Transformatory mocy dla częstotliwości 50 Hz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

Transformatory mocy są częścią dużej liczby obwodów stabilizujących i niestabilizujących zasilaczy do wtórnego zasilania domowego i amatorskiego sprzętu radioelektronicznego działającego z sieci prądu przemiennego. Transformator jest statycznym urządzeniem elektromagnetycznym. Za pomocą transformatora energia elektryczna prądu przemiennego o pewnych parametrach jest przetwarzana na energię elektryczną o innych parametrach. W ten sposób za pomocą transformatora możliwe jest obniżanie i zwiększanie napięcia i prądu, a także następuje izolacja elektryczna wyjściowych kanałów zasilających od sieci i od siebie.

Praca transformatora opiera się na oddziaływaniu pola elektromagnetycznego uzwojenia pierwotnego transformatora na uzwojenia wtórne. Uzwojenie pierwotne (sieciowe) jest podłączone do sieci prądu przemiennego U1 o częstotliwości prądu 50 Hz lub od 400 do 5000 Hz, a odbiorniki energii elektrycznej (obciążenie) są podłączone do uzwojeń wtórnych. Ryc. 1, a przedstawia uproszczony schemat transformatora, a ryc. 1, b - schemat jego włączenia. Uzwojenia transformatora umieszczone są na wspólnym obwodzie magnetycznym wykonanym (dla lepszego sprzężenia magnetycznego) z materiału ferromagnetycznego.

Strumień magnetyczny Fo zamyka się wzdłuż obwodu magnetycznego i indukuje pole elektromagnetyczne odpowiednio w uzwojeniach pierwotnym i wtórnym, E1 i E2. Biorąc pod uwagę spadek napięcia na rezystancji czynnej r1 uzwojenia pierwotnego i wtórnego r2, E1=U1 - r1I1, oraz E2=U2+r2I2. Ale część strumienia magnetycznego zamyka się i rozprasza w powietrzu, tak zwany Fras, który działa tylko na zwoje uzwojenia pierwotnego. Próbują zmniejszyć ten Fras, zwiększając w ten sposób wydajność transformatora. Jest to tryb pracy transformatora dla obciążenia znamionowego. Istnieją również tryby bezczynności i zwarcia. Zatem głównym elementem transformatora jest obwód magnetyczny (rdzeń).

Na rdzeń transformatorów pracujących z częstotliwością 50 Hz stosuje się głównie specjalne elektryczne gatunki stali walcowanej na gorąco 1511, 3412. Stal tych gatunków produkowana jest w postaci blach o grubości 0,35 i 0,5 mm. Stosowane są również gatunki stali walcowanej na zimno 3411 i 3412. Produkowany jest w postaci arkuszy o grubości 0,35; 0,5 mm oraz w postaci taśm o grubości 0,28; 0,3; 0,35; 0,5 mm.

Stale walcowane na zimno mają wyższą indukcję magnetyczną niż stale walcowane na gorąco, więc transformatory ze stali walcowanej na zimno

lei mają mniejszy rozmiar i wagę przy tej samej mocy. Do transformatorów pracujących z częstotliwością 50 Hz stosuje się stal elektrotechniczną o grubości 0,15-0,5 mm, przy częstotliwości od 400 do 5000 Hz - stal o grubości 0,05-0,08 mm. W zależności od wymagań stawianych transformatorowi (moc, koszt, specyficzna charakterystyka) stosuje się obwód magnetyczny płytkowy lub taśmowy.

Główne typy i rozmiary płyt transformatora pokazano na ryc. 2, gdzie: a - w kształcie litery E; b - płyty w kształcie litery W różnych typów: W - z h> 2,5 ... 3l1; Shu - z umiarkowaną podstawą i h>3l1; Sha - gdzie h>l1; Szb - z godz l1; e - płyty w kształcie litery U: Mon - przy h>l1 i Pu - przy h>1l1.

Tak więc, w zależności od konstrukcji rdzenia magnetycznego, transformatory dzielą się na płytkowe zbrojone (w kształcie litery Ш) i płytkowe (w kształcie П). Pokazano je na ryc. 3.

