Все обмотки такого трансформатора разделены пополам и наматываются на обе катушки. Для переделки разбираем аккуратно сердечник (предварительно пометив одну из сторон сердечника, так как половинки при сборке трансформатора пришлифовываются друг к другу), сматываем все обмотки, кроме помеченных цифрами 1-3. Во время сматывания накальной обмотки (она намотана самым толстым проводом) нужно сосчитать число витков. Полученное число витков делим на 6,5 - получаем количество витков обмотки данного трансформатора на 1 вольт. Затем умножаем это число на 18 и получаем нужное число витков вторичной обмотки. По формуле рассчитываем диаметр провода вторичной обмотки. При данном токе обмотки диаметр провода должен быть не менее, чем 1,42 миллиметра. Если вы найдете такой провод, то вторичную обмотку нужно разделить на 2 части и наматывать на каждый каркас, после чего соединить обмотки последовательно. Можно использовать провод меньшего диаметра (например 1,0 миллиметра). В этом случае на каждый каркас наматываем полное число витков и обмотки соединяем параллельно.

Ниже приведена табличка для изготовления силового трансформатора с "типовыми" размерами сердечника:

Пользование табличкой, думаю, не составит трудностей...

Расчет тороидального сетевого трансформатора

Исходные данные для расчета: напряжение/ток всех вторичных обмоток. Исходя из этих данных получаем минимальную габаритную мощность трансформатора. Пример: нужен трансформатор с двумя вторичными обмотками . Первая - на 14 вольт при токе в 1 ампер, вторая - 30 вольт при токе 0,05 ампера. Получаем сумму мощности во вторичных обмотках (14*1)+(30*0,05)=15,5 ватт. Главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры - это его надежность. Следствие надежности - это минимальный нагрев трансформатора при работе и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть "жестким"). В расчетах примем КПД трансформатора 0,95 . Учитывая то, что нам нужен надежный трансформатор, и учитывая то, что напряжение в сети может иметь отклонения от 220 вольт до 10%, принимаем В=1,2 Тл Плотность тока принимаем 3,5 А/мм2 Коэффициент заполнения сердечника сталью принимаем 0,95 Коэффициент заполнения окна принимаем 0,45 Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид:

Р=1.9 * Sc * So

Далее считаем количество витков первичной (сетевой) обмотки - оно равно n1=40 * 220 / Sc Где: Sc - площадь поперечного сечения сердечника, соответственно [кв. см]; 220 - напряжение первичной обмотки [В]; Количество витков во вторичных обмотках считаем по той же формуле, но учитываем падение напряжения под нагрузкой - добавляем примерно 5 % к расчитанному количеству.

Диаметр провода всех обмоток расчитываем по формулам

- для меди

- для алюминия

radiocon-net.narod.ru

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА | Техника и Программы

Классический теоретический расчет трансформатора достаточно сложен Для его выполнения необходимо знать такие характеристики, как магнитная проницаемость используемых для сердечника пластин трансформаторной стали, длина магнитных силовых линий в сердечнике, средняя длина витка обмотки и другие параметры Профессиональному разработчику НИИ все эти параметры известны, так как он обладает сертификатами применяемых в трансформаторе материалов Радиолюбитель же вынужден использовать для трансформатора совершенно случайно попавший к нему сердечник, характеристики которого ему неизвестны

По указанной причине для расчета трансформатора предлагается эмпирический метод, многократно проверенный радиолюбителями и основанный на практическом опыте Расчет элементарно прост и требует лишь знания простейших основ арифметикиПринцип действия трансформатора

Рис 61 Трансформатор: а – общий вид б – условное обозначение

Трансформатор был изобретен П Н Яблочковым в 1876 году Устройство трансформатора показано на рис 61а, а его схематическое обозначение – на рис 616

Трансформатор состоит из стального сердечника и обмоток, намотанных изолированным обмоточным проводом

Сердечник собирается из тонких пластин специальной электротехнической стали для снижения потерь энергии

