Расчет мощности трансформатора онлайн калькулятор: Калькулятор расчёта трансформатора питания онлайн / Калькулятор / Элек.ру

Содержание

Расчет трансформатора на стержневом сердечнике в онлайн

Силовой трансформатор является нестандартным изделием, которое часто применяется радиолюбителями, промышленности и при конструировании многих бытовых приборов. Под этим понятием подразумевается намоточное устройство, изготовленное на металлическом сердечнике, набранном из пластин электротехнической стали. Стандартными являются немногие подобные изделия, поэтому чаще всего радиолюбители изготавливают их самостоятельно. Поэтому весьма актуален вопрос: как выполнить расчет трансформатора по сечению сердечника калькулятор использовав для этого?

Необходимые сведения

Для изготовления намоточного изделия необходимо руководствоваться множеством сведений. От этого напрямую будет зависеть качество, срок службы готового блока питания. Следует грамотно подойти к процессу расчета, учесть такие показатели, как магнитную индуктивность, КПД и плотность тока. Иначе изделие получится ненадежным и скоро выйдет из строя. К основным характеристикам следует отнести:

Входное напряжение сети. Оно зависит от источника, к которому будет подключен трансформатор. Стандартными являются: 110 В, 220 В, 380 В, 660 В. На практике оно может быть любым, что зависит от характеристик промежуточных цепей.
Выходное напряжение трансформатора — величина, требуемая для обеспечения стабильной работы потребителя. Часто требуется изготовить изделие с несколькими номиналами или с регулируемым напряжением. Тогда необходимо учитывать максимальную его величину.
Ток в нагрузке. При фиксированном значении рассчитываются жесткие характеристики устройства, но часто требуется обеспечить регулируемую величину, тогда потребуется учесть максимальную его величину.
Частота сети. У нас применяется европейский стандарт, то есть 50 Гц.
Мощность нагрузки. Это не основной параметр, потому что ее можно определить по напряжению и току.
Количество выходных обмоток. В некоторых электронных приборах используются блоки питания с несколькими выходными напряжениями. Для изготовления силовой электроники используется в основном один номинал, например, для сварочных трансформаторов.

Также потребуется учесть тип сердечника, потому что от его конструкции напрямую зависит принцип расчета показателей изделия. Существует много разновидностей как конструкций, так и материалов. Если учитывать последние нет смысла из-за незначительных погрешностей, то форма и размеры имеют большое значение. Поэтому необходимы разные алгоритмы расчета, что зависит от этого критерия. Начнем с самого простого и распространенного.

Не всегда требуется расчет вести с требуемых данных. Нередко в наличии есть какое-то железо, тогда потребуется определить мощность трансформатора по сечению магнитопровода. Программы онлайн, имеющиеся в интернете, позволяют определять параметры любым порядком.

Расчет броневого трансформатора

Распространен вид трансформаторов, используемый практически во всех устройствах от зарядных аппаратов для шуруповертов, заканчивая боками питания магнитофонов. В процессе эксплуатации всех этих устройств часто возникают поломки в питателе, связанные со сгоревшим намоточным изделием. Тогда для его восстановления потребуется перемотка, но это проблемы не решает.

Часто требуется увеличить мощность источника, тогда как рассчитать трансформатор, чтобы его железо не перегревалось? Потребуется выбрать железо больших размеров и использовать более толстый провод. Такой ход поможет сохранить работоспособность устройства и даже улучшить характеристики, сделав его стабильнее и устойчивее при скачках напряжений в сети.

К сожалению, не все производители учитывают этот фактор, а ведь наша сеть неустойчива и регулярно в ней наблюдаются помехи в виде высоковольтных игольчатых импульсов. Также возникают ситуации, когда наблюдается просадка сети до 170 В, что характерно в зимний период. Тогда необходимо предусмотреть запас по напряжению как минимум на 40−45%, увеличив мощность и компенсационного стабилизатора. Часто такие ситуации наблюдаются в частном секторе.

Вернемся к расчету Ш-образного трансформатора на ШП-сердечнике. Принцип будет одинаков и с сердечником типа ПЛ при условии размещения обмотки на средней части. Для чего потребуется выполнить следующие шаги:

Определить площадь поперечного сечения средней части сердечника. Она выражается буквой S сеч. и находится из произведения ее сторон. Взяв линейку, измеряем параметры сечения, перемножаем и получаем значение в квадратных сантиметрах.
На следующем этапе решается вопрос, как рассчитать мощность трансформатора. Это расчетная величина, которую можно определить, возведя S сеч. в квадрат. Значение будет измеряться в Вт и обозначаться буквой «P».
При расчете мощности сердечника необходимо учитывать тип использованных пластин. Например, если были применены для набора Ш-20, то общая толщина сердечника должна быть 30 мм при мощности в 36 Вт. Если для трансформатора были использованы пластины Ш-30, то толщина набора будет достаточно в 20 мм, а при использовании Ш-24 — 25 мм. Существуют справочные таблицы, в которых можно найти мощность трансформатора по сечению магнитопровода для конкретной ситуации. Для обеспечения наилучшей стабильности работы источников питания следует использовать железо с избытком мощности как минимум на 25%. То есть, если ранее была расчетная мощность равна 6 Вт, то для надежности работы и исключения насыщения сердечника следует брать в расчет как минимум 8 Вт. Это обязательное условие. Если использовать магнитопровод с меньшей площадью сечения сердечника, то трансформатор быстро выйдет из строя, потому что железо окажется в насыщении, что приведет к увеличению токов в обмотках.
На следующем этапе необходимо определиться с количеством обмоток. Для современных транзисторных устройств достаточно будет всего одной или сдвоенной со средней точкой. Поэтому рассмотрим пример расчета именно такого трансформатора. Для этого потребуется воспользоваться понятием «вольт на виток». Значение определяется следующим образом: W /В=(50÷70) / S сеч. Формула справедлива только для сердечников типа ШП и П. Л. При расчете первичной и вторичной обмоток потребуется взять произведение полученного отношения и входного напряжения: W1 = W / B∙U1, W2 = 1,2 ∙ W /B∙U2.
Выполняется расчет и выбор диаметра провода. Он выбирается исходя из хорошего теплоотвода и изоляции, для чего рекомендуется применять ПЭЛ или ПЭВ, покрытые лаком. Определить его размер можно по формуле: d =0,7∙√ I. Величина выражается в мм. Провод выбирается с небольшим запасом до 4−6%.

Все программы расчета трансформаторов позволяют находить параметры изделий в любом порядке. Они используют стандартные алгоритмы, по которым выводятся значения. При необходимости можно создать собственный калькулятор с помощью таблиц Excel. Подобным образом работает и калькулятор расчета трансформатора на стержневом сердечнике.

Программы для расчета

Известно много программ, которые предлагают онлайн расчет параметров любого трансформатора на броневом или стержневом сердечнике. Одной из таких может стать сервис на сайте «skrutka». Для определения характеристик потребуется указать ряд следующих данных:

входное напряжение — U1;
выходное напряжение — U2;
ширину пластины — а;
толщину стопки — b ;
частоту сети — Гц;
габаритная мощность — В*А;
КПД;
магнитную индуктивность магнитопровода — Тл;
плотность тока в обмотках — А/мм кв.

Последние 4 величины являются табличными, поэтому потребуется воспользоваться справочником.

Необходимо грамотно и ответственно отнестись к расчету параметров трансформатора, потому что от качества выполненной работы будет зависеть и качество функционирования вашего блока питания. Не всегда стоит надеяться на программы, в них могут быть ошибки. Выберите один или несколько параметров и пересчитайте их вручную по ранее приведенным формулам. Если получится примерно равное значение, то результат можно считать правильным.

Как выполнить расчет трансформатора в полном объеме

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.

Источник: https://www.radiolub.ru/page/prostejshij-raschet-silovogo-transformatora

Проектирование трансформатора – как рассчитать мощность трансформатора

При проектировании трансформатора, основной параметр устройства представлен показателями его мощности.

Зная, как рассчитать мощность трансформатора, можно самостоятельно выбрать и приобрести качественный прибор, позволяющий преобразовывать напряжение в большие или меньшие значения.

Как рассчитать мощность трансформатора

Особенность работы стандартного трансформатора представлена процессом преобразования электроэнергии переменного тока в показатели переменного магнитного поля и наоборот. Самостоятельный расчет трансформаторной мощности может быть выполнен в соответствии с сечением сердечника и в зависимости от уровня нагрузки.

Расчет обмотки преобразователя напряжения и его мощности

По сечению сердечника

Электромагнитный аппарат имеет сердечник с парой проводов или несколькими обмотками. Такая составляющая часть прибора, отвечает за активное индукционное повышение уровня магнитного поля. Кроме всего прочего, устройство способствует эффективной передаче энергии с первичной обмотки на вторичную, посредством магнитного поля, которое концентрируется во внутренней части сердечника.

Параметрами сердечника определяются показатели габаритной трансформаторной мощности, которая превышает электрическую.
Расчетная формула такой взаимосвязи:
Sо х Sс = 100 х Рг / (2,22 х Вс х А х F х Ко х Кc), где

Sо — показатели площади окна сердечника;
Sс — площадь поперечного сечения сердечника;
Рг — габаритная мощность;
Bс — магнитная индукция внутри сердечника;
А — токовая плотность в проводниках на обмотках;
F — показатели частоты переменного тока;
Ко — коэффициент наполненности окна;
Кс — коэффициент наполненности сердечника.

Показатели трансформаторной мощности равны уровню нагрузки на вторичной обмотке и потребляемой мощности из сети на первичной обмотке.

Самые распространенные разновидности трансформаторов производятся с применением Ш —образного и П — образного сердечников.

По нагрузке

При выборе трансформатора учитывается несколько основных параметров, представленных:

категорией электрического снабжения;
перегрузочной способностью;
шкалой стандартных мощностей приборов;
графиком нагрузочного распределения.

В настоящее время типовая мощность трансформатора стандартизирована.

Варианты трансформаторов

Чтобы выполнить расчет присоединенной к трансформаторному прибору мощности, необходимо собрать и проанализировать данные обо всех подключаемых потребителях. Например, при наличии чисто активной нагрузки, представленной лампами накаливания или ТЭНами, достаточно применять трансформаторы с показателями мощности на уровне 250 кВА.

В системах электрического снабжения показатели трансформаторной мощности приборов должны позволить обеспечивать стабильное питание всех потребителей электроэнергии.

Определение габаритной мощности трансформатора

Показатели габаритной мощности трансформатора могут быть приблизительно определены в соответствии с сечением магнитопровода. В этом случае уровень погрешности часто составляет порядка 50%, что обусловлено несколькими факторами.

Трансформаторная габаритная мощность находится в прямой зависимости от конструкционных характеристик магнитопровода, а также качественных показателей материала и толщины стали. Немаловажное значение придаётся размерам окна, индукционной величине, сечению проводов на обмотке, а также изоляционному материалу, который располагается между пластинами.

Схема трансформатора

Безусловно, вполне допустимо экспериментальным и стандартным расчётным способом выполнить самостоятельное определение максимальной трансформаторной мощности с высоким уровнем точности. Однако, в приборах заводского производства такие данные учтены, и отражаются количеством витков, располагающихся на первичной обмотке.

Таким образом, удобным способом определения этого показателя является оценка размеров площади сечения пластин: Р = В х S² / 1,69

В данной формуле:

параметром P определяется уровень мощности в Вт;
B — индукционные показатели в Тесла;
S — размеры сечения, измеряемого в см²;
1,69 — стандартные показатели коэффициента.

Индукционная величина — табличные показатели, которые не могут быть максимальными, что обусловлено риском значительного отличия магнитопроводов с разным уровнем качественных характеристик.

При выборе прибора, преобразующего показатели напряжения, следует помнить, что более дешевые трансформаторы обладают невысокой относительной габаритной мощностью.

Расчет понижающего трансформатора

Выполнить самостоятельно расчет показателей мощности для однофазного трансформатора понижающего типа – достаточно легко. Поэтапное определение:

показателей мощности на вторичной трансформаторной обмотке;
уровня мощности на первичной трансформаторной обмотке;
показателей поперечного сечения трансформаторного сердечника;
фактического значения сечения трансформаторного сердечника;
токовых величин на первичной обмотке;
показателей сечения проводов на первичной и вторичной трансформаторных обмотках;
количества витков на первичной и вторичной обмотках;
общего числа витков на вторичных обмотках с учетом компенсационных потерь напряжения в кабеле.

На заключительном этапе определяются показатели площади окна сердечника и коэффициента его обмоточного заполнения. Определение сечения сердечника, как правило, выражается посредством его размеров, в соответствии с формулой: d1=А х В, где «А» — это ширина, а «В» — толщина.

Следует отметить, что при самостоятельном расчете, необходимо увеличивать количество витков на вторичной обмотке примерно на 5-10%.

Упрощенный расчет 220/36 В

Стандартный трансформатор с 220/36 В, представлен тремя основными компонентами в виде первичной и вторичной обмотки, а также магнитопровода.

Упрощенный расчет силового трансформатора включает в себя определение сечения сердечника, количества обмоточных витков и диаметра кабеля.

Исходные данные для простейшего расчета представлены напряжением на первичной U1 и на вторичной обмотке – U2, а также током на вторичной обмотке или I2.

В результате упрощенного расчета устанавливается зависимость между сечением сердечника Sсм², возведенным в квадрат и общей трансформаторной мощностью, измеряемой в Вт. Например, прибором с сердечником, имеющим сечение 6,0 см², легко «перерабатывается» мощность в 36 Вт.

Понижающий трансформатор

При расчете используются заведомо известные параметры в виде мощности и напряжения на вторичной цепи, что позволяет вычислить токовые показатели первичной цепи. Одним из важных параметров является КПД, не превышающий у стандартных трансформаторов 0,8 единиц или 80%.

Показатели полной или полезной мощности многообмоточных трансформаторов, являются суммой мощностей на всех вторичных обмотках прибора. Знание достаточно простых формул позволяет не только легко произвести расчёт мощности прибора, но также самостоятельно изготовить надежный и долговечный трансформатор, функционирующий в оптимальном режиме.

Видео на тему

Источник: https://proprovoda.ru/elektrooborudovanie/transformatory/kak-rasschitat-moshhnost.html

Расчет трансформатора: онлайн калькулятор или дедовский метод для дома — выбери сам

Ремонт современных электрических приборов и изготовление самодельных конструкций часто связаны с блоками питания, пускозарядными и другими устройствами, использующими трансформаторное преобразование энергии. Их состояние надо уметь анализировать и оценивать.

Считаю, что вам поможет выполнить расчет трансформатора онлайн калькулятор, работающий по подготовленному алгоритму, или старый проверенный дедовский метод с формулами, требующий вдумчивого отношения. Испытайте оба способа, используйте лучший.

Сразу заостряю ваше внимание на том вопросе, что приводимые методики не способны точно учесть магнитные свойства сердечника, который может быть выполнен из разных сортов электротехнических стали.

Поэтому реальные электрические характеристики собранного трансформатора могут отличаться на сколько-то вольт или число ампер от полученного расчетного значения. На практике это обычно не критично, но, всегда может быть откорректировано изменением числа количества в одной из обмоток.

Поперечное сечение магнитопровода передает первичную энергию магнитным потоком во вторичную обмотку. Обладая определенным магнитным сопротивлением, оно ограничивает процесс трансформации.

От формы, материала и сечения сердечника зависит мощность, которую можно преобразовывать и нормально передавать во вторичную цепь.

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Шаг №1. Указание формы сердечника и его поперечного сечения

Лучшим распределением магнитного потока обладают сердечники, набранные из Ш-образных пластин. Кольцевая форма из П-образных составляющих деталей обладает большим сопротивлением.

Для проведения расчета надо указать форму сердечника по виду пластины (кликом по точке) и его измеренные линейные размеры:

Ширину пластины под катушкой с обмоткой.
Толщину набранного пакета.

Вставьте эти данные в соответствующие ячейки таблицы.

Шаг №2. Выбор напряжений

Трансформатор создается как повышающей, понижающей (что в принципе обратимо) или разделительной конструкцией. В любом случае вам необходимо указать, какие напряжения вам нужны на его первичной и вторичной обмотке в вольтах.

Заполните указанные ячейки.

Шаг №3. Частота сигнала переменного тока

По умолчанию выставлена стандартная величина бытовой сети 50 герц. При необходимости ее нужно изменить на требуемую по другому расчету. Но, для высокочастотных трансформаторов, используемых в импульсных блоках питания, эта методика не предназначена.

Их создают из других материалов сердечника и рассчитывают иными способами.
Шаг №4. Коэффициент полезного действия
У обычных моделей сухих трансформаторов КПД зависит от приложенной электрической мощности и вычисляется усредненным значением.
Но, вы можете откорректировать его значение вручную.
Шаг №5. Магнитная индуктивность
Параметр определяет зависимость магнитного потока от геометрических размеров и формы проводника, по которому протекает ток.

По умолчанию для расчета трансформаторов принят усредненный параметр в 1,3 тесла. Его можно корректировать.

Шаг №6. Плотность тока

Термин используется для выбора провода обмотки по условиям эксплуатации. Среднее значение для меди принято 3,5 ампера на квадратный миллиметр поперечного сечения.

Для работы трансформатора в условиях повышенного нагрева его следует уменьшить. При принудительном охлаждении или пониженных нагрузках допустимо увеличить. Однако 3,5 А/мм кв вполне подходит для бытовых устройств.

Выполнение онлайн расчета трансформатора

После заполнения ячеек с исходными данными нажимаете на кнопку «Рассчитать». Программа автоматически обрабатывает введенные данные и показывает результаты расчета таблицей.

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Привожу упрощенную методику, которой пользуюсь уже несколько десятков лет для создания и проверки самодельных трансформаторных устройств из железа неизвестной марки по мощности нагрузки.

По ней мне практически всегда получалось намотать схему с первой попытки. Очень редко приходилось добавлять или уменьшать некоторое количество витков.

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

В основу расчета положено среднее соотношение коэффициента полезного действия ŋ, как отношение электрической мощности S2, преобразованной во вторичной обмотке к приложенной полной S1 в первичной.

ŋ = S1 / S2

Потери мощности во вторичной обмотке оценивают по статистической таблице.

Мощность трансформатора, ватты	Коэффициент полезного действия ŋ
15÷50	0,50÷0,80
50÷150	0,80÷0,90
150÷300	0,90÷0,93
300÷1000	0,93÷0,95
>1000	0.95÷0,98

Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего по первичной обмотке в амперах, на напряжение бытовой проводки в вольтах.

Она преобразуется в магнитную энергию, протекающую по сердечнику, полноценно распределяясь в нем в зависимости от формы распределения потоков:

для кольцевой фигуры из П-образных пластин площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc=√S1;
у сердечника из Ш-образных пластин Qc=0,7√S1.

Таким образом, первый этап расчета позволяет: зная необходимую величину первичной или вторичной мощности подобрать магнитопровод по форме и поперечному сечению сердечника;или по габаритам имеющегося магнитопровода оценить электрические мощности, которые сможет пропускать проектируемый трансформатор.

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Силовой трансформатор создается для преобразования электрической энергии одной величины напряжения в другое, например, U1=220 вольт на входе и U2=24 V — на выходе.

Коэффициент трансформации в приведенном примере записывается как выражение 220/24 или дробь с первичной величиной напряжения в числителе, а вторичной — знаменателе. Он же позволяет определить соотношение числа витков между обмотками.

n = W1 / W2

На первом этапе мы уже определили электрические мощности каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I=S/U внутри любой катушки.

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

При определении поперечного сечения проводника катушки используется эмпирическое выражение, учитывающее, что плотность тока лежит в пределах 1,8÷3 ампера на квадратный миллиметр.

Величину тока в амперах для каждой обмотки мы определили на предыдущем шаге.

Теперь просто извлекаем из нее квадратный корень и умножаем на коэффициент 0,8. Полученное число записываем в миллиметрах. Это расчетный диаметр провода для катушки.

Он подобран с учетом выделения допустимого тепла из-за протекающего по нему тока. Если место в окне сердечника позволяет, то диаметр можно немного увеличить. Тогда эти обмотки будут лучше приспособлены к тепловым нагрузкам.

Когда даже при плотной намотке все витки провода не вмещаются в окне магнитопровода, то его поперечное сечение допустимо чуть уменьшить. Но, такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.

При выборе диаметра провода добиваются оптимального соотношения между его нагревом при эксплуатации и габаритами свободного пространства внутри сердечника, позволяющими разместить все обмотки.

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Вычисление основано на использовании магнитных свойств железа сердечника. Промышленные трансформаторы собираются из разных сортов электротехнической стали, подбираемые под конкретные условия работы. Они рассчитываются по сложным, индивидуальным алгоритмам.

Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить электротехнические характеристики которой ему практически не реально. Поэтому формулы учитывают усредненные параметры, которые не сложно откорректировать при наладке.

Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω’. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое наводится в одном витке катушки и связан с поперечным сечением магнитопровода Qc (см кв).

ω’=45/Qc (виток/вольт)

В первичной обмотке число витков вычислим, как W1= ω’∙U1, а во вторичной — W2= ω’∙U2.

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

На этом шаге требуется прикинуть: войдут ли все обмотки в свободное пространство окна сердечника с учетом габаритов катушки.

Для этого допускаем, что провод имеет сечение не круглое, а квадрата со стороной одного диаметра. Тогда при совершенно идеальной плотной укладке он займет площадь, равную произведению единичного сечения на количество витков.

Увеличиваем эту площадь процентов на 30, ибо так идеально намотать витки не получится. Это будет место внутри полостей катушки, а она еще займет определенное пространство.

Далее сравниваем полученные площади для катушек каждой обмотки с окном магнитопровода и делаем выводы.

Второй способ оценки — мотать витки «на удачу». Им можно пользоваться, если новая конструкция перематывается проводом со старых рабочих катушек на том же сердечнике.

4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт

Сборка магнитопровода
Степень сжатия пластин влияет на шумы, издаваемые железом сердечника при вибрациях от протекающего по нему магнитного потока.
Одновременно не плотное прилегание железа с воздушными зазорами увеличивает магнитное сопротивление, вызывает дополнительные потери энергии.
Если для стягивания пластин используются металлические шпильки, то их надо изолировать от железа сердечника бумажными вставками и картонными шайбами.

Иначе по этому креплению возникнет искусственно созданный короткозамкнутый виток.

В нем станет наводиться дополнительная ЭДС, значительно снижающая коэффициент полезного действия.

Состояние изоляции крепежных болтов относительно железа сердечника проверяют мегаомметром с напряжением от 1000 вольт. Показание должно быть не менее 0,5 Мом.

Расчет провода по плотности тока
Оптимальные размеры трансформатора играют важную роль для устройств, работающих при экстремальных нагрузках.
Для питающей обмотки, подключенной к бытовой проводке лучше выбирать плотность тока из расчета 2 А/мм кв, а для остальных — 2,5.
Способы намотки витков
Быстрая навивка на станке «внавал» занимает повышенный объем и нормально работает при относительно небольших диаметрах провода.
Качественную укладку обеспечивает намотка плотными витками один возле другого с расположением их рядами и прокладкой ровными слоями изоляции из конденсаторной бумаги, лакоткани, других материалов.

Хорошо подходят для создания диэлектрического слоя целлофановые (не из полиэтилена) ленты. Можно резать их от упаковок сигарет. Отлично справляется с задачами слоя изоляции кулинарная пленка для запекания мясных продуктов и выпечек.

Она же придает красивый вид внешнему покрытию катушки, одновременно обеспечивая ее защиту от механических повреждений.

Обмотки сварочных и пускозарядных устройств, работающие в экстремальных условиях с высокими нагрузками, желательно дополнительно пропитывать между рядами слоями силикатного клея (жидкое стекло).

Ему требуется дать время, чтобы засох. После этого наматывают очередной слой, что значительно удлиняет сроки сборки. Зато созданный по такой технологии трансформатор хорошо выдерживает высокие температурные нагрузки без создания межвитковых замыканий.

Как вариант такой защиты работает пропитка рядов провода разогретым воском, но, жидкое стекло обладает лучшей изоляцией.

Когда длины провода не хватает для всей обмотки, то его соединяют. Подключение следует делать не внутри катушки, а снаружи. Это позволит регулировать выходное напряжение и силу тока.

Замер тока на холостом ходу трансформатора
Мощные сварочные аппараты требуют точного подбора объема пластин и количества витков под рабочее напряжение, что взаимосвязано.
Выполнить качественную наладку позволяет замер тока холостого хода при оптимальной величине напряжения на входной обмотке питания.

Его значение должно укладываться в предел 100÷150 миллиампер из расчета на каждые 100 ватт приложенной мощности для трансформаторных изделий длительного включения. Когда используется режим кратковременной работы с частыми остановками, то его можно увеличить до 400÷500 мА.

Выполняя расчет трансформатора онлайн калькулятором или проверку его вычислений дедовскими формулами, вам придется собирать всю конструкцию в железе и проводах. При первых сборках своими руками можно наделать много досадных ошибок.

Чтобы их избежать рекомендую посмотреть видеоролик владельца Юность Ru. Он очень подробно и понятно объясняет технологию сборки и расчета. Под видео расположено много полезных комментариев, с которыми тоже следует ознакомиться.

Если заметите в ролике некоторые моменты, которые немного отличаются от моих рекомендаций, то можете задавать вопросы в х. Обязательно обсудим.

Источник: https://ElectrikBlog.ru/raschet-transformatora-onlajn-kalkulyator/

Способы расчёта различных конфигураций трансформаторов

Как бы ни развивалась электроника, но всё же отказаться от такого устройства, как трансформатор пока не удаётся. Каждый надёжный блок питания и преобразователь напряжения содержит этот электромагнитный аппарат с гальванической развязкой обмоток. Они применяются широко и на производстве, и в быту, и представляют собой статическое электромагнитное устройство, работающее по принципу взаимоиндукции. Состоят такие устройства из двух основных элементов:

замкнутого магнитопровода;
двух и более обмоток.

Обмотки трансформаторов не имеют между собой никакой связи, кроме индуктивной. Предназначен он для преобразования только переменного напряжения, частота которого, после передачи по магнитопроводу, будет неизменна.

Расчет параметров трансформатора необходим для того, чтобы на вход этого устройства было подано одно напряжение, а на выходе генерировалось пониженное или повышенное напряжение другой заданной величины. При этом нужно учесть токи, протекающие во всех обмотках, а также мощность устройства, которая зависит от подключаемой нагрузки и от назначения.

Любой даже простейший расчет трансформатора состоит из электрической и конструктивной составляющей. Электрическая часть включает в себя:

Определение напряжений и токов, протекающих по обмоткам;
Определение коэффициента трансформации.

К конструктивным относятся:

Размеры сердечника и тип устройства;
Выбор материала сердечника трансформатора;
Возможные варианты закрывающего корпуса и вентиляции.

Через один квадратный сантиметр сечения магнитопровода протекает магнитная индукция, единица измерения её — Тесла. Тесла, в свою очередь, выдающийся физик, в честь которого и она и названа. Это значение напрямую зависит от частоты тока. И так при частоте 50 Гц и, допустим, 400 Гц величины индукция (тесла) будет разной, а значит и габариты устройства с увеличением частоты снижаются.

После этого определяют падение напряжения и потери в магнитопроводе, на этапе электрического расчёта все эти величины определяются лишь примерно.

Расчет нагрузки в трансформаторе является ключевым в его исполнении. В сварочном, например, нагрузочную особенность выражают из режима короткого замыкания.

Большое значение тока короткого замыкания, связано с малым значением сопротивления трансформатора в данных условиях работы.

Важнейшим элементом всех формул данного расчёта является коэффициент трансформации, который определяется как соотношение числа намотанных витков в первичной обмотке, к количеству витков во вторичной обмотке.

Если обмоток не две, а больше, значит и соответственно таких коэффициентов тоже будет несколько. Если известны напряжения обмоток, то можно его рассчитать как отношение напряжений первичной обмотки, ко вторичной.

Расчет силового трансформатора

Расчет силового трансформатора напрямую зависит от количества фаз в питающей сети, то есть однофазной или же трехфазной. Прежде всего в силовом трансформаторе основную роль играет его мощность.

Упрощенный расчет трансформаторов малой мощности и большой можно выполнить и в домашних условиях.

Расчёт потерь неизбежен, как и для любых электромагнитных устройств, здесь же он состоит из двух основных магнитных составляющих:

вихревые токи;
намагничивание.

Расчет однофазного трансформатора

Рассчитывая понижающие трансформаторы однофазного тока, как самые распространенные в быту, для начала нужно выяснить его мощность. Конечно, понизить напряжение можно и другими способами, но этот самый эффективный и даёт ещё вдобавок гальваническую развязку, а значит возможность подключения силовой нагрузки.

Например, если напряжение первичной обмотки 220 Вольт, что свойственно для стандартных сетей однофазного тока, то вторичное напряжение нужно определить по нагрузке, которая будет подключаться к нему.

Это может быть как низшее, так и высшее напряжение. Например, для зарядки автомобильных аккумуляторов необходимо напряжение 12-14 Вольт. То есть вторичное напряжение и ток тоже должно быть заранее известно.

Примерная мощность будет равна произведению тока на напряжение. Стоит учесть также и КПД. Для силовых аппаратов он составляет примерно 0,8–0,85. Тогда с учётом этого коэффициента полезного действия расчётная мощность будет составлять:

Ррасч= P*КПД

Именно эта мощность и ложится в основу расчёта поперечного сечения сердечника, на котором будут произведены намотки обмоток. Кстати, видов этих сердечников магнитопровода может быть несколько, как показано на рисунке снизу.

Далее, по этой формуле определяем сечение

S (см2) = (1,0 ÷1,3) √Р

Коэффициент 1–1,3 зависит от качества электротехнической стали. К электротехнической стали относится чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1–8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров.

После чего определяется количество витков, на один вольт напряжения.
N = (50 ÷70)/S (см2)
Берем среднюю величину коэффициента 60.

Теперь зная количество витков на один вольт есть возможность подсчитать количество витков в каждой обмотке. Осталось всего лишь найти сечение провода, которым выполнится намотка обмоток.

Медь, для этого лучший материал, так как обладает высокой токопроводимостью и быстро остывает в случае нагрева. Тип провода ПЭЛ или ПЭВ. Кстати, нагрев даже самого идеального электромагнитного устройства неизбежен, поэтому при изготовлении сетевого трансформатора актуален и вопрос вентиляции.

Для этого хотя бы предусмотреть на корпусе естественную вентилируемую конструкцию путём вырезания отверстий.

Ток в обмотке равен
I=P/U
Диаметр сечения проводника для обмотки определяется по формуле:
D= (0,7÷0,9)√I

где 0,7-0,9 это коэффициент плотности тока в проводнике. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе.

Существует множество методов расчёта характеристик и параметров, этот же самый простой, но и примерный (неточный). Более точный расчет обмоток трансформатора применяется для производственных и промышленных нужд.

Расчёт трехфазного трансформатора

Различные способы подключения одной, двух и более ламп

Изготовление трехфазного трансформатора и его точный расчёт процесс более сложный, так как здесь первичная и вторичная обмотка состоят уже из трёх катушек. Это разновидность силового трансформатора, магнитопровод которого выполнен чаще всего стержневым способом.

Здесь уже появляются такие понятие, как фазные и линейные напряжения. Линейные измеряются между двумя фазами, а фазные между фазой и землёй. Если трансформатор трехфазный рассчитан на 0,4 кВ, то линейное напряжение будет 380В, а фазное 220 В.

Обмотки могут быть соединены в звезду или треугольник, что даёт разные величины токов и напряжений.

Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном, т. е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН — на обмотках низшего напряжения.

Высоковольтные трансформаторы трёхфазного тока рассчитываются и изготавливаются исключительно в промышленных условиях. Кстати, любой понижающий трансформатор при обратном включении, выполняет роль повышающего напряжение устройства.