Обмотка, предназначенная для подключения к сети переменного тока, называется первичной Нагрузка подключается к вторичной обмотке, которых в трансформаторе может быть несколько Номера обмоток обычно проставляются римскими цифрами Часто обмоткам присваивают номера их выводов

Работа трансформатора основана на магнитном свойстве электрического тока При подключении концов первичной обмотки к электросети по этой обмотке протекает переменный ток, который создает вокруг ее витков и в сердечнике трансформатора переменное магнитное поле Пронизывая витки вторичной обмотки, переменное магнитное поле индуцирует в них ЭДС Соотношение количества витков первичной и вторичной обмоток определяет получаемое напряжение на выходе трансформатора Если количество витков вторичной обмотки больше, чем первичной, выходное напряжение трансформатора будет больше напряжения сети Такая обмотка называется повышающей Если же вторичная обмотка содержит меньше витков, чем первичная, выходное напряжение окажется меньше сетевого (понижающая обмотка)

Трансформатор – это пассивный преобразователь энергии Его коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше единицы Это означает, что мощность, потребляемая нагрузкой, которая подключена к вторичной обмотке трансформатора, меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети Известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение, следовательно, в повышающих обмотках сила тока меньше, а в понижающих – больше силы тока, потребляемого трансформатором от сети

Параметры и характеристики трансформатора

Два разных трансформатора при одинаковом напряжении сети могут быть рассчитаны на получение одинаковых напряжений вторичных обмоток Но если нагрузка первого трансформатора потребляет большой ток, а второго – маленький, значит, первый трансформатор характеризуется по сравнению со вторым большей мощностью Чем больше сила тока в обмотках трансформатора, тем больше и магнитный поток в его сердечнике, поэтому сердечник должен быть толще Кроме того, чем больше сила тока в обмотке, тем более толстым проводом она должна быть намотана, а это требует увеличения окна сердечника Поэтому габариты трансформатора зависят от его мощности И наоборот, сердечник определенного размера пригоден для изготовления трансформатора только до определенной мощности, которая называется габаритной мощностью трансформатора

Количество витков вторичной обмотки трансформатора определяет напряжение на ее выводах Но это напряжение зависит также и от количества витков первичной обмотки При определенном значении напряжения питания первичной обмотки напряжение вторичной зависит от отношения количества витков вторичной обмотки к количеству витков первичной Это отношение и называется коэффициентом трансформации

Если напряжение на вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации, можно ли выбирать количество витков одной из обмоток, например первичной, произвольно Оказывается, нельзя Дело в том, что чем меньше габариты сердечника, тем больше должно быть количество витков каждой обмотки Поэтому размеру сердечника трансформатора соответствует вполне определенное количество витков его обмоток, приходящееся на один вольт напряжения, меньше которого брать нельзя Эта характеристика называется количеством витков на один вольт

Как и всякий преобразователь энергии, трансформатор обладает коэффициентом полезного действия – отношением мощности, потребляемой нагрузкой трансформатора, к мощности, которую нагруженный трансформатор потребляет от сети

КПД маломощных трансформаторов, которые обычно применяются для питания бытовой электронной аппаратуры, колеблется в пределах от 0,8 до 0,95 Более высокие значения имеют трансформаторы большей мощности

Электрический расчет трансформатора

Прежде чем начать электрический расчет силового трансформатора, необходимо сформулировать требования, которым он должен удовлетворять Они и будут являться исходными данными для расчета Технические требования к трансформатору определяются также путем расчета, в результате которого определяются те напряжения и токи, которые должны быть обеспечены вторичными обмотками Поэтому перед расчетом трансформатора производится расчет выпрямителя для определения напряжений каждой из вторичных обмоток и потребляемых от этих обмоток токов Если же напряжения и токи каждой из обмоток трансформатора уже известны, то они и являются техническими требованиями к трансформатору

Для определения габаритной мощности трансформатора необходимо определить мощности, потребляемые от каждой вторичной обмотки, и сложить их, учитывая также КПД трансформатора Мощность, потребляемую от любой обмотки, определяют умножением напряжения между выводами этой обмотки на силу потребляемого от нее тока:

где Р – мощность, потребляемая от обмотки, Вт

U – эффективное значение напряжения, снимаемого с этой обмотки, В

I – эффективное значение силы тока, протекающего в этой же обмотке, А

Суммарная мощность, потребляемая, например, тремя вторичными обмотками, вычисляется по формуле:

Для определения габаритной мощности трансформатора полученное значение суммарной мощности Ps нужно разделить на КПД трансформатора:

где Рг – габаритная мощность трансформатора

η – КПД трансформатора

Заранее рассчитать КПД трансформатора нельзя, так как для этого нужно знать величину потерь энергии в обмотках и в сердечнике, которые зависят от параметров самих обмоток (диаметры проводов и их длина) и параметров сердечника (длина магнитной силовой линии и марка стали) И те и другие параметры становятся известны только после расчета трансформатора Поэтому с достаточной для практического расчета точностью КПД трансформатора можно определить из табл 61

Таблица 61 Определение КПД трансформатора

Суммарная мощность, Вт

10-20

20-40

40-100

100-300

кпд

трансформатора

0,8

0,85

0,88

0,92

Допустим, что нужно рассчитать трансформатор, имеющий три вторичные обмотки со следующими исходными данными:

U, = 6,3 В I, = 1,5 А

U, = 12 В I, = 0,3 А

U3 = 120 ΒΊ3 = 59 мА

Находим суммарную мощность, потребляемую от вторичных обмоток:

Ps = Ιφφ + U,I, + U3I3 = 6,3 x 1,5 + 12 x 0,3 + 120 x 0,059 = 20,13 Вт

Обращаем внимание на то, что при расчете сила тока третьей обмотки, которая в исходных данных указана в миллиамперах, обязательно должна переводиться в амперы: 59 мА = 0,059 А

Из табл 61 находим КПД трансформатора η = 0,85 и определяем его габаритную мощность:

Наиболее распространены две формы сердечника: О-образная (рис, 62а) и Ш-образная (рис, 626) На сердечнике О-образной формы обычно располагаются две катушки, а на сердечнике Ш-образной формы – одна (рис, 63) Зная габаритную мощность трансформатора, находят сечение рабочего керна его сердечника, на котором находится катушка:

Сечением рабочего керна сердечника, как показано на рис, 62, является произведение ширины рабочего керна а и толщины пакета с Размеры а и с выражены в сантиметрах, а сечение – в квадратных сантиметрах

Рис 62 Формы сердечника трансформатора

Рис 63 Расположение катушек на сердечнике

После этого выбирают тип пластин трансформаторной стали и определяют толщину пакета сердечника Сначала находят приблизительную ширину рабочего керна сердечника по формуле:

Затем по полученному значению а производят выбор типа пластин трансформаторной стали из числа имеющихся в наличии и находят фактическую ширину рабочего керна а, после чего определяют толщину пакета сердечника с:

Количество витков, приходящихся на 1 вольт напряжения, определяется сечением рабочего керна сердечника трансформатора по формуле:

где η – количество витков на 1 В

к – коэффициент, определяемый свойствами сердечника

S – сечение рабочего керна сердечника, см2

Из приведенной формулы видно, что чем меньше коэффициент к, тем меньше витков будут иметь все обмотки трансформатора Однако произвольно выбирать коэффициент к нельзя Его значение обычно лежит в пределах от 35 до 60 В первую очередь оно зависит от свойств пластин трансформаторной стали, из которых собран сердечник Для сердечников С-образной формы, витых из тонкой ленты, можно брать к = 35 Если используется сердечник О-образной формы, собранный из П- или Г-образных пластин без отверстий по углам, берут к = 40 Такое же значение к и для пластин типа УШ, у которых ширина боковых кернов больше половины ширины среднего керна Если используются пластины типа Ш без отверстий по углам, у которых ширина среднего керна ровно вдвое больше ширины средних кернов, целесообразно взять к = 45, а если Ш-образные пластины имеют отверстия, то к = 50 Наконец, коэффициент к берется равным 60 при использовании Ш-образных пластин толщиной 0,5 мм с отверстиями, в то время как меньшие значения к соответствуют толщине пластин 0,35 мм Следует заметить, что выбор к в значительной мере условен и им можно в некоторых пределах варьировать, если учесть, что уменьшение к облегчает намотку, но ужесточает режим трансформатора При применении пластин из высококачественной трансформаторной стали этот коэффициент можно немного уменьшать, а при низком качестве стали приходится его увеличивать