Расчет тороидального трансформатора

Коротит проводка — причины и способы устранения проблемы

Такая конструкция трансформаторов используется в радиоэлектронной аппаратуре, они обладают меньшими габаритами, весом, а также повышенным значением КПД. За счёт применения ферритового стержня помехи практически отсутствует, это даёт возможность не экранировать данные устройства.

Простой расчет тороидального трансформатора состоит из 5 пунктов:

Определение мощность вторичной обмотки P=Uн*Iн;
Определение габаритной мощности трансформатора Рг=Р/КПД. Величина его КПД примерно 90-95%;
Площадь сечения сердечника и его размеры

Определение количества витков на вольт и соответственно количества витков для необходимой величины напряжения.

Расчёт тока в каждой обмотке и выбор диаметра проводника делается аналогично, как и в силовых однофазных трансформаторах, описанных выше.

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата

Сварочный полуавтомат предназначен для сварки с механической подачей специальной сварочной проволоки вместо электрода. Источник питания такого устройства также имеет в своей основе мощный трансформатор.

Расчёт основан на принципе его работы, на выходе которого должно быть 60 Вольт при холостом ходу. Работает он в короткозамкнутом режиме поэтому и нагрев его обмоток явление нормальное.

Расчёт в принципе тоже аналогичен, только в этом случае ещё стоит учесть мощность при продолжительной сварке

Pдл = U2I2 (ПР/100)0.5 *0.001.

Напряжение и силу одного витка измеряют в вольтах и оно будет равно E=Pдл0.095+0.55. Зная эти величины можно приступить и к полному расчёту.

Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя

Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности.

В правильно сконструированном двухтактном преобразователе через обмотку проходит неизменный ток, поэтому сильное подмагничивание сердечника отсутствует. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность.

Так как он выполняется на ферритовом сердечнике то и расчет выходного напряжения трансформатора аналогичен обычному тороидальному.

Упростить варианты расчета трансформатора можно применяя специальные калькуляторы расчета, которые предлагают некоторые интернет-ресурсы. Стоит только внести желаемые данные, и автомат выдаст нужные параметры планируемого электромагнитного устройства.

Видео с расчетом трансформатора

Источник: https://amperof.ru/elektropribory/sposoby-raschyota-razlichnyh-konfiguratsij-transformatorov.html

Расчет трансформатора: формулы для расчета

Содержание:

Многие электронные и радиотехнические устройства получают питание от нескольких источников постоянного напряжения. Они относятся к так называемым вторичным источникам питания. В качестве первичных источников выступают сети переменного тока, напряжением 127 и 220 вольт, с частотой 50 Гц.

Для обеспечения аппаратуры постоянным напряжением, вначале требуется выполнить повышение или понижение сетевого напряжения до необходимого значения.

Чтобы получить требуемые параметры, необходимо произвести расчет трансформатора, который выполняет функцию посредника между электрическими сетями и приборам, работающими при постоянном напряжении.

Расчет силового трансформатора

Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки.

Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее.

Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.

Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).

Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2).

Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2: . С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n, соответствующее 1 вольту напряжения: n= 50/Q.

На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xnxU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…

Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов:
где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1. Здесь используется общая мощность трансформатора.

Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника.

Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d12n1 + d22n2 +d32n3 + d42n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках.

В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

Полученная площадь Sм позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.

Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» – ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.

Как рассчитать мощность трансформатора

Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.

Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом расчета мощности будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством.

Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников.

В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.

Как рассчитать мощность трансформатора

Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее. Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.

Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Ртр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.

Расчёт трансформатора по сечению сердечника

Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и тороидальными. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых – магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.

Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.

Важнейшим параметром каждого сердечника считается площадь поперечного сечения, оказывающая большое влияние на мощность трансформатора.

КПД стержневых трансформаторов значительно превышает такие же показатели у броневых устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, оказывая влияние на допустимую плотность тока.

Поэтому в качестве примера для расчетов рекомендуется рассматривать именно эту конструкцию.

В зависимости от параметров сердечника, определяется значение габаритной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, поскольку возможности сердечника связаны именно с габаритной мощностью.

Эта взаимная связь отражается и в расчетной формуле: Sо хSс = 100 хРг /(2,22 * Вс х j х f х kох kc).

Здесь Sо иSс являются соответственно площадями окна и поперечного сечения сердечника, Рг – значение габаритной мощности, Вс – показатель магнитной индукции в сердечнике, j – плотность тока в проводниках обмоток, f – частота переменного тока, kо и kc – коэффициенты заполнения окна и сердечника.

Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку

При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра.

Выбор трансформаторов тока

Мультиметр следует перевести в режим омметра. Затем определяются выводы всех имеющихся обмоток. Если между магнитопроводом и катушкой имеется зазор, то сверху всех обмоток наматывается дополнительная обмотка из тонкого провода. От количества витков будет зависеть точность результатов измерений.

Один щуп прибора подключается к концу основной обмотки, а другой щуп – к дополнительной обмотке. По очереди выполняются измерения всех обмоток. Та из них, у которой наибольшее сопротивление, считается первичной. Полученные данные позволяют выполнить расчет трансформатора и вместе с другими параметрами выбрать наиболее оптимальную конструкцию для конкретной электрической цепи.

Источник: https://electric-220.ru/news/raschet_transformatora/2016-09-26-1071

Расчет сетевого трансформатора

Если у Вас есть некий трансформаторный сердечник, из которого нужно сделать трансформатор, то необходимо замерить сердечник (как показано на рисунке), а так же замерить толщину пластины или ленты.
Первым делом необходимо рассчитать площадь сечения сердечника — Sc (см²) и площадь поперечного сечения окна — Sо (см²).
Для тороидального трансформатора:

Sc = H * (D – d)/2
S0 = π * d2 / 4

Для Ш и П — образного сердечника:

Определим габаритную мощность нашего сердечника на частоте 50 Гц:

η — КПД трансформатора,
Sc — площадь поперечного сечения сердечника, см2,
So — площадь поперечного сечения окна, см2,
f — рабочая частота трансформатора, Гц,
B — магнитная индукция, T,
j — плотность тока в проводе обмоток, A/мм2,
Km — коэффициент заполнения окна сердечника медью,
Kc — коэффициент заполнения сечения сердечника сталью.

При расчете трансформатора необходимо учитывать, что габаритная мощность трансформатора должна быть больше расчетной электрической мощности вторичных обмоток.

Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются:

напряжение первичной обмотки U1
напряжение вторичной обмотки U2
ток вторичной обмотки l2
мощность вторичной обмотки Р2 =I2 * U2 = Рвых
площадь поперечного сечения сердечника Sc
площадь поперечного сечения окна So
рабочая частота трансформатора f = 50 Гц

КПД (η) трансформатора можно взять из таблицы, при условии что Рвых = I2 * U2 (где I2 ток во вторичной обмотке, U2 напряжение вторичной обмотки), если в трансформаторе несколько вторичных обмоток, что считают Pвых каждой и затем их складывают.

B — магнитная индукция выбирается из таблицы, в зависимости от конструкции магнитопровода и Pвых.

j — плотность тока в проводе обмоток , так же выбирается в зависимости от конструкции магнитопровода и Pвых.

Km — коэффициент заполнения окна сердечника медью

Kc — коэффициент заполнения сечения сердечника сталью

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

При первоначальном расчете необходимо соблюдать условие — Pгаб ≥ Pвых, если это условие не выполняется то при расчете уменьшите ток или напряжение вторичной обмотки.

После того как Вы определились с габаритной мощностью трансформатора, можно приступить к расчету напряжения одного витка:

где Sc — площадь поперечного сечения сердечника, f — рабочая частота (50 Гц), B — магнитная индукция выбирается из таблицы, в зависимости от конструкции магнитопровода и Pвых.
Теперь определяем число витков первичной обмотки:
w1=U1/u1
где U1 напряжение первичной обмотки, u1 — напряжение одного витка.
Число витков каждой из вторичных обмоток находим из простой пропорции:

где w1 — кол-во витков первичной обмотки, U1 напряжение первичной обмотки, U2 напряжение вторичной обмотки.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:
Р1 = Рвых / η
где η — КПД трансформатора.
Определяем величину тока в первичной обмотке трансформатора:
I1 = P1/U1
Определяем диаметры проводов обмоток трансформатора:
d = 0,632*√ I
где d — диаметр провода, мм, I — ток обмотки, А (для первичной и вторичной обмотки).

Для упрощения расчета можно воспользоваться онлайн-калькулятором — https://rcl-radio.ru/?p=20670

Пример расчета

Расчет сетевого трансформатора на сайте rcl-radio.ru

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/59b2c48550c9e5772776874a/5ce7ae18dd00af00b25acd83

250 ампер сечение кабеля на обмотку трансформатора. Онлайн-калькулятор расчёта по размерам магнитопровода габаритной мощности трансформатора. Ламповый звук hi-end и ретро электроника. Исходные данные для расчета трансформатора

Такая методика расчета трансформаторов
конечно очень приблизительная но для радиолюбительской практики вполне подходит.
Кроме этого все нижеперечисленные расчеты актуальны только лишь для трансформаторов с Ш-образным сердечником и для работы с током промышленной частоты 50 Гц.

Итак, начнем….

Задача: нужен трансформатор с выходным напряжением 12V и током на вторичной обмотке не менее 1A. (если обмоток несколько то токи складываются).

Потери энергии в трансформаторе

Примеры трансформаторов повышающего и понижающего напряжения. Шаг вниз: электрические сети, стерео, подстанции, источники питания низкого напряжения и аудиосистемы в телевизорах. Энергия может быть потеряна как: тепло в катушках из-за сопротивления провода; неполная передача магнитного поля; нагрев сердечника из-за индуцированных токов в нем. Это сокращается за счет того, что сердечник из изолированного мягкого железа в ламинированных полосках. Если бы это не было сделано, ядра крупных трансформаторов были бы настолько горячими, что они расплавились бы.

Мощность вторичной обмотки получается 12V* 1A =12W.
Так как КПД у трансформаторов приблизительно 85%, то мощность забираемая первичкой при работе будет приблизительно в 1,2 раза выше и получится 12W * 1.2 = 14. 4W.

Где S- площадь сердечника, P1- мощность первичной обмотки
.
получится 4,93 кв.см. (ну в общем округлим до 5….)
Это необходимая минимальная площадь сердечника. Если есть возможность применить больше-это даже лучше.

Анимация анимации трансформатора школьной физики

Скопируйте и заполните следующую таблицу. Первый был сделан для вас.

Несколько интересных экспериментов с трансформатором

Первичная катушка соединена с сетью, сердечник «открывается», так что одна его рука вертикальна, а вторичная — просто алюминиевое кольцо, как показано на диаграмме. Когда ток включен, кольцо вылетает в воздух, обычно оставляя ядро. Индуцированные токи в алюминиевом кольце действуют в противоположном направлении от катушек, и поэтому магнитное поле кольца отталкивает магнитное поле катушки, и поэтому кольцо вылетает в воздух.

Здесь:
W- количество витков,

Ктр- коэффициент трансформации,

Sс- площадь сечения сердечника
.

Так как мы решили взять Ктр=50, то считаем:
W1= 50/5 * 220 = 2200
W2= 50/5 * 12 = 120

где I это ток протекающий через обмотку.
Ах, да…. мы же еще не знаем ток который будет потреблять первичка….
Ну, что же, это тоже не проблема: напряжение мы знаем, мощность тоже, получается:
I1= P1/U1 = 14.4/220 = 0.065A.

Плавильный гвоздь. Во втором эксперименте вторичные катушки имеют только пять или шесть оборотов, а концы соединены друг с другом точками, касающимися друг друга двумя гвоздями. Еще раз это понижающий трансформатор для напряжения, но это означает, что вторичный ток будет высоким. Фактически отношение числа катушек на первичной к числу катушек на вторичном уровне настолько велико, что ток огромен, настолько велик, что концы ногтей фактически тают. Если вы отключите питание, пока они горячие, они фактически свариваются вместе!

Для преобразования напряжения переменного тока трансформаторы 50 Гц по-прежнему являются самыми простыми и обычно самыми дешевыми трансформаторами напряжения. Даже в эпоху переключения источников питания и быстрых силовых полупроводников трансформаторы с частотой 50 Гц незаменимы в электронике. В конце концов, эти компоненты не вызывают никаких проблем с гармоническими помехами в сети с напряжением 230 В или высокочастотным излучением. Что касается надежности и нечувствительности к перенапряжениям, то такие трансформаторы по-прежнему будут непревзойденными.

Итак:
диаметр провода для первички будет:
D1 = 0,7 * на корень из 0,065 = 0,18 мм.
Для вторичной обмотки:
D2 = 0.7 * на корень из 1 = 0,7 мм.

Вот и весь расчет!

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.

Напряжение сети 230 вольт. Ток катушки генерирует магнитное поле, которое, в свою очередь, индуцирует напряжение в первичной обмотке. Чтобы ток катушки не увеличивался неизмеримо, напряжение, индуцированное в первичной обмотке, должно быть примерно того же размера, что и приложенное напряжение. Приложенное напряжение, таким образом, заставляет магнитное поле индуцировать его. Если возможно установить вторую катушку, вторичная катушка, таким образом, чтобы она протекала через один и тот же магнитный поток, в ней индуцируется одно и то же напряжение на оборот, как и в первичной обмотке.

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.

Когда вторичная катушка загружается, она генерирует магнитное противоположное поле, которое ослабляет первичное магнитное поле. Однако, поскольку первичное магнитное поле в силу своей силы прикладывается первичным напряжением, оно может поддерживаться только дополнительным первичным током, соответствующим вторичной нагрузке. Таким образом, тогда мощность может передаваться от первичной к вторичной катушке. Тем не менее, все еще существуют практические проблемы с конструкцией трансформатора: во-первых, требуются довольно большие амплитуды магнитного поля на частоте 50 Гц, чтобы вызвать значительное напряжение в катушке, а во-вторых, очень сложно обеспечить, чтобы один и тот же магнитный поток производился двумя катушками Речные потоки.

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:

Рассчитываются также площадь сечения магнитопровода и площадь окна.

Обе проблемы можно в значительной степени решить, используя замкнутое ядро мягкого железа. Это делает возможным создание трансформаторов на 50 Гц. Высокая проницаемость мягкого железа для магнитных полей также гарантирует, что едва ли полевая линия принимает аббревиатуру по воздуху, и поэтому практически весь магнитный поток должен проходить через железный сердечник. Это автоматически протекает через все катушки, расположенные на сердечнике того же потока. Условия, к сожалению, не идеальны, когда вторичная катушка трансформатора заряжается током.

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.

Обратное магнитное поле, генерируемое вторичной катушкой, уменьшает эффективную магнитную проводимость железа и заставляет одну или другую полевую линию проходить короткую прорезь через воздух и мимо вторичной катушки. Этот нежелательный эффект, называемый рассеянием, тем более выражен, что дальше катушки отстоят друг от друга.

Практический эффект рассеяния заключается в том, что индуктивная составляющая, так называемая паразитная индуктивность, добавляется к уже существующему омическому сопротивлению медных проводов. Таким образом, рассеяние увеличивает внутреннее сопротивление вторичного напряжения и, следовательно, также зависимость от нагрузки. Другая проблема заключается в напряжениях, вызванных в железном сердечнике и возникающих вихревых токах. Если бы кто-то использовал массивное железное ядро обычного мягкого железа, эффективность трансформатора не только значительно ухудшилась бы, но железный сердечник сильно нагрелся и вызовет значительные проблемы с охлаждением.

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.

Поскольку индукционные напряжения в сердечнике неизбежны, вихревые токи могут быть уменьшены только за счет снижения электропроводности железа. Наиболее эффективное снижение проводимости достигается за счет деления ядра на максимально возможное количество отдельных листов. Листы лежат в направлении линий магнитного поля, так что проводимость сердечника для магнитного поля не ухудшается. Однако вихревые токи, которые текут перпендикулярно линиям магнитного поля, не могут преодолеть границы между листами, изолированными друг от друга.

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.

Тогда могут течь только гораздо меньшие вихревые токи в отдельных листах. Эти остаточные вихревые токи могут быть дополнительно уменьшены за счет значительного снижения электропроводности железа за счет добавления нескольких процентов кремния. Вальтер, Хулио Целья, Херардо Гусман, Виктор Гименес, Мария Изабель.

Четыре автора этой работы выполняют свою деятельность в Отделе электроники и цепей, Университете Симона Боливара, Долине Сартенежас, Баруте, Эдо. Основные параметры трех моделей рассчитываются с помощью упрощенного метода генерической конструкции трансформаторов. Три модели рассчитаны с помощью простого упрощенного метода проектирования трансформатора. Постоянной тенденцией в развитии электронных технологий в последние годы является использование переключаемых ступеней мощности, которые все чаще предлагают лучшую энергоэффективность с уменьшением веса и объема.

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?

Эта тенденция была общей во всех отраслях электротехники: от электронного оборудования для домашнего и офисного использования до промышленного энергетического оборудования. Эта тенденция использовать все более мелкие трансформаторы столкнулась с все более серьезной проблемой: используемые в настоящее время методы проектирования все еще рассматривают модели традиционных трансформаторов, разработанные на основе средних значений магнитных переменных, хотя они их модифицируют. включая дополнительные элементы кругооборота, чтобы учесть некоторые нелинейности.

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.

🛠 OER — программа для расчёта обмоток трансформатора 👈

Если у вас есть трасформаторное железо и вам нужно рассчитать количество витков и диаметр провода, то эта программа справится лучше всяких онлайн сервисов. Просто введите необходимые данные, все расчёты программа произведёт самостоятельно.

Вам не нужно брать в руки калькулятор и рассчитывать число витков трансформатора по сложным формулам, за вас всё сделает программа в один клик!

Скачать программу OER для расчёта обмоток трансформатора

Также иногда приходится переделывать каркас для намотки трансформатора, вот вам чертёж деталей каркаса сборной катушки из картона, гетинакса или текстолита с защелками.

Когда будете наматывать витки на каркас, вставьте внутрь деревянный брусок, это предотвратит его смятие.

Самодельный станок для намотки трансформаторных катушек, с укладчиком и счетчиком витков. Сделай трансформатор сам. Автор filmmakertube.

И наконец видео о том, как вручную наматывают трансформаторы в Китае в промышленных масштабах!

Написать комментарий

Сроки, стоимость, калькуляторы — Школа заявителя (калькулятор мощности)

Выберите интересующий Вас вопрос,
чтобы увидеть полную схему системы голосового самообслуживания ПАО «Россети Московский регион»

кнопка 1

Вопросы по отключениям электроэнергии

Переключение на оператора КЦ
ПАО «Россети Московский регион»

кнопка 2

Вопросы по технологическому присоединению

Кнопка 0

Переключение на оператора КЦ
ПАО «Россети Московский регион»

Соединение с оператором
ПАО «Россети Московский регион»

Возможность оставить голосовое сообщение для операторов
ПАО «Россети Московский регион»

Кнопка 1

Получение статуса в автоматическом режиме
(ввод штрихкода)

Кнопка 2

Уведомление о выполнении Технических условий
(ввод штрихкода)

кнопка 3

Вопросы по подаче электронной заявки и работе в личном кабинете

Соединение с оператором
ПАО «Россети Московский регион»

Возможность оставить голосовое сообщение для операторов
ПАО «Россети Московский регион»

кнопка 4

Вопросы по дополнительным услугам

Соединение с оператором
ПАО «Россети Московский регион»

Возможность оставить голосовое сообщение для операторов
ПАО «Россети Московский регион»

кнопка 5

Сообщение о противоправных действиях в отношении объектов ПАО «Россети Московский регион»

Соединение с оператором
ПАО «Россети Московский регион»

Возможность оставить голосовое сообщение для операторов
ПАО «Россети Московский регион»

кнопка 6

Справочная информация

Соединение с оператором
ПАО «Россети Московский регион»

Возможность оставить голосовое сообщение для операторов
ПАО «Россети Московский регион»

Упрощенный расчет силового трансформатора.

Использование онлайн калькулятора для расчета трансформатора

Что делать, если вы приобрели б/у оборудование?
Самостоятельный расчет обмотки мощности трансформатора
Формула расчета мощности
Закрепление пройденного материала расчета мощности

Каждый из нас знает, что такое трансформатор. Он служит для преобразования напряжения в большее или меньшее значение. Когда мы приобретаем трансформатор в специализированных магазинах, как правило, в инструкции к ним имеется полное техническое описание. Вам нет необходимости считать все его параметры и измерять их, так как они все уже подсчитаны и выведены заводом-изготовителем. В инструкции вы сможете найти такие параметры, как мощность трансформатора, входное напряжение, выходное напряжение, количество вторичных обмоток, если их количество превышает одну.

Что делать, если вы приобрели б/у оборудование?

Но если к вам в руки попало уже использовавшееся оборудование и его функциональность вам неизвестна, необходимо самостоятельно рассчитать обмотку трансформатора и его мощность.
Но как рассчитать обмотку трансформатора и его мощность хотя бы приблизительно? Стоит отметить, что такой параметр, как мощность трансформатора, очень важный показатель для данного устройства, так как от него будет зависеть, насколько функциональным будет устройство, собранное из него. Чаще всего его используют для создания блоков питания.

В первую очередь следует обозначить, что мощность трансформатора зависит от потребляемого тока и напряжения, которые необходимы для его функционирования. Для того чтобы подсчитать мощность, вам необходимо перемножить эти два показателя: силу потребляемого тока и напряжение питания устройства. Данная формула знакома каждому еще со школьной скамьи, выглядит она следующим образом:

P=Uн*Iн, где

Uн — напряжение питания, измеряется в вольтах, Iн — сила потребляемого тока, измеряется в амперах, P — потребляемая мощность, измеряется в ваттах.

Если у вас имеется трансформатор, который вы бы хотели измерить, то можете делать это прямо сейчас по следующей методике. Для начала необходимо осмотреть сам трансформатор и определиться с его типом и используемыми в нем сердечниками. Всматриваясь в трансформатор, необходимо понять, какой тип сердечника в нем используется. Самым распространенным считается Ш-образный тип сердечника.

Данный сердечник используется в не самых лучших трансформаторах, с точки зрения коэффициента полезного действия, но их вы можете легко найти на прилавках магазинов по продаже электротехники или выкрутить у старой и неисправной техники. Доступность и достаточно низкая цена делают их достаточно популярными среди любителей собрать устройство своими руками. Также можете приобрести тороидальный трансформатор, который иногда называют кольцевым. Он значительно дороже первого и обладает лучшим коэффициентом полезного действия и другими качественными показателями, используется в достаточно мощных и высокотехнологичных устройствах.

Вернуться к оглавлению

Самостоятельный расчет обмотки мощности трансформатора

Воспользовавшись книгами по радиотехнике и электронике, мы можем самостоятельно рассчитать со стандартным Ш-образным сердечником. Для того чтобы рассчитать мощность такого устройства, как трансформатор, необходимо правильно рассчитать сечение магнитопровода. Что касается стандартных трансформаторов с Ш-образным сердечником, размер сечения магнитопровода будет измеряться длиной поставленных пластин, выполненных из специальной электротехнической стали. Итак, для того чтобы определить сечение магнитопровода, необходимо перемножить два таких показателя, как толщина набора пластин и ширина центрального лепестка Ш-образной пластины.

Взяв линейку, мы сможем измерить ширину набора излучаемого трансформатора. Очень важно, что лучше всего все измерения проводить в сантиметрах, как и вычисления. Это сможет исключить появления ошибок в формулах и избавит вас от ненужных вычислений в переводы с сантиметров на метры. Итак, образно возьмем ширину рядов, равную трем сантиметрам.

Дальше необходимо измерить ширину его центрального лепестка. Данная задача может стать проблемной, так как многие трансформаторы могут по своим технологическим особенностям быть закрыты пластиковым каркасом. В таком случае вам будет нельзя, предварительно не видя реальной ширины, сделать какие-либо расчеты, которые хотя бы близко будут походить на реальные. Для того чтобы измерить данный параметр, вам понадобится поискать такие места, где это было бы возможно сделать. В ином случае можно аккуратно разобрать его корпус и измерить данный параметр, но стоит делать это с ювелирной точностью.

Вернуться к оглавлению

Формула расчета мощности

Найдя открытое место или разобрав прибор, вы сможете измерить толщину центрального лепестка. Абстрактно возьмем данный параметр, равный двум сантиметрам. Стоит напомнить, что, примерно рассчитывая мощность, следует как можно точнее проводить измерения. Далее вам необходимо перемножить размер набора магнитопровода, равного трем сантиметрам, и толщину лепестка пластины, равную двум сантиметрам. В итоге мы получаем сечение магнитопровода в шесть квадратных сантиметров. Чтобы делать дальнейший расчет, вам необходимо ознакомиться с такой формулой, как S=1,3*√Pтр, где:

S — это площадь сечения магнитопровода. 2=20.35 Вт
После всех подсчетов получаем абстрактное значение в 20,35 ватт, которое будет тяжело найти в трансформаторах с Ш-образным сердечником. Реальные значения колеблются в области семи ватт. Данной мощности будет вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для аппаратуры, работающей на звуковых частотах и имеющей мощность в пределах от 3 до 5 ватт.

Виктор Хрипченко пос. Октябрьский Белгородской обл.

Занимаясь расчетами мощного источника питания, я столкнулся с проблемой — мне понадобился
трансформатор тока, который бы точно измерял ток. Литературы по этой теме не много. А в Интернете только
просьбы — где найти такой расчет. Прочитал статью ; зная, что ошибки могут присутствовать, я детально
разобрался с данной темой. Ошибки, конечно, присутствовали: нет согласующего резистора Rc (см. рис. 2)
для согласования на выходе вторичной обмотки трансформатора (он и не был рассчитан) по току. Вторичная
цепь трансформатора тока рассчитана как обычно у трансформатора напряжения (задался нужным напряжением
на вторичной обмотке и произвел расчет).

Немного теории

Итак, прежде всего немного теории . Трансформатор тока работает как источник
тока с заданным первичным током, представляющим ток защищаемого участка цепи. Величина этого тока практически
не зависит от нагрузки вторичной цепи трансформатора тока, поскольку его сопротивление с нагрузкой, приведенное
к числу витков первичной обмотки, ничтожно мало по сравнению с сопротивлениями элементов электрической
схемы. Это обстоятельство делает работу трансформатора тока отличной от работы силовых трансформаторов
и трансформаторов напряжения.

На рис. 1 показана маркировка концов первичной и вторичной обмоток трансформатора
тока, навитых на маг-нитопровод в одном и том же направлении (I1
— ток первичной
обмотки, I2
-ток вторичной обмотки). Ток вторичной обмотки I2

пренебрегая малым током намагничивания, всегда направлен так, чтобы размагничивать магнитопровод.

Стрелками показано направление токов. Поэтому если принять верхний конец первичной
обмотки за начало то началом вторичной обмотки н также является ее верхний конец. Принятому правилу маркировки
соответствует такое же направление токов, учитывая знак. И самое главное правило: условие равенства магнитных
потоков.

Алгебраическая сумма произведений I
1

x W
1
— I
2

x W
2
= 0 (пренебрегая малым током намагничивания),
где W
1
— количество витков первичной обмотки трансформатора
тока, W
2
— количество витков вторичной обмотки
трансформатора тока.

Пример. Пусть вы, задавшись током первичной обмотки в 16 А, произвели расчет и в
первичной обмотке 5 витков — рассчитано. Вы задаетесь током вторичной обмотки, например, 0,1 А и согласно
вышеупомянутой формулы I
1
x W
1

= I
2
x W
2

рассчитаем количество витков вторичной обмотки трансформатора.

W
2
= I
1

x W
1
/ I
2

Далее произведя вычисления L2
-индуктивности вторичной
обмотки, ее сопротивление XL1
, мы вычислим U2
и
потом Rc
. Но это чуть позже. То есть вы видите, что задавшись током во вторичной
обмотке трансформатора I2
, вы только тогда вычисляете количество витков. Ток
вторичной обмотки трансформатора тока I2
можно задать любой — отсюда будет
вычисляться Rc
. И еще -I2
должен быть больше тех
нагрузок, которые вы будете подключать

Трансформатор тока должен работать только на согласованную по току нагрузку
(речь идет о Rc).

Если пользователю требуется трансформатор тока для применения в схемах защиты, то
такими тонкостями как направление намоток, точность резистивной нагрузки Rc можно пренебречь, но это уже
будет не трансформатор тока, а датчик тока с большой погрешностью. И эту погрешность можно будет устранить,
только создав нагрузку на устройстве (я и имею в виду источник питания, где пользователь собирается ставить
защиту, применяя трансформатор тока), и схемой защиты установить порог ее срабатывания по току. Если пользователю
требуется схема измерения тока, то как раз эти тонкости должны быть обязательно соблюдены.

На рис. 2 (точки — начало намоток) показан резистор Rc, который является неотьемлимой
частью трансформатора тока для согласования токов первичной и вторичной обмотки. То есть Rc задает ток
во вторичной обмотке. В качестве Rc не обязательно применять резистор, можно поставить амперметр, реле,
но при этом должно соблюдаться обязательное условие — внутреннее сопротивление нагрузки должно быть равным
рассчитанному Rc.

Если нагрузка не согласованная по току — это будет генератор повышенного напряжения.
Поясняю, почему так. Как уже было ранее сказано, ток вторичной обмотки трансформатора направлен в противоположную
сторону от направления тока первичной обмотки. И вторичная обмотка трансформатора работает как размагничивающая.
Если нагрузка во вторичной обмотке трансформатора не согласованная по току или будет отсутствовать, первичная
обмотка будет работать как намагничивающая. Индукция резко возрастает, вызывая сильный нагрев магнито-провода
за счет повышенных потерь в стали. Индуктируемая в обмотке ЭДС будет определяться скоростью изменениями
потока во времени, имеющей наибольшее значение при прохождении трапецеидального (за счет насыщения магнитопровода)
потока через нулевые значения. Индуктивность обмоток резко уменьшается, что вызывает еще больший нагрев
трансформатора и в конечном итоге — выход его из строя.

Типы магнитных сердечников приведены на рис. 3 .

Витой или ленточный магнитопровод — одно и то же понятие, также как и выражение
кольцевой или тороидальный магнитопровод: в литературе встречаются и то, и другое.

Это может быть ферритовый сердечник или Ш-образное трансформаторное железо, или
ленточные сердечники. Ферритовые сердечники обычно применяется при повышенных частотах — 400 Гц и выше
из-за того, что они работают в слабых и средних магнитных полях (Вт = 0,3 Тл максимум). И так как у ферритов,
как правило, высокое значение магнитной проницаемости µ и узкая петля гистерезиса, то они быстро заходят
в область насыщения. Выходное напряжение, при f = 50 Гц, на вторичной обмотке составляет единицы вольт
либо меньше. На ферритовых сердечниках наносится, как правило, маркировка об их магнитных свойствах (пример
М2000 означает магнитную проницаемость сердечника µ, равную 2000 единиц).

На ленточных магнитопроводах или из Ш-образных пластин такой маркировки нет, и поэтому
приходится определять их магнитные свойства экспериментально, и они работают в средних и сильных магнитных
полях (в зависимости от применяемой марки электротехнической стали — 1,5.. .2 Тл и более) и применяются
на частотах 50 Гц.. .400 Гц. Кольцевые или тороидальные витые (ленточные) магнитопроводы работают и на
частоте 5 кГц (а из пермаллоя даже до 25 кГц). При расчете S — площади сечения ленточного тороидального
магнитопровода, рекомендуется результат умножить на коэффициент к = 0,7…0,75 для большей точности. Это
объясняется конструктивной особенностью ленточных магнитопроводов.