Зная необходимое напряжение каждой обмотки и количество витков на 1 В, легко определить количество витков обмотки, перемножив эти величины:

Такое соотношение справедливо только для первичной обмотки, а при определении количества витков вторичных обмоток нужно дополнительно вводить приближенную поправку для учета падения напряжения на самой обмотке от протекающего по ее проводу тока нагрузки:

Коэффициент ш зависит от силы тока, протекающего по данной обмотке (см табл 62)

Если сила тока меньше 0,2 А, можно принимать ш = Е

Толщина провода, которым наматывается обмотка трансформатора, определяется силой тока, протекающего по этой обмотке Чем больше ток, тем толще должен быть провод, подобно тому как для

Сила тока вторичной обмотки, А	0,2-0,5	0,5-1,0	1,0-2,00	2,0-4,0
m	1,02	1,03	1,04	1,06

увеличения потока воды требуется использовать более толстую трубу Дело в том, что от толщины провода зависит сопротивление обмотки Чем тоньше провод, тем больше сопротивление обмотки, следовательно, увеличивается выделяемая на ней мощность и она сильнее нагревается Для каждого типа обмоточного провода существует предел допустимого нагрева, который зависит от свойств эмалевой изоляции Поэтому диаметр провода может быть определен по формуле:

d = pVf,

где d – диаметр провода по меди, мм

I – сила тока в обмотке, А

р – коэффициент (табл 63), который учитывает допустимый нагрев той или иной марки провода

Таблица 63 Выбор диаметра провода

М арка провода	ПЭЛ	ПЭВ-1	ПЭВ-2	ПЭТ
Р	0,8	0,72	0,69	0,65

Выбрав коэффициент р, можно определить диаметр провода каждой обмотки Найденное значение диаметра округляют до большего стандартного

Сила тока в первичной обмотке определяется с учетом габаритной мощности трансформатора и напряжения сети:

Пример электрического расчета

Произведем расчет трансформатора по тем исходным данным, которые были приведены ранее

Находим сечение сердечника трансформатора:

Находим приближенное значение ширины рабочего керна:

Выбираем пластины трансформатора типа Ш-19, для которых а = 1,9 см, и находим толщину пакета:

Фактически полученное сечение рабочего керна сердечника:

Определяем коэффициент к Допустим, что используются пластины трансформаторной стали типа Ш-19 без отверстий по углам Тогда к = 45

Находим количество витков на 1 В:

Определяем количество витков первичной обмотки при питании от сети напряжением 127 В:

а также при питании от сети напряжением 220 В:

Определяем количество витков дополнительной секции первичной обмотки, которую необходимо подключить к обмотке, рассчитанной на 127 В, для питания напряжением 220 В:

Находим из табл 62 коэффициент ш для каждой из вторичных обмоток:

при ф = 1,5 А пр = 1,04

при 12 = 0,3 А ш2 = 1,02

при 13 = 0,059 А ш3 = 1,00

Определяем количество витков каждой из вторичных обмоток с округлением до ближайшего целого числа:

Находим силу тока в первичной обмотке при питании от сети напряжением 127 В:

то же при напряжении сети 220 В:

Находим диаметр провода первичной обмотки для секции, рассчитанной на напряжение 127 В при использовании провода марки ПЭВ-1 (коэффициент р = 0,72 берем из табл 63):

то же для секции на 220 В:

Находим диаметры проводов вторичных обмоток

Для этого составляем схему трансформатора (рис, 64) и таблицу намоточных данных (табл 64), где диаметры проводов по меди выбраны из ближайших больших стандартных значений, а диаметры проводов в изо ляции взяты на 10% больше, чем диаметры проводов по меди