Что такое ленточный разрезной магнитопровод (рис. 3)? Стальную лента, толщиной 0,08
мм или толще, наматывают на оправку, а затем отжигают на воздухе при температуре 400.. .500 °С для улучшения
их магнитных свойств. Потом эти формы разрезаются, шлифуются края, и собирается магнитопровод. Кольцевые
(неразрезные) витые магнитопроводы из тонких ленточных материалов (пермаллоев толщиной 0,01. . .0,05 мм)
во время навивки покрывают электроизолирующим материалом, а затем отжигают в вакууме при 1000.. .1100
°С.

Для определения магнитных свойств таких магнитопроводов надо намотать 20…30 витков
провода (чем больше витков, тем точнее будет значение магнитной проницаемости сердечника) на сердечник
магнитопровода и измерить L-индуктивность этой обмотки (мкГн). Вычислить S — площадь сечения сердечника
трансформатора (мм2), lm-среднюю длину магнитной силовой линии (мм). И по формуле рассчитать jll — магнитную
проницаемость сердечника :

(1) µ = (800 x L x lm) / (N2
x S) — для ленточного и Ш-образного сердечника.

(2) µ = 2500*L(D + d) / W2
x C(D — d) — для кольцевого (тороидильного) сердечника.

При расчете трансформатора на более высокие токи применяется провод большого диаметра
в первичной обмотке, и здесь вам понадобится витой стержневой магнитопровод (П-образный), витой кольцевой
сердечник или ферритовый тороид.

Если кто держал в руках трансформатор тока промышленного изготовления на большие
токи, то видел, что первичной обмотки, навитой на магнитопровод, нет, а имеется широкая алюминиевая шина,
проходящая сквозь магнитопровод.

Я напомнил об этом затем, что расчет трансформатора тока можно производить, либо
задавшись Вт — магнитной индукцией в сердечнике, при этом первичная обмотка будет состоять из нескольких
витков и придется мучиться, наматывая эти витки на сердечник трансформатора. Либо надо рассчитать магнитную
индукцию Вт поля, создаваемую проводником с током, в сердечнике.

А теперь приступим к расчету трансформатора тока, применяя законы

Вы задаетесь током первичной обмотки трансформатора тока, то есть тем током, который
вы будете контролировать в цепи.

Пусть будет I1
= 20 А, частота, на которой будет работать
трансформатор тока, f = 50 Гц.

Возьмем ленточный кольцевой сердечник OJ125/40-10 или (40x25x10 мм), схематично представленный на рис.
4.

Размеры: D = 40 мм, d = 25 мм, С = 10 мм.

Далее идет два расчета с подробными пояснениями как именно расчитывается трансформатор
тока, но слишком большое количество формул затрудняет выложить расчеты на странице сайта. По этой причине
полная версия статьи о том как расчитать трансформатор тока была конвертирована в PDF и ее можно скачать
воспользовавшись

В комплекте домашнего мастера необходимо иметь паяльник, иногда даже несколько разных мощностей и конструкций. Промышленность выпускает много различных моделей, их не сложно приобрести. На фото показан работающий образец выпуска 80-х годов.

Однако, многих умельцев интересуют самодельные конструкции. Одна из них на 80 ватт показана фотографиями ниже.

Этим паяльником удавалось спаивать медные провода 2,5 квадрата на улице при морозе и менять транзисторы и другие компоненты электронных схем на печатных платах в лабораторных условиях.

Принцип работы

Паяльник «Момент» работает от электрической сети ~220 вольт, представляя собой обыкновенный трансформатор, у которого вторичная обмотка закорочена медной перемычкой. При включении под напряжение на несколько секунд через нее протекает ток короткого замыкания, разогревающий медный наконечник паяльника до температур, расплавляющих припой.

Первичная обмотка подключается шнуром с вилкой в розетку, а для подачи напряжения используется выключатель с механическим пружинным самовозвратом. Когда кнопка нажата и удерживается, то через наконечник паяльника идет ток нагрева. Стоит только отпустить кнопку, как нагрев сразу прекращается.

В некоторых моделях, для удобства работы при недостаточном освещении, от первичной обмотки по принципу автотрансформатора делают отвод на 4 вольта, которые подводят к патрону с лампочкой от карманного фонарика. Направленный свет собранного источника освещает место пайки.

Конструкция трансформатора

Перед началом сборки паяльника следует определиться с его мощностью. Обычно 60 ватт хватает для выполнения простых электромонтажных и радиолюбительских работ. Чтобы постоянно паять транзисторы и микросхемы желательно мощность снизить, а для обработки массивных деталей ее увеличивают.

Для изготовления потребуется использовать силовой трансформатор соответствующей мощности, желательно от старых устройств выпуска времен СССР, когда вся электротехническую сталь магнитопроводов производилась по требованиям ГОСТ. К сожалению, у современных конструкций встречаются факты изготовления трансформаторного железа из низкокачественной и даже обычной стали, особенно в дешевых китайских устройствах.

Виды магнитопровода

Железо необходимо подбирать по мощности передаваемой энергии. Для этого допустимо использовать не один, а несколько одинаковых трансформаторов. Форма магнитопровода может быть прямоугольной, круглой или Ш-образной.

Использовать можно железо любой формы, но удобнее выбрать броневой пластинчатый потому, что у нее более высокий кпд передачи мощности и она позволяет делать составные конструкции путем простого добавления пластин.

При выборе железа следует обращать внимание на отсутствие воздушного зазора, который используется только в дросселях для создания магнитного сопротивления.

Методика упрощенного расчета

Как подобрать железо по требуемой мощности трансформатора

Сразу оговоримся, что предлагаемая методика разработана опытным путем и позволяет в домашних условиях из случайно подобранных деталей собирать трансформатор, который нормально работает, но может при определенных стечениях обстоятельств выдавать немного отличающие параметры от расчетных. Это несложно исправить доводкой, которая в большинстве случаев не требуется.

Связь между объемом железа и мощностью первичной обмотки трансформатора выражается через поперечное сечение магнитопровода и представлена на рисунке.

Мощность первичной обмотки S1 больше вторичной S2 на величину кпд ŋ.

Площадь сечения прямоугольника Qc вычисляется по известной формуле через его стороны, которые легко замерить простой линейкой или штангенциркулем. Для броневого трансформатора объем железа требуется меньше на 30%, чем для стержневого. Это хорошо видно из приведенных эмпирических формул, где Qc выражена в сантиметрах квадратных, а S1 — в ваттах.

Для каждого вида трансформатора по своей формуле вычисляется мощность первичной обмотки через Qc, а затем через кпд оценивается ее величина во вторичной цепи, которая будет разогревать жало паяльника.

Например, если для 60 ватт мощности выбран Ш-образный магнитопровод, то его сечение Qc=0,7∙√60=5,42см 2 .

Как подобрать диаметр провода для обмоток трансформатора

В качестве материала для провода следует использовать медь, которая покрыта слоем лака для изоляции. При намотке витков на катушки лак исключает появление межвитковых замыканий. Толщина провода подбирается по максимальному току.

Для первичной обмотки мы знаем напряжение 220 вольт и определились с первичной мощностью трансформатора, подбирая поперечное сечение для магнитопровода. Разделив ватты этой мощности на вольты первичного напряжения, получим ток обмотки в амперах.

Например, для трансформатора мощностью 60 ватт ток в первично обмотке получится меньше 300 миллиампер: 60 [ватт]/220 [вольт]=0,272727..[ампера].

Таким же способом вычисляется ток вторичной обмотки от своих величин напряжения и мощности. В нашем случае это не нужно: обмотка из двух витков, напряжение будет маленькое, а ток большой. Поэтому поперечное сечение токовода выбирается с огромным запасом из медной шинки, которая максимально снизит потери от электрического сопротивления вторичной обмотки.

Определив ток, например, 300 мА, можно вычислить диаметр провода по эмпирической формуле: d провода [мм]=0,8∙√I [А]; или 0,8∙√0,3=0,8 0. 547722557505=0,4382 мм.

Такая точность, естественно, не нужна. Вычисленный диаметр позволит очень длительно и надежно работать трансформатору без перегрева на максимальной нагрузке. А мы делаем паяльник, который периодически включается всего на пару секунд. Затем отключается и остывает.

Практика показала, что для этих целей вполне подходит диаметр 0,14÷0,16 мм.

Как определить число витков обмотки

Напряжение на выводах трансформатора зависит от количества витков и характеристик магнитопровода. Обычно мы не знаем марки электротехнической стали и ее свойства. Для наших целей этот параметр просто усредняется, а весь расчет количества витков упрощается до вида: ώ=45/Qc, где ώ — число витков, приходящихся на 1 вольт напряжения на любой обмотке трансформатора.

Например, для рассматриваемого трансформатора в 60 ватт: ώ=45/Qc =45/5,42=8,3026 витка на вольт.

Поскольку мы подключаем первичную обмотку на 220 вольт, то для нее число витков составит величину ω1=220∙8,3026=1827 витков.

Во вторичной цепи используется 2 витка. Они выдадут напряжение всего около четверти вольта.

Для равномерного распределения витков проволоки внутри магнитопровода необходимо изготовить каркас из электротехнического картона, гетинакса или стеклотекстолита. Технология работ показана на рисунке, а размеры выбирают с учетом конструкции магнитопровода. Изолированные каркасом обмотки располагают в катушке, вокруг которой собирают пластины магнитопровода.

Часто удается использовать заводской каркас, но если для повышения мощности необходимо добавить пластины, то придется увеличить габариты. Детали из картона можно сшить обыкновенными нитками или склеить. Корпус из стеклотекстолита при точной подгонке деталей можно собирать даже без клея.

При изготовлении катушки надо постараться как можно больше пространства выделить для размещения обмоток, а при намотке витков располагать их вплотную и равномерно. При размещении провода «внавал» может просто не хватить места и всю работу придется переделывать.

В приведенном на фотографии паяльнике вторичная обмотка изготовлена из медной шинки с прямоугольным сечением. Его размеры 8 на 2 мм. Можно использовать и другие профили. К примеру, круглую проволоку удобно будет изгибать для размещения внутри магнитопровода. С плоской шинкой пришлось усердно повозиться, использовать тиски, молоток, шаблоны и напильник для равномерного изгиба строго по конфигурации каркаса катушки.

На рисунке в позиции 1 показана плоская шинка. После изготовления каркаса нужно определить ее длину, учитывая расстояние, которое уйдет на витки и дистанцию до наконечника из медной проволоки.

В положении 2 она примерно посередине плавно изгибается в тисках небольшими ударами молотка с соблюдением плоскости ориентирования. При переходе изгиба через прямой угол необходимо использовать шаблон из мягкой стали с формой, строго соответствующей размерам каркаса катушки, в которую обмотка будет помещаться.

Шаблон значительно облегчает слесарные работы по приданию обмотке нужной формы. Вокруг него вначале обвивается одна половина шинки, что показано на позициях 4, 5 и 6, а затем другая (см 7 и 8).

Для облегчения понимания процесса рядом с изображениями шинки на позициях черными линиями с небольшими искажениями показана последовательность изгибов.

На позиции 8 условно показано сечение А-А. Около него надо будет выполнить изгиб шинки на 90 градусов для удобства работы, как показано на фотографии.

Если возникнут изгибы, которые мешают свободно размещать силовую обмотку внутри каркаса катушки, то их можно спилить напильником. Витки металла не должны соприкасаться между собой и корпусом. Для этого их разделяют слоем не толстой изоляции.

На концах вторичной обмотки высверливают отверстия и нарезают резьбу для вкручивания винтов М4. Они служат для крепления медного наконечника из проволоки 2,5 или 1,5 квадрата. Поскольку напряжение на вторичной обмотке очень маленькое, то за качеством электрических контактов наконечника надо следить, поддерживать их в чистоте, очищать от окислов и надежно прожимать гайками с шайбами.

Изготовление первичной обмотки паяльника

После того как силовая обмотка паяльника готова и изолирована станет понятно сколько свободного места осталось в катушке для тонкой проволоки. При дефиците пространства витки располагают плотно между собой.

Намоточная проволока состоит из медной жилы и одного или нескольких слоев лака и обозначается маркировкой ПЭВ-1 (однослойное покрытие лаком), ПЭВ-2 (два слоя), ПЭТВ-2 (более термостойкий, чем ПЭВ-2), ПЭВТЛК-2 (термостойкий специальный).

Измеряя диаметр провода микрометром, следует уменьшать полученное показание на толщину изоляции. Но эта общая рекомендация для нашего паяльника не критична.

Учитывая работу в условиях нагрева от марки ПЭВ-1 лучше отказаться, кстати, мотать его «внавал» тоже не рекомендуется.

Обычно проволоку на катушку наматывают на самодельных станках.

При надетой на каркас силовой обмотке придется витки делать вручную и записывать на бумаге их количество через определенный интервал, например, сто или двести.

Перед началом работы следует припаять к началу обмотки многожильный провод в прочной изоляции, желательно марки МГТФ. Он будет длительно выдерживать многократные изгибы, нагрев, механические воздействия. Соединение концов выполняется пайкой, изолируется. Флюс выбирается только канифоль, кислота не допускается.

Гибкая жила закрепляется в катушке от выдергивания и выводится наружу через отверстие в боковой стенке. После окончания намотки второй конец обмотки тоже припаивают к проводу МГТФ, который выводят наружу.

Поскольку на провод будет подано 220 вольт, то его следует хорошо изолировать от корпуса и вторичной обмотки.

Доводка конструкции

После намотки катушки на нее плотно устанавливают железо, закрепляя его клиньями от выпадения. До окончательной сборки корпуса можно проверить работу паяльника подачей напряжения в первичную обмотку для разогрева наконечника и оценить вольтамперную характеристику.

Если собранная конструкция хорошо паяет, то этим можно и не заниматься. Но, для сведения: желательно угадать рабочую точку ВАХ в месте перегиба кривой, когда железо достигло своего насыщения. Делается это изменением числа витков.

Способ определения основан на подаче переменного напряжения от регулируемого источника на обмотку трансформатора через амперметр и вольтметр. Делается несколько замеров и по ним строится график, показывающий точку перелома (насыщения железа). Затем принимается решение об изменении числа витков.

Ручка, корпус, выключатель

В качестве выключателя подойдет любая кнопка с самовозратом, рассчитанная на токи до 0,5 А. На фотографии показано микропереключатель от старого магнитофона.

Ручка паяльника сделана из двух половинок твердого дерева, в которых вырезаны полости для размещения проводов, кнопки и лампочки. Вообще-то, подсветка не обязательна, для нее надо делать отдельную отпайку или резистивно-емкостной делитель.

Половинки ручек стянуты шпильками с гайками. На них же монтируется металлический хомут крепления, который необходимо изолировать от железа магнитопровода.

Показанная на фотографии открытая самодельная конструкция корпуса обеспечивает лучшее охлаждение, но от работника требует внимания и соблюдения правил безопасности.

Бравый Алексей Семенович

Трансформаторы постоянно используются в различных схемах, при устройстве освещения, питании цепей управления и прочем электронном оборудовании. Поэтому довольно часто требуется вычислить параметры прибора, в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Для этих целей вы можете воспользоваться специально разработанным онлайн калькулятором расчета трансформатора. Простая таблица требует заполнения исходными данными в виде значения входного напряжения, габаритных размеров, а также выходного напряжения.

Преимущества онлайн калькулятора

В результате расчета трансформатора онлайн, на выходе получаются параметры в виде мощности, силы тока в амперах, количества витков и диаметра провода в первичной и вторичной обмотке.

Существуют , позволяющие быстро выполнить расчеты трансформатора. Однако они не дают полной гарантии от ошибок при проведении вычислений. Чтобы избежать подобных неприятностей, применяется программа онлайн калькулятора. Полученные результаты позволяют выполнять конструирование трансформаторов для различных мощностей и напряжений. С помощью калькулятора осуществляются не только расчеты трансформатора. Появляется возможность для изучения его устройства и основных функций. Запрошенные данные вставляются в таблицу и остается только нажать нужную кнопку.

Благодаря онлайн калькулятору не требуется проводить каких-либо самостоятельных подсчетов. Полученные результаты позволяют выполнять перемотку трансформатора своими руками. Большинство необходимых расчетов осуществляется в соответствии с размерами сердечника. Калькулятор максимально упрощает и ускоряет все вычисления. Необходимые пояснения можно получить из инструкции и в дальнейшем четко следовать их указаниям.

Конструкция трансформаторных магнитопроводов представлена тремя основными вариантами — броневым, стержневым и . Прочие модификации встречаются значительно реже. Для расчета каждого вида требуются исходные данные в виде частоты, входного и выходного напряжения, выходного тока и размеров каждого магнитопровода.

Расчет автотрансформатора своими руками

При проектировании трансформатора, основной параметр устройства представлен показателями его мощности.
Зная, как рассчитать мощность трансформатора, можно самостоятельно выбрать и приобрести качественный прибор, позволяющий преобразовывать напряжение в большие или меньшие значения.

Как рассчитать мощность трансформатора

Расчет обмотки преобразователя напряжения и его мощности

По сечению сердечника

Параметрами сердечника определяются показатели габаритной трансформаторной мощности, которая превышает электрическую.

Расчетная формула такой взаимосвязи:

Sо х Sс = 100 х Рг / (2,22 х Вс х А х F х Ко х Кc), где

Sо — показатели площади окна сердечника;
Sс — площадь поперечного сечения сердечника;
Рг — габаритная мощность;
Bс — магнитная индукция внутри сердечника;
А — токовая плотность в проводниках на обмотках;
F — показатели частоты переменного тока;
Ко — коэффициент наполненности окна;
Кс — коэффициент наполненности сердечника.

По нагрузке

При выборе трансформатора учитывается несколько основных параметров, представленных:

категорией электрического снабжения;
перегрузочной способностью;
шкалой стандартных мощностей приборов;
графиком нагрузочного распределения.

В настоящее время типовая мощность трансформатора стандартизирована.

Варианты трансформаторов

Как намотать импульсный трансформатор?

Вначале нужно подготовить ферритовое кольцо.

Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку, да и не повредился сам, желательно притупить острые кромки ферритового сердечника. Но, делать это не обязательно, особенно если провод тонкий или используется надёжная прокладка. Правда, я почему-то всегда это делаю.

При помощи наждачной бумаги скругляем наружные острые грани.

То же самое проделываем и с внутренними гранями кольца.

Чтобы предотвратить пробой между первичной обмоткой и сердечником, на кольцо следует намотать изоляционную прокладку.

В качестве изоляционного материала можно выбрать лакоткань, стеклолакоткань, киперную ленту, лавсановую плёнку или даже бумагу.

При намотке крупных колец с использованием провода толще 1-2мм удобно использовать киперную ленту.

Иногда, при изготовлении самодельных импульсных трансформаторов, радиолюбители используют фторопластовую ленту – ФУМ, которая применяется в сантехнике.

Работать этой лентой удобно, но фторопласты обладают холодной текучестью, а давление провода в области острых краёв кольца может быть значительным.

Во всяком случае, если Вы собираетесь использовать ленту ФУМ, то проложите по краю кольца полоску электрокартона или обычной бумаги.

При намотке прокладки на кольца небольших размеров очень удобно использовать монтажный крючок.

Монтажный крючок можно изготовить из куска стальной проволоки или велосипедной спицы.

Аккуратно наматываем изолирующую ленту на кольцо так, чтобы каждый очередной виток перехлёстывал предыдущий с наружной стороны кольца. Таким образом, изоляция снаружи кольца становится двухслойной, а внутри – четырёх-пятислойной.

Для намотки первичной обмотки нам понадобится челнок. Его можно легко изготовить из двух отрезков толстой медной проволоки.

Необходимую длину провода обмотки определить совсем просто. Достаточно измерить длину одного витка и перемножить это значение на необходимое количество витков. Небольшой припуск на выводы и погрешность вычисления тоже не помешает.

34(мм) * 120(витков) * 1,1(раз) = 4488(мм)

Если для обмотки используется провод тоньше, чем 0,1мм, то зачистка изоляции при помощи скальпеля может снизить надёжность трансформатора. Изоляцию такого провода лучше удалить при помощи паяльника и таблетки аспирина (ацетилсалициловой кислоты).

Будьте осторожны! При плавлении ацетилсалициловой кислоты выделяются ядовитые пары!

Если для какой-либо обмотки используется провод диаметром менее 0,5мм, то выводы лучше изготовить из многожильного провода. Припаиваем к началу первичной обмотки отрезок многожильного изолированного провода.

Изолируем место пайки небольшим отрезком электрокартона или обыкновенной бумаги толщиной 0,05… 0,1мм.

Наматываем начало обмотки так, чтобы надёжно закрепить место соединения.

Те же самые операции проделываем и с выводом конца обмотки, только на этот раз закрепляем место соединения х/б нитками. Чтобы натяжение нити не ослабло во время завязывания узла, крепим концы нити каплей расплавленной канифоли.

Если для обмотки используется провод толще 0,5мм, то выводы можно сделать этим же проводом. На концы нужно надеть отрезки полихлорвиниловой или другой трубки (кембрика).

Затем выводы вместе с трубкой нужно закрепить х/б нитью.

Поверх первичной обмотки наматываем два слоя лакоткани или другой изолирующей ленты. Это межобмоточная прокладка необходима для надёжной изоляции вторичных цепей блока питания от осветительной сети. Если используется провод диаметром более 1-го миллиметра, то неплохо в качестве прокладки использовать киперную ленту.

Если предполагается использовать выпрямитель с нулевой точкой, то можно намотать вторичную обмотку в два провода. Это обеспечит полную симметрию обмоток. Витки вторичных обмоток также должны быть равномерно распределены по периметру сердечника. Особенно это касается наиболее мощных в плане отбора мощности обмоток. Вторичные обмотки, отбирающие небольшую, по сравнению с общей, мощность, можно мотать как попало.

Если под рукой не оказалось провода достаточного сечения, то можно намотать обмотку несколькими проводами, соединёнными параллельно.

На картинке вторичная обмотка, намотанная в четыре провода.

Определение габаритной мощности трансформатора

Схема трансформатора

В данной формуле:

параметром P определяется уровень мощности в Вт;
B — индукционные показатели в Тесла;
S — размеры сечения, измеряемого в см²;
1,69 — стандартные показатели коэффициента.

Расчет понижающего трансформатора

показателей мощности на вторичной трансформаторной обмотке;
уровня мощности на первичной трансформаторной обмотке;
показателей поперечного сечения трансформаторного сердечника;
фактического значения сечения трансформаторного сердечника;
токовых величин на первичной обмотке;
показателей сечения проводов на первичной и вторичной трансформаторных обмотках;
количества витков на первичной и вторичной обмотках;
общего числа витков на вторичных обмотках с учетом компенсационных потерь напряжения в кабеле.

Правильный расчет силового трансформатора

Упрощенный расчет 220/36 В

Стандартный трансформатор с 220/36 В, представлен тремя основными компонентами в виде первичной и вторичной обмотки, а также магнитопровода. Упрощенный расчет силового трансформатора включает в себя определение сечения сердечника, количества обмоточных витков и диаметра кабеля. Исходные данные для простейшего расчета представлены напряжением на первичной U1 и на вторичной обмотке – U2, а также током на вторичной обмотке или I2.

Понижающий трансформатор

Сами занимаетесь установкой электрооборудования? Схема подключения трансформатора представлена на нашем сайте.

Подозреваете, что трансформатор неисправен? О том, как проверить его мультиметром, вы можете почитать тут.

Чем отличается трансформатор от автотрансформатора, вы узнаете из этой темы.

Сергей Комаров

Сразу оговорюсь, что буду рассматривать однофазные трансформаторы для питания наземной стационарной радиоаппаратуры мощностью в десятки — сотни ватт, что имеет самое распространенное применение.

Прежде, чем приступить к расчетам трансформатора, которых может быть великое множество, необходимо договориться о критериях его качества, что непременно отразится на построении расчетных формул. Я считаю, что главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры это его надежность. Следствие надежности — это минимальный нагрев трансформатора при работе (иными словами он должен быть всегда холодным!) и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть «жестким»).

Другие критерии оптимизации кроме надежности, как-то: экономия меди, минимальные габариты или вес, высокая удельная мощность, удобство намотки, минимизация стоимости, ограниченный срок службы (чтобы новые покупали чаще, взамен сгоревших) я не считаю приемлемыми в инженерной практике. Методики «вышибания» из имеющегося типоразмера сердечника наимаксимальнейшей мощности, я тоже считаю неприемлемыми. — Такие трансформаторы долго не работают и греются как черти.

Хотите экономить — покупайте китайскую дешевку или советский ширпотреб. Но помните: «Скупой всегда платит дважды!».

Трансформатор должен работать и не создавать проблем. Это его главная функция. Исходя из этого, будем его и рассчитывать! Прежде всего, необходимо уяснить для себя некоторую минимальную теорию.

Итак: силовой трансформатор. Не идеальный. А по сему, эти неидеальности нужно понимать и правильно учитывать. Главных неидеальностей у силового трансформатора — две. 1. Потери на активном сопротивлении провода обмоток (зависят от материала провода и от плотности, протекающего через него тока). 2. Потери на перемагничивание в сердечнике, — на неком «магнитном сопротивлении» (зависят от материала сердечника и от значения магнитной индукции).

Именно эти две неидеальности должны быть разумно-минимальными, чтобы трансформатор удовлетворял требованиям надежности.

Активное сопротивление обмоток и, как следствие, их нагрев, определяется заложенной при расчете плотностью тока в проводе. А по сему, ее значение должно быть оптимальным. На основании большого практического опыта рекомендую использовать значение плотности тока в медном проводе не более 3,2 ампера на квадратный миллиметр сечения. При использовании серебряного провода, плотность тока можно увеличить до 3,5 ампер на квадратный миллиметр. А вот, для алюминиевого провода она не должна превышать значение 2 ампера на квадратный миллиметр. Указанные значения плотности тока категорически превышать нельзя! И из этих значений мы выведем формулы для определения диаметра провода обмоток, коими будем пользоваться в расчете.

Мотать обмотки более толстым проводом (при меньшем значении плотности тока) — можно. Более тонким — категорически нет! Однако, и более толстым проводом мотать обмотки не стоит, поскольку тогда мы рискуем не уложить нужное число витков в окно сердечника. А в хорошем трансформаторе должно быть много витков, чтобы свести к минимуму магнитные потери и чтобы не грелся его сердечник.

Большинство холоднокатаных электротехнических сталей сохраняют свою линейность до значения магнитной индукции 1,35 Тесла или 13500 Гаусс. Но надо не забывать, что напряжение в розетке электросети может иметь разброс от 198 до 242 вольт, что соответствует нормированному 10-и процентному отклонению от номинала как в плюс, так и в минус. То есть, если мы хотим, чтобы во всем диапазоне питающих напряжений наш трансформатор работал надежно, надо его рассчитать так, чтобы сердечник не подходил бы к нелинейности при любом допустимом напряжении питающей сети. В том числе и при 242 вольтах. А по сему, на номинальном напряжении 220 вольт, магнитная индукция должна выбираться не более 1,2 Тесла или 12000 Гаусс.

Соблюдение этих двух указанных требований обеспечит высокий КПД трансформатора и высокую стабильность выходных напряжений при изменении тока нагрузки от нуля до максимального значения. Иными словами, мы получим очень «жесткий» трансформатор. Что и нужно! А вот увеличение расчетного значения индукции более 1,2 Тесла приведет не только к нагреву сердечника, но и к снижению «жесткости» трансформатора. Если расчитывать трансформатор на значение индукции более 1,3 Тесла, то мы получим «мягкий» трансформатор, выходные напряжения которого, плавно просаживаются при увеличении тока нагрузки от нуля до его номинального значения. Не для всех радиоустройств такие трансформаторы пригодны. Впрочем, в транзисторных схемах можно с успехом использовать стабилизатор выпрямленного напряжения. Но это — дополнительная схема, дополнительные габариты, дополнительная рассеиваемая мощность, дополнительные деньги и дополнительная ненадежность. Не лучше ли сразу сделать хороший трансформатор?

У мягкого питающего трансформатора напряжения на одних вторичных обмотках зависит от потребляемых токов в других — за счет просадки в общих цепях — на активном сопротивлении первичной обмотки и на магнитном сопротивлении. Например, если мы питаем от мягкого трансформатора двухтактный ламповый усилитель, работающий в режиме класса В или АВ, то изменение потребления по анодной цепи приведет к дополнительным колебаниям напряжения накала ламп. И, поскольку, напряжение накала ламп имеет также допустимый разброс в 10% от номинала, мягкий трансформатор внесет в это напряжение дополнительную нестабильность еще в 10, а то и в 15 процентов. А это неизбежно, сначала сократит выходную мощность усилителя на больших громкостях (инерционные просадки громкости), а с течением времени приведет к более ранней потери эмиссии у ламп.

Экономия на силовом трансформаторе аукается более дорогими потерями в радиолампах и в параметрах радиоустройств. Вот уж воистину: «Экономия — путь к разорению и нищете!»

В настоящее время наиболее распространены магнитопроводы следующих конфигураций:

Дальнейший расчет трансформатора будем вести по строгим классическим формулам из учебника электротехники:

1. При соблюдении достигнутых договоренностей КПД трансформатора (при наиболее часто встречающихся мощностях 80 — 200 Вт) будет не ниже 95 процентов, а то и выше. Поэтому, в формулах будем использовать значение КПД = 0,95.

2. Коэффициент заполнения окна сердечника медью для тороидальных трансформаторов составляет 0,35. Для обычных каркасных броневых или стержневых — 0,45. При широких каркасах и большой длине намотки одного слоя (h), значение Km может доходить и до значения 0,5 … 0,55, как, например, у магнитопроводов типа Б69 и Б35, параметры которых приведены на рисунке. При бескаркасной промышленной намотке Km может иметь значения и до 0,6 … 0,65. Для справки: теоретический предел значения Km для слоевого размещения круглого провода без изоляции в квадратном окне — 0,87.

Приведенные практические значения Km достижимы лишь при ровной укладке провода строго виток к витку, тонкой межслойной и межобмоточной изоляции и заделке выводов за пределами окна сердечника (на боковых вылетах обмотки). При изготовлении каркасных обмоток в любительских условиях, в условиях лабораторного или опытного производства, лучше принимать значение Km = 0,45 … 0,5.

Разумеется, все это касается обычных силовых трансформаторов для ламповой или транзисторной аппаратуры, с выходными и питающими напряжениями до 1000 вольт, где не предъявляются повышенные изоляционные требования к обмоткам и к заделке их выводов.

3. Габаритная мощность трансформатора, в ваттах, на конкретно выбранном сердечнике определяется по формуле:

Где: η

= 0,95 — КПД трансформатора;
Sc
и
So
— площади поперечного сечения сердечника и окна, соответственно [кв. см];
f
— нижняя рабочая частота трансформатора [Гц];
B
= 1,2 — магнитная индукция [T];
j
— плотность тока в проводе обмоток [A/кв.мм];
Km
— коэффициент заполнения окна сердечника медью;
Kc
= 0,96 — коэффициент заполнения сечения сердечника сталью;

4. Задавшись напряжениями обмоток, количество необходимых витков можно рассчитать по такой формуле:

Где: U1

,
U2
,
U3
, … — напряжения обмоток в вольтах, а
n1
,
n2
,
n3
, … — число витков обмоток.

Если изначальные договоренности нами в точности соблюдены, и мы делаем жесткий трансформатор, то число витков как первичной, так и вторичной обмоток определяется по одной и той же формуле. Если же мы будем использовать трансформатор при предельном значении мощности для имеющегося типоразмера сердечника, рассчитанное по этой формуле, или мы проектируем маломощные трансформаторы (менее 50 Вт), с большим числом витков и тонким проводом обмоток, то число витков вторичных обмоток следует увеличить в 1/√η

раз. С учетом нашей договоренности, это составит 1,026 или больше рассчетного на 2,6%.

Что же касается напряжений накальных обмоток, то здесь стоит вспомнить указание самой главной книги по радиолампам: «Руководство по применению приемно-усилительных ламп», выпущенное для радиоинженеров-разработчиков Государственным комитетом по электронной технике СССР в 1964 году.