Таблица 64 Намоточные данные трансформатора

Нем ера вы водов	Количество витков, W	Диаметр провода по меди, d, мм	Диаметр провода по изоляции, мм
1-2	970	СО О	t СО О
2-3	710	0,25	0,275
4-5	50	0,9	0,99
6-7	94	0,41	0,45
8-9	917	0,18	0,2

Конструктивный расчет трансформатора

Окно сердечника, предназначенное для размещения катушки с обмотками, имеет размеры, соответствующие толщине катушки b и ее ширине h (рис, 62) Однако не вся площадь окна может быть занята обмотками, необходимо оставить место и для каркаса катушки Кроме того, обмотки нельзя наматывать вплотную к щечкам каркаса, так как это иногда приводит к «проваливанию» витков верхних слоев намотки в пространство, занятое нижними слоями, в результате чего может возникнуть пробой между витками, появятся короткозамкнутые витки и во время работы трансформатора его обмотки сгорят Поэтому в зависимости от конструкции каркаса и толщины материала, из которого он будет изготовлен, а также с учетом расстояния между щечкой каркаса и началом намотки каждого слоя выбираются эффективные размеры окна Ьэ и h

Обмотки трансформатора наматываются рядовой намоткой виток к витку с прокладками между слоями для обеспечения электрической изоляции одного слоя по отношению к соседнему, иначе возникнет пробой между витками обмоток Ведь между началом одного слоя и концом следующего, которые оказываются расположенными один под другим, действует значительное напряжение, соответствующее количеству витков двух слоев намотки и многократно превышающее допустимое напряжение для эмалевой изоляции Поэтому между слоями используются прокладки в виде одного слоя кабельной бумаги толщиной d, а между обмотками – три слоя такой же бумаги Иногда, если прочность электрической изоляции какой-либо обмотки нужно специально увеличить, между этой обмоткой и другими прокладывают дополнительно один или несколько слоев лакоткани

При определении толщины обмотки сначала нужно подсчитать количество витков W , которое можно намотать в одном слое Для этого эффективную ширину окна следует разделить на диаметр провода по изоляции:

Полученный результат округляют до ближайшего меньшего целого числа Затем находят количество слоев η , которое займет обмотка, разделив общее количество ее витков W на количество витков Wc одного слоя:

Полученное значение п,округляют до ближайшего большего целого числа, после чего определяют толщину обмотки t:

где (η – 1) – количество бумажных прокладок между слоями

Для определения толщины катушки нужно сложить значения толщины каждой обмотки и к результату прибавить толщину прокладок между обмотками:

где t, t, t и тд – толщина каждой обмотки d – толщина бумаги для прокладок η – количество обмоток

Полученная толщина катушки Т должна быть меньше, чем эффективный размер окна b Теоретически этого достаточно для вывода: катушка сможет разместиться в окне сердечника Однако на практике существуют некоторые факторы, которые трудно учесть в процессе инженерного расчета Одним из таких факторов является невозможность, а иногда просто неумение намотчика укладывать при намотке витки вплотную один к другому В результате уменьшается количество витков в слое относительно расчетного, а следовательно, увеличивается количество слоев, что ведет к увеличению фактической толщины катушки Кроме того, форма витка обычно не получается прямоугольной, а напоминает эллипс, что также приводит к увеличению толщины катушки Поэтому следует установить некоторый запас по толщине катушки Так, при ручной намотке и низкой квалификации намотчика полученное значение Т должно быть по крайней мере в 2 раза меньше, чем Ьэ Когда намотка производится на станке и квалификация намотчика достаточно высока, Т может быть в 1,2 раза меньше b Если такие соотношения не получаются, необходимо произвести перерасчет трансформатора, увеличив размер окна путем выбора другого типоразмера пластин или увеличив сечение рабочего керна за счет увеличения толщины пакета Это снизит количество витков на 1 В, уменьшится количество витков всех обмоток, и толщина катушки Т станет меньше

Пример конструктивного расчета

Произведем конструктивный расчет трансформатора, который должен следовать за электрическим расчетом, проведенным ранее