Надо открыть это руководство на 13-ой странице, внимательно рассмотреть график на рисунке 1, и уяснить из него, что оптимальное напряжение накала радиоламп для сохранения их максимальной надежности и, соответственно, долговечности составляет 95% от номинала. Что для ламп с напряжением накала 6,3 вольта, составит ровно 6 вольт. Поэтому не надо увеличивать число витков накальных обмоток на 2,6%. Пусть будет, как есть.

5. Определяем токи обмоток: Ток первичной обмотки: I1 = P / U1

При использовании двухполупериодного выпрямителя средний ток каждой половины обмотки будет в 1,41 раза (корень из двух) меньше, чем необходимый выпрямленный ток нагрузки. В случае использования мостового полупроводникового выпрямителя, ток обмотки будет в 1,41 раза больше, чем выпрямленный ток нагрузки. Поэтому, надо не забыть в формулы для определения диаметров проводов подставлять потребления по постоянному току, в первом случае поделенные, а во втором, умноженные на 1,41.

6. Рассчитываем диаметры проводов обмоток исходя из протекающих в них токов по следующим формулам (для меди, серебра или алюминия):

Полученные значения округляем в сторону увеличения до ближайшего стандартного диаметра провода.

7. Делаем проверку расчета. Мощность первичной обмотки — произведение питающего напряжения на потребляемый ток, должна быть равна сумме мощностей всех вторичных обмоток. То есть: U1 x I1 = U2 x I2 + U3 x I3 + U4 x I4 + …

Намотав трансформатор, для проведения дальнейших расчетов выпрямителя необходимо замерить некоторые его параметры.

Активное сопротивление первичной обмотки.
Активное сопротивление вторичных обмоток.
Точные значения напряжений вторичных обмоток, разумеется, проверив, чтобы в сети при этом напряжение составляло 220 вольт. Если же оно отличается от номинала (но находится в пределах 198 — 242), то пропорционально пересчитать измеренные значения.
Ток холостого хода первичной обмотки (какой ток трансформатор потребляет из сети при отсутствии нагрузки на его вторичных обмотках).

К примеру, Тороидальный силовой двухобмоточный трансформатор, мощностью 530 Ватт, который я сам, вручную, мотал в 1982 году на сердечнике от сгоревшего бытового переходного 400-ваттного автотрансформатора 127/220 вольт, называвшегося в торговой сети «Юг-400», имел следующие параметры: Магнитная индукция при напряжении 220 вольт — 1,2 Тесла, Число витков первичной обмотки (220 вольт) — 1100. Диаметр провода первичной обмотки — 0,96 мм. Число витков вторичной обмотки (127 вольт) — 635. Диаметр провода вторичной обмотки — 1,35 мм. При этом, ток холостого хода получился 7 (семь!) миллиампер.

На протяжении восемнадцати лет, не выключаясь, через этот трансформатор у меня питался «холостяцкий» холодильник «Саратов-II» (тот самый, при работе с которым сгорел автотрансформатор «Юг») после перевода нашего района на напряжение сети 220 вольт.

Для сравнения. «Родная», промышленная, обмотка того самого трансформатора «Юг» на 220 вольт содержала 880 витков. Не удивительно, что он грелся как сволочь, даже будучи лишь автотрансформатором, и в конце-концов сгорел. Да, это и понятно, ведь, советская бытовая промышленность была заинтересована в увеличении покупательского спроса. Ну, вот и достигалось это не широкой номенклатурой товаров, а ограниченным сроком их работы!

Не надо экономить, — это, ведь, то же самое, что самому себе гадить.

Желаю удачи!

Калькулятор трансформатора — Calculator Academy

Расчет коэффициента первичного и вторичного тока

калькулятор размеров трансформатора вторичный трансформатор

Расчет трансформатора

расчет мощности трансформатора

трансформатор

расчет полного сопротивления трансформатора

ток трансформатора

90 006

испытание

мощность трансформатора приложение калькулятора

вычислитель трансформатора
формула трансформатора
как рассчитать номинал трансформатора
уравнение трансформатора
формула	первичной и вторичной обмоток трансформатора
Калькулятор трансформатора кВА
Формулы расчета 3-фазного трансформатора
Подбор размеров трансформатора
как рассчитать допустимую нагрузку трансформатора
Расчет тока трансформатора




формула коэффициента трансформации
калькулятор обмотки трансформатора
формула КПД трансформатора
шаг Формула повышающего трансформатора
Формула обмотки трансформатора
Расчет размеров трансформатора Excel
Калькулятор понижающего трансформатора
Расчет размера сердечника трансформатора
Таблица размеров
вычислитель конструкции трансформатора
вычислитель трехфазного трансформатора
расчет импеданса трансформатора
расчет площади сердечника трансформатора
расчет тороидального трансформатора
формула
вычислитель вторичного тока трансформатора
вычислитель коэффициента трансформации
вычислитель напряжения трансформатора
трансформатор Расчет числа витков на вольт
Формула расчета коэффициента трансформации
Формула тока трансформатора
Формула соотношения трансформатора
Расчет конструкции трехфазного трансформатора
Пример расчета обмотки трансформатора
Формула обмотки трансформатора 12 В
Вычислитель трансформатора
Расчет предохранителя трансформатора
уравнение напряжения трансформатора
формула расчета сопротивления
вычислитель повышающего трансформатора
Формула обмотки трансформатора от 220В до 12В
Калькулятор размера провода трансформатора
Расчет обмотки катушки трансформатора
Обмотка выходных трансформаторов и расчет
Калькулятор коэффициента трансформации трансформатора
Калькулятор выходного трансформатора
Формула расчета нагрузки трансформатора
Расчет размеров трансформатора для запуска двигателя
r формула для расчета
повышающий трансформатор 208 до 480 вычислитель
вычислитель предохранителей трансформатора
вычисление импеданса трансформатора в омах
формула импеданса трансформатора
вычислитель мощности трансформатора

5p20 формула точки перегиба
формула потерь трансформатора
калькулятор обратного трансформатора
онлайн калькулятор трансформатора
tra Калькулятор обмотки трансформатора онлайн
трансформатор тока короткого замыкания
калькулятор коэффициента трансформации
калькулятор индуктивности трансформатора
smps вычислитель трансформатора
вычислитель максимальной токовой защиты трансформатора
сечение кабеля трансформатора
расчет параметров трансформатора для жилого помещения
вычислитель напряжения трансформатора
вычислитель 3-фазного предохранителя


Формула расчета погрешности коэффициента трансформации
вычислитель тока повреждения трансформатора
вычислитель КПД трансформатора
Таблица размеров предохранителей трансформатора acme
Потери меди в формуле трансформатора
Формула тока намагничивания
уравнение коэффициента трансформации
определение размеров заземляющего трансформатора

вычислитель нагрузки трансформатора
формула напряжения точки перегиба
вычислитель пускового тока трехфазного трансформатора
вычислитель пускового тока трансформатора
nec подбора предохранителя трансформатора
калькулятор ампер трансформатора
формула расчета обмотки трансформатора
размер вторичного проводника трансформатора
расчет номинальной мощности трансформатора тор
вычислитель защиты трансформатора
формула расчета потерь в меди трансформатора
формула потерь в стали
формула тока намагничивания
формула потерь в сердечнике трансформатора
уравнение
Формула расчета трансформатора тока
Калькулятор выходной мощности трансформатора

Калькулятор трансформатора SMPS | Дэйв Аллмон

Другой калькулятор трансформатора

Много раз мне приходилось просматривать старую документацию, чтобы понять, как намотать трансформатор.я решил
поместите расчеты в веб-калькулятор. Это простой калькулятор — он просто вычисляет число
оборотов. Вы должны выяснить, какого размера должна быть проволока и поместится ли она на шпульку.

Две вещи, которые вам нужно знать о трансформаторе, — это Bmax, о котором вы обычно можете догадаться без
тоже много хлопот, а площадь сечения в см ². Bmax — максимальный поток
плотность, которую вы хотите в ядре.1500G с сердечником потенциометра 3622-77 на частоте 25 кГц будет производить 0,68 Вт потерь в сердечнике.
Уменьшайте Bmax по мере увеличения частоты. Не используйте тип 77 выше 100 кГц.
Для типа 77 похоже, что вы не сможете насытить сердечник, если вы сохраните Bmax ниже 3000, но тогда эти потери в сердечнике
доставит вам. От половины до одной трети более уместно. Ваши очереди
count будет увеличиваться при уменьшении Bmax. Как и ваши потери на обмотке. Ae — площадь поперечного сечения,
и это всегда есть в таблице данных.Если указано в мм ² разделите на 100, чтобы получить
см ².

Обратите внимание на частоту переключения. Если вы используете что-то вроде LM3524D, частота его работы в два раза больше.
фактическая частота трансформатора. Если он имеет тактовую частоту 50 кГц, трансформатор работает только на 25 кГц.
Если вы не примете это во внимание, вы создадите трансформатор, который будет слишком мал для частоты.

Когда я получаю частичное включение первичной обмотки, я округляю ее в большую сторону. Это безопаснее, чем округление в меньшую сторону. Более высокие обороты
на первичной обмотке означает большую индуктивность и меньший ток при той же частоте. Если вы округлите, вы можете
увеличьте B до точки насыщения или перегрева сердечника. Вам также нужно будет решить, нужно ли вам
округлите все вторичные обмотки, так как округление первичной обмотки изменяет количество оборотов, необходимых на вторичной обмотке.

Трансформатор ВА, кВА, вычислитель МВА, формула расчета мощности

Трансформатор ВА, кВА, МВА вычислитель:

Введите напряжение, ток или номинальную мощность трансформатора в ВА для расчета разноса.

Трансформатор ВА, кВА, МВА расчет:

Трансформаторы — это статическое оборудование, которое используется для преобразования напряжения или тока в различные уровни. Это сердце энергосистем. Полная поставляемая полная мощность — это номинальная мощность трансформатора. Единица измерения полной мощности — ВА (вольт-ампер). Следовательно, трансформатор рассчитан только на ВА.

Иногда трансформатор может быть рассчитан на кВА (кило вольт-ампер) или МВА (мегавольт-ампер). Здесь кВА и МВА — это более крупные единицы, которые используются для обозначения большего размера трансформатора.

Как рассчитать мощность трансформатора в ВА, кВА и МВА?

Как мы уже говорили, ВА — это единица полной мощности, и она будет рассчитываться как произведение входного напряжения и входного тока или произведение выходного напряжения и выходного тока.

В трансформаторе у нас есть два напряжения и два тока, и они равны В _{(первичный)} Первичное напряжение в вольтах, В _{(вторичное)} Вторичное напряжение в вольтах, I _{(первичное)} Первичный ток в амперах и I _{(вторичный)} вторичный ток в амперах.

Формула расчета мощности

ВА:

Мощность трансформатора в ВА для однофазной цепи

S _(ВА) = V _{(первичный)} * I _{(первичный)} = V _{(вторичный)} * I _{(вторичный)}

Это произведение первичного напряжения и первичного тока или вторичного напряжения и вторичного тока. Это не зависит от коэффициента мощности.

Мощность трансформатора в ВА для трехфазного тока

У нас есть две формулы, основанные на межфазном напряжении и межфазном напряжении, и они равны

На основе линейного напряжения

S _(ВА) = V _{(первичный L-L)} * I _{(первичный)} = V _{(вторичный L-L)} * I _{(вторичный)}

на основе напряжения нейтрали,

S _(ВА) = 1.732 * V _{(первичный L-N)} * I _(Primary) = 1,732 * V _{(вторичный L-N)} * I _{(вторичный)}

Пример:

Рассчитайте номинальную мощность в ВА однофазного трансформатора с первичным напряжением 230 и номинальным первичным током 10 ампер.

ВА = 230 * 10

Мощность трансформатора = 2300 ВА

Также его можно рассчитать по вторичному напряжению и току.

Формула расчета номинальной мощности

кВА:

Мощность

кВА трансформатора S _(кВА) равна произведению первичного тока I _{(первичный)} в амперах и первичного напряжения V _{(первичный)} в вольтах, разделенных на 1000.

S _(кВА) = V _{(первичный)} * I _{(первичный)}/1000 = V _{(вторичный)} * I _{(вторичный)}/1000

Для трехфазного трансформатора, кВА Расчетная формула,

S _(кВА) = 1,732 * V _{(первичный LN)} * I _{(первичный)}/10 ³ = √ 3 * V _{(вторичный LN)} * I _{(вторичный)} / 10 ³

S _(кВА) = V _{(первичный L-L)} * I _{(первичный)}/10 ³ = V _{(вторичный L-L)} * I _{(вторичный)}/10 ³

Пример:

Рассчитайте номинальную мощность трансформатора в кВА, вторичное напряжение которого составляет 11000 В, а вторичный ток — 2 ампер.

Примените нашу формулу,

S _(кВА) = 11000 * 2/1000 = 22 кВА

Мощность трансформатора 22 кВА

Формула расчета рейтинга

МВА:

Номинальное значение

МВА (мега-вольт-ампер) трансформатора S _(МВА) равно произведению первичного тока I _{(первичный)} в амперах на первичное напряжение В _{(первичное)} в вольтах, деленное на 1000000.

S _(MVA) = V _{(первичный)} * I _{(первичный)}/1000000 = V _{(вторичный)} * I _{(вторичный)}/1000000

Трехфазный трансформатор Расчет МВА:

S _(MVA) = 1.732 * V _{(первичный L-N)} * I _{(первичный)}/10 ⁶ = √ 3 * V _{(вторичный L-N)} * I _{(вторичный)}/10 ⁶

S _(MVA) = V _{(первичный L-L)} * I _{(первичный)}/10 ⁶ = V _{(вторичный L-L)} * I _{(вторичный)}/10 ⁶

Пример:

Рассчитайте номинальное значение в МВА трансформатора, у которого первичное напряжение 110000 В и вторичный ток 100 ампер.

Примените нашу формулу,

S _(кВА) = 110000 * 100/1000000 = 11 МВА

Номинал трансформатора 11 МВА

Для измерения тока и напряжения номиналом кВА и МВА мы используем трансформатор напряжения и трансформатор тока.

Рассчитайте номинальную мощность трансформатора по ваттам:

Ватт — единица измерения реальной мощности P _(Вт). Номинальная мощность трансформатора в ВА равна активной мощности P _(Вт), деленной на коэффициент мощности.

S _(ВА) = P _(Ш) x pf

Мощность

кВА от W,

S _(кВА) = P _(Ш) x pf / 1000

МВА, рейтинг W,

S _(MVA) = P _(Ш) x pf / 1000000

Аналогично для кВА и МВА от реальной мощности,

S _(кВА) = P _(кВт) / pf

S _(MVA) = P _(МВт) / pf

Давайте возьмем и для примера вычислим номинальную мощность в ВА выходной мощности трансформатора 15000 Вт с коэффициентом мощности 0.90.

S _(ВА) = 15000 x 0,9 = 13500 ВА

S _(кВА) = 15000 x 0,9 / 1000 = 13,5 кВА

S _(MVA) = 15000 x 0,9 / 1000000 = 0,0135 MVA

Расчет импеданса на единицу и базы

Расчет единичного и базового импеданса
Веб-страница не работает, так как JavaScript не включен.
Скорее всего, вы просматриваете с помощью веб-сайта Dropbox или другой ограниченной среды браузера.

Следующие ниже калькуляторы вычисляют различные базовые и единичные величины, обычно используемые инженерами энергосистем в системе анализа на единицу.

Calculator-1

Известные переменные: Базовая трехфазная мощность, базовое линейное напряжение

Формулы и переменные

Изменение базовой формулы

Единичные расчеты конденсаторной батареи

904 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044 9044

Где:

= Базовый ток

Z _BASE = базовое сопротивление
кВ _LL = базовое напряжение (в киловольтах между фазами)
MVA _3Ф = базовая мощность

Z _PU = импеданс на единицу
Z _{PU GIVEN} = дан на единицу импеданса
Z = импеданс элемента схемы (т.е.е. Конденсатор, реактор, трансформатор, кабель и т. Д.)
X _C = Импеданс блока конденсаторов (Ом)
X _C-PU = Импеданс блока конденсаторов
MVAR _{3ɸ = 3-фазный номинал конденсаторной батареи}
X «= Субпереходное реактивное сопротивление двигателя
LRM = Множитель заторможенного ротора

Предпосылки

Система расчета на единицу — это метод, посредством которого системные импедансы и величины нормализуются по разным уровням напряжения к общей базе.Устранение влияния переменного напряжения упрощает необходимые расчеты.

Чтобы использовать метод на единицу, мы нормализуем все системные импедансы (и проводимые сопротивления) в рассматриваемой сети к общей базе. Эти нормализованные импедансы известны как импедансы на единицу. Любой импеданс на единицу будет иметь одинаковое значение как на первичной, так и на вторичной обмотке трансформатора и не зависит от уровня напряжения.

Сеть с импедансом на единицу может быть затем решена с помощью стандартного сетевого анализа.

Существует четыре базовых величины: базовая МВА, базовая КВ, базовое сопротивление и базовый ампер. Когда любые два из четырех назначены, два других могут быть получены. Обычной практикой является присвоение базовых значений исследования MVA и KV. Затем вычисляются базовые амперы и базовые сопротивления для каждого из уровней напряжения в системе. Назначенный MVA может быть рейтингом MVA одного из преобладающих элементов системного оборудования или более удобным числом, например 10 МВА или 100 МВА. Выбор последнего имеет некоторое преимущество общности, когда проводится много исследований, в то время как первый выбор означает, что импеданс или реактивное сопротивление по крайней мере одного значимого компонента не нужно будет преобразовывать в новую базу.Номинальные линейные системные напряжения обычно используются как базовые напряжения, а трехфазное питание используется как базовое.

(PDF) Расчет показателей состояния силовых трансформаторов

РАСЧЕТ ИНДЕКСОВ ЗДОРОВЬЯ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Богдан ГОРГАН1, Петру В. НОТИНГЕР1,

Лаурентиу В. ,

Бухарест, Румыния

Электронная почта: bgorgan @ elmat.pub.ro

2Simtech International, Berceni, No. 8, Bucharest, Romania

Краткое содержание  Чтобы предотвратить возможные дефекты силовых трансформаторов

и избежать потерь, которые возникают после вывода из эксплуатации

, важно знать состояние

их систем утепления. Для этой цели используется индекс работоспособности

, который количественно определяет общее состояние питания

трансформаторов.

Для определения состояния силовых трансформаторов учитывается множество факторов

и проводится ряд тестов

, чтобы оценить их общее состояние

как можно точнее.

В литературе индекс здоровья рассчитывается на основе модели двадцати четырех диагностических факторов

. В этой статье

, расширяющий список тремя факторами (коэффициент потерь на очень низкой частоте

, коэффициент проводимости и индекс поляризации

), является новой предложенной моделью. Индекс здоровья составил

, определенный с помощью специального программного обеспечения, которое имеет значения

из двадцати семи диагностических факторов в качестве входных данных.

С помощью индекса исправности можно оценить состояние силового трансформатора

.Этот коэффициент позволяет оценить оставшийся срок службы трансформатора

, принимая во внимание

некоторые из наиболее важных характеристик его системы изоляции

На индекс исправности сильно влияют диэлектрические потери

, которые происходят внутри электроизоляционных компонентов

объемов, а также коэффициент проводимости и индекс поляризации

Ключевые слова: индекс исправности, силовой трансформатор, отказ,

оценка ресурса.

1. ВВЕДЕНИЕ

Силовые трансформаторы рассчитаны на безопасную работу

20-35 лет. На практике срок службы трансформатора может быть на

более 60 лет, если выполняется надлежащее техническое обслуживание

Как правило, для старого трансформатора

нецелесообразно подвергать тщательный осмотр и тщательное тестирование

. Перспективной стратегией для увеличения срока службы является

, определение приоритетов мониторинга и разработка стратегии

для их обслуживания [1].Вот почему контроль и диагностика систем изоляции

стал важной частью мониторинга трансформаторов.

Используются различные методы мониторинга и диагностики

, основанные на широком спектре физических, электрических,

механических, тепловых и оптических эффектов. Они позволяют проводить оценку состояния

, предоставляют информацию о старении

и рекомендуют меры по улучшению изоляции

качества и оценки срока службы [2].

В последнее время все больше и больше обсуждается использование индекса работоспособности

для оценки состояний трансформатора и разработки более эффективных политик обслуживания

[3, 4]. Чтобы

вычислить индекс исправности, предложены диагностические факторы (относящиеся к

как трансформаторам, так и состоянию устройства РПН)

. Учитывая полезность измерений

, выполненных на современном оборудовании, принимая во внимание

, в этой статье

предлагаются три других параметра, полученных с помощью не

разрушающих электрических измерений, соответственно коэффициент проводимости, коэффициент потерь на частоте 1

мГц и индекс поляризации.

В документ также включен расчет индекса работоспособности

на основе результатов испытаний системы изоляции трансформатора

(анализ растворенных газов, качество масла, содержание фуранов

, коэффициент поворотов, реактивное сопротивление утечки, сопротивление обмотки

, состояние вводов , общее состояние переключателя ответвлений

, коэффициент диэлектрических потерь на 1 мГц и коэффициент проводимости

) с использованием 27 элементов состояния и было проведено моделирование

изменения индекса работоспособности с

вариациями индекса поляризации и коэффициента потерь

трансформаторные масла.

2. ИНДЕКС ЗДОРОВЬЯ

Индекс здоровья (HI) — это величина, которую можно использовать для

оценки общего состояния силового трансформатора

. Этот размер рассчитывается с использованием некоторых из

наиболее репрезентативных элементов диагностики (или состояния)

, которые характеризуют работу и состояние трансформатора

, и преобразуется в количественный индекс

, который предоставляет информацию о его состоянии работоспособности. В [3],

предлагается соотношение для расчета индекса здоровья,

а именно:



9044 





 n

i 9044 9044 9044 9044 9044 i 9044 c

DIc

AHI

1 44401 9044 1

904

, где ci — рейтинг, присвоенный каждому элементу состояния, DIi —

— значение диагностического индекса (т.е.е., оценка, присвоенная каждому фактору состояния из таблицы 1), равная

, n — количество

рассматриваемых диагностических факторов, A1 и A2 —

соответствующих весов n-3 факторов, которые описывают состояние трансформатора

, соответственно устройство РПН.

Далее модель расчета диагностического индекса (DI) — это

, показанная для нескольких диагностических факторов, предложенных для

расчета индекса здоровья.

________________________________________________________________________________________________________________________

AAnnnnaallss ooff tthhee UUnniivveerrssiittyy of CCrraaiiovovaa ,, EElleeccttrriiccaall EEnnggiinneeeerriinng g sseerriieess ,,.. 3344 ,, 22001100 ;; IISSSSNN 11884422—4488005 5

Как рассчитать требуемую номинальную мощность в кВА или допустимую силу тока для однофазных и трехфазных трансформаторов

Выпуск:
Расчет мощности кВА для одно- или трехфазного трансформатора на основе информации о напряжении обмотки и силе тока.

Окружающая среда:
Относится ко всем одно- и трехфазным трансформаторам.

Причина: Параметры
кВА часто должны рассчитываться на основе информации о напряжении и силе тока первичной или вторичной обмотки.

Разрешение:

Этот часто задаваемый вопрос предлагает три различных метода поиска необходимой информации:

Эта ссылка на веб-сайте Schneider Electric представляет собой калькулятор данных трансформатора:

https://tools.se.app/transformerdata/ index.html? language = en & country = usa # / transformer-data

Существуют также следующие методы для расчета или определения требуемой номинальной мощности в кВА или допустимой силы тока для однофазных и трехфазных трансформаторов:

2. Для определения кВА необходимо иметь как минимум две части информации:

междуфазное напряжение нагрузки ( В, )
максимальный ток фазы нагрузки ( I )

Однофазные трансформаторы: кВА = (В * I) /1000
Трехфазные трансформаторы: кВА = (В * I * 1,732) / 1000
, где 1,732 — это простое числовое значение для квадратного корня из 3 (1.7320508 …)
Затем округлите до следующего стандартного номинала 3-фазной кВА, как указано в разделе 14 каталога SquareD / Schneider Electric, дайджест 178.

Однофазный трансформатор Пример: В = 240, I = 175; Следовательно: кВА = (240 x 175) / 1000 = 42 кВА.
В результате получается 42 кВА, поэтому мы округляем до стандартной однофазной мощности 50 кВА. Судя по дайджесту, EE50S3H удовлетворительно справится с этой нагрузкой.

Пример трехфазного трансформатора: В = 208, I = 175; Следовательно: кВА = (208 x 175 x 1,732) / 1000 = 63,05 кВА
Это вычисляет до 63+ кВА, поэтому мы округляем до стандартного трехфазного размера 75 кВА.Судя по дайджесту, EXN75T3H удовлетворительно справится с этой нагрузкой.

Примечание: Это пример расчета кВА, который не принимает во внимание возможные особые требования к нагрузке, например, с двигателями или некоторым медицинским оборудованием или другими специальными приложениями.

Сила тока, предусмотренная для данного кВА , может быть определена аналогичными методами:

Однофазный Пример: Использование однофазного трансформатора 50 кВА в качестве отправной точки. 50 кВА равно 50 000 ВА.(K = 1000) Полное значение в ВА, 50 000 делится на напряжение 240 В = 208 ампер. Это метод «двухступенчатого разделения»: ВА / напряжение = сила тока .

Трехфазный Пример: Использование трехфазного трансформатора 75 кВА в качестве отправной точки. 75 кВА равняется 75000 ВА. (K = 1000) Полное значение в ВА, 75000 делить на 1,732 = 43302, которое затем делится на напряжение 208 В = 208,2 ампера. Это «трехступенчатое деление», техника: VA / 1.732 / Напряжение = Сила тока .

3. В качестве альтернативы этим вычислениям вы можете предпочесть использовать диаграммы ниже . Стандартные размеры кВА показаны на левом поле, стандартные линейные напряжения показаны вдоль верхнего поля.

Пример диаграммы: Использование чисел из предыдущего примера трехфазного трансформатора V = 208, I = 175. Используйте таблицу «Трехфазные низковольтные трансформаторы сухого типа». После записи верхнего поля 208 В и чтения по вертикали видно, что первая запись в том вертикальном столбце 208 В, который будет охватывать 175 А, а затем некоторые, это 208 А, что указывает на трансформатор 75 кВА, показанный в следующем вертикальном столбце Слева.

Дополнительные сведения и таблицы преобразования см. На страницах 3 и 4 документа 7400HO9501 « В поисках решений для низковольтных трансформаторов ».

Хотите узнать больше по этой теме? Свяжитесь с нашими экспертами через онлайн-сообщество:

Расчет параметров одно- и трехфазного тока

Вы можете спросить: «Что такое константа?» Пример постоянной, с которой вы хорошо знакомы, — это число пи (π), которое получается делением длины окружности на ее диаметр.Независимо от длины окружности и диаметра соответствующего круга, их соотношение всегда равно пи. Вы можете использовать константы, относящиеся к определенным одно- и трехфазным напряжениям, для расчета тока (I) и киловатт (кВт). Посмотрим, как это сделать.

Однофазные расчеты

Базовая электрическая теория говорит нам, что для однофазной системы

кВт = (В × I × PF) ÷ 1000.

Для простоты предположим, что коэффициент мощности (PF) равен единице.Следовательно, приведенное выше уравнение становится

кВт = (В × I) ÷ 1000.

Решая относительно I, уравнение принимает вид

I = 1000 кВт ÷ В (Уравнение 1)

Теперь, если мы посмотрим на часть этого уравнения «1000 ÷ V», вы увидите, что, вставив соответствующее однофазное напряжение для «V» и разделив его на «1000», вы получите конкретное число (или постоянная), которую можно использовать для умножения «кВт», чтобы получить ток, потребляемый этой нагрузкой при соответствующем напряжении.

Например, константа для расчета 120 В составляет 8,33 (1000 ÷ 120). Используя эту константу, уравнение 1 становится

I = 8,33 кВт .

Итак, если у вас нагрузка 10 кВт, вы можете рассчитать потребляемый ток как 83,3 А (10 × 8,33). Если у вас есть оборудование, потребляющее 80A, вы можете рассчитать относительный размер необходимого источника питания, который составляет 10 кВт (80 ÷ 8,33).

Таблица 1. Константы, используемые в однофазных системах

Используя ту же процедуру, но вставив соответствующее однофазное напряжение, вы получите следующие однофазные константы, как показано в Таблица 1 .

Трехфазные расчеты

Для 3-фазных систем мы используем следующее уравнение:

кВт = (В × I × PF × 1,732) ÷ 1000.

Опять же, принимая единицу PF и решая это уравнение относительно «I», вы получаете:

I = 1000 кВт ÷ 1,732 В.

Расчет трансформатора на стержневом сердечнике в онлайн

Необходимые сведения

Расчет броневого трансформатора

Программы для расчета

Как выполнить расчет трансформатора в полном объеме

Проектирование трансформатора – как рассчитать мощность трансформатора

Как рассчитать мощность трансформатора

По сечению сердечника

По нагрузке

Определение габаритной мощности трансформатора

Расчет понижающего трансформатора

Упрощенный расчет 220/36 В

Видео на тему

Расчет трансформатора: онлайн калькулятор или дедовский метод для дома — выбери сам

Как пользоваться онлайн калькулятором для расчета трансформатора пошагово

Подготовка исходных данных за 6 простых шагов

Выполнение онлайн расчета трансформатора

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

4 практических совета по наладке и сборке трансформатора: личный опыт

Способы расчёта различных конфигураций трансформаторов

Расчет силового трансформатора

Расчет однофазного трансформатора

Расчёт трехфазного трансформатора

Расчет тороидального трансформатора

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата

Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя

Видео с расчетом трансформатора

Расчет трансформатора: формулы для расчета

Расчет силового трансформатора

Как рассчитать мощность трансформатора

Расчёт трансформатора по сечению сердечника

Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку

Расчет сетевого трансформатора

Потери энергии в трансформаторе

Анимация анимации трансформатора школьной физики

Несколько интересных экспериментов с трансформатором

🛠 OER — программа для расчёта обмоток трансформатора 👈

КОММЕНТАРИИ

Сроки, стоимость, калькуляторы — Школа заявителя (калькулятор мощности)

Упрощенный расчет силового трансформатора.

Что делать, если вы приобрели б/у оборудование?

Самостоятельный расчет обмотки мощности трансформатора

Формула расчета мощности

Преимущества онлайн калькулятора

Расчет автотрансформатора своими руками

Как рассчитать мощность трансформатора

По сечению сердечника

По нагрузке

Как намотать импульсный трансформатор?

Определение габаритной мощности трансформатора

Расчет понижающего трансформатора

Правильный расчет силового трансформатора

Упрощенный расчет 220/36 В

Калькулятор трансформатора — Calculator Academy

Калькулятор трансформатора SMPS | Дэйв Аллмон

Другой калькулятор трансформатора

Трансформатор ВА, кВА, вычислитель МВА, формула расчета мощности

Трансформатор ВА, кВА, МВА вычислитель:

Трансформатор ВА, кВА, МВА расчет:

Как рассчитать мощность трансформатора в ВА, кВА и МВА?

ВА:

кВА:

МВА:

Рассчитайте номинальную мощность трансформатора по ваттам:

Расчет импеданса на единицу и базы

(PDF) Расчет показателей состояния силовых трансформаторов

Как рассчитать требуемую номинальную мощность в кВА или допустимую силу тока для однофазных и трехфазных трансформаторов

Расчет параметров одно- и трехфазного тока

Однофазные расчеты

Трехфазные расчеты

alexxlab

Вам также может понравиться

Настроить датчик движения на прожекторе настроить: Как настроить датчик движения с двумя или тремя регуляторами

Когда включат отопление в москве в 2018: график и при какой температуре происходит включение и отключение

Газораспределительный щит: Главный распределительный щит ГРЩ — Сборка ГРЩ