Для пластин трансформаторной стали типа Ш-19 размеры окна: b = 17 мм h = 46 мм

Допустим, что каркас катушки выполнен из гетинакса толщиной 0,5 мм Тогда эффективная ширина окна должна быть уменьшена на толщину каркаса, то есть Ьэ = 16,5 мм Эффективная ширина намотки может быть найдена, если из высоты окна h вычесть толщину двух щечек каркаса и двойное расстояние между щечками и крайними витками обмоток, которое можно принять равным 2 мм Тогда Ьэ = 41 мм

Выберем для прокладок между слоями и между обмотками бумагу толщиной d = ОД мм Найдем количество витков в слое для секции первичной обмотки, предназначенной для напряжении сети 127 В:

Находим количество слоев этой обмотки: и ее толщину:

Количество витков в слое для дополнительной секции, рассчитанной на 220 В:

Количество слоев:

Толщина обмотки:

То же для вторичной обмотки № 1:

Для вторичной обмотки № 2:

Для вторичной обмотки № 3:

Находим толщину катушки трансформатора:

Определим запас размещения катушки в окне сердечника:

Полученный результат позволяет сделать вывод о том, что намотка может быть выполнена вручную при средней квалификации намотчика

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

nauchebe.net

<<	<	Ноябрь 2013			>	>>
Пн	Вт	Ср	Чт	Пт	Сб	Вс
				1	2	3
4	5	6	7	8	9	10
11	12	13	14	15	16	17
18	19	20	21	22	23	24
25	26	27	28	29	30

Мощность трансформатора по сечению магнитопровода. Диаметр провода по току и мощности трансформаторов

Мощность трансформатора по сечению магнитопровода — studvesna73.ru

Определение мощности силового трансформатора

Расчёт трансформатора | Электрик в доме

1. Расчёт тока вторичной обмотки

2. Определение мощности, потребляемой от вторичной обмотки

3. Определение мощности трансформатора

4. Расчёт тока первичной обмотки

5. Определение необходимого сечения сердечника магнитопровода

6. Расчёт числа витков в первичной обмотке

7. Расчёт числа витков во вторичной обмотке

8. Определение диаметров проводов обмоток трансформатора

9. Проверка заполняемости окон магнитопровода

Рекомендации по сборке и намотке трансформатора

Будет интересно почитать:

Трансформатор диаметр провода - Справочник химика 21

Как расчитать сетевой трансформатор | Все своими руками

Обсудить эту статью на - форуме "Радиоэлектроника, вопросы и ответы".

Как рассчитать и намотать трансформатор своими руками? FAQ

Самые интересные ролики на Youtube

Страницы 1 2 3 4

Как определить необходимую мощность силового трансформатора для питания УНЧ?

Приблизительно оценить КПД трансформатора можно по таблице.

Какую схему питания УНЧ выбрать?

Расчёт выходного напряжения (переменного тока) трансформатора работающего на холостом ходу или без существенной нагрузки.

Те же значения для этой линейки микросхем.

Расчёт напряжения (постоянного тока) на выходе блока питания работающего при максимальной нагрузке.

Выходная мощность микросхем этой серии на нагрузке 4 Ω при использовании нестабилизированного блока питания с максимальным допустимым напряжением.

Страницы 1 2 3 4

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА | Техника и Программы

Видеоматериалы

Опыт пилотных регионов, где соцнормы на электроэнергию уже введены, показывает: граждане платить стали меньше

Соответствует ли вода и воздух установленным нормативам?

С начала года из ветхого и аварийного жилья в республике были переселены десятки семей

Столичный Водоканал готовится к зиме

Более 10-ти миллионов рублей направлено на капитальный ремонт многоквартирных домов в Лескенском районе

Актуальные темы

Формирование энергосберегающего поведения граждан

Предложения организаций, осуществляющих регулируемую деятельность о размере подлежащих государственному регулированию цен (тарифов) на 2013 год

НАУЧИМСЯ ЭКОНОМИТЬ В БЫТУ

Рубрикатор

Пользователю

Доп.информация