Obwody magnetyczne do transformatorów mocy są montowane tylko z zakładką (nakładanie się). Rdzenie taśmowe są również stosowane w transformatorach. Takie transformatory mają znacznie mniejsze pole rozproszone, tj. mniej ingerować w otaczające elementy obwodu i szczegóły tworzonego urządzenia. Dzięki temu można je umieszczać w pobliżu jednostek funkcjonalnych bardzo czułego sprzętu radiowego. Rdzeń transformatora w kształcie litery W jest oznaczony nazwą typu i liczbami określającymi szerokość pręta środkowego l (ryc. 3, a) lub bok (ryc. 3, b) oraz grubość B magnesu okrążenie.

Parametry strukturalne rdzenia magnetycznego

Minimalna powierzchnia przekroju poprzecznego pręta

Sc=B(l-∆l),

gdzie B jest grubością zbioru; l - ustawiona szerokość; ∆l - odchylenie graniczne.

Minimalna ustawiona powierzchnia okna

Sok = l1(h-∆h),

gdzie l1 jest szerokością okna wybierania; wysokość okna h; Odchylenie graniczne ∆h.

Dla rdzeni magnetycznych ШI, ШШ, ШП (rys. 4, a-g)

Średnia długość linii magnetycznej pola sił rdzenia

Iср=h-1[h+2l1+1,18(H-h) + 0,4I/H-I

Dla obwodu magnetycznego SHU (ryc. 4, e)

lav=2(h+l1)+1,57l.

Dla obwodu magnetycznego PN, PU (rys. 4, e)

lcp=2(h+1)+1,57(Hh);

lо=2l+2В+2,5l1+8δк,

gdzie l® jest średnią długością przewodu prądu elektrycznego rdzenia; δk to całkowita wartość szczeliny i grubość ramy transformatora (w granicach 0,55-1,5 mm).

Aby ułatwić produkcję, obwody magnetyczne taśmy są dzielone. Złącze jest dobrze wypolerowane i dobrze ściągnięte podczas montażu, dzięki czemu nie ma utraty strumienia magnetycznego, a transformator nie brzęczy. Rdzenie magnetyczne taśmy ciągłej mają większą (o 20-30%) wysoką indukcję magnetyczną, tj. mają straty magnetyczne. Ale uzwojenie takich transformatorów jest znacznie trudniejsze. Uzwojenie transformatorów ciągłych odbywa się na specjalnych maszynach lub w domu za pomocą wahadłowca. Rdzenie taśmowe transformatorów są podzielone na pręt (ryc. 5, a), opancerzony (ryc. 5, b) i pierścień (ryc. 5, c), gdzie a jest grubością uzwojenia; b - szerokość taśmy; c - szerokość okna; h - wysokość okna; R - promień wewnętrzny (od 5 do 2 mm w zależności od grubości taśmy). Konstrukcje prętów są podzielone na łodzie podwodne - taśma w kształcie litery U; PLM - taśma w kształcie litery U o zmniejszonym stosunku szerokości okna do grubości nawoju (c/a<1); PLR - Taśma w kształcie litery U o wymiarach geometrii przy najniższym koszcie transformatora.

Konstrukcje pancerza są podzielone na ShL - taśma w kształcie litery W; ShLM - taśma w kształcie litery Ш o zmniejszonym stosunku szerokości okna do grubości uzwojenia; ShLO - taśma w kształcie litery W o zwiększonym stosunku szerokości taśmy do grubości uzwojenia (b / a> 3); ShLR - Taśma w kształcie litery W o geometrii najniższego kosztu transformatora.

Rdzeń do transformatora dobieramy tak, aby uzyskać jak najniższy koszt, objętość i masę: typ PL - dla transformatorów niskiego napięcia o mocy powyżej 500 V A; typ PLM - do transformatorów niskiego napięcia o mocy powyżej 100 V A i gdy wymagane jest jak najmniejsze pole rozproszone; typ ShLM - dla mocy 100 V A i przy ograniczonym spadku napięcia na uzwojeniach. Idealny jest oczywiście transformator z taśmowym rdzeniem pierścieniowym. Ma bardzo mały strumień upływu, niski opór magnetyczny i małą wrażliwość na zewnętrzne pola magnetyczne.

Transformator posiada trzy tryby pracy: bez obciążenia, przy obciążeniu znamionowym i zwarciowym. w XX wieku Ix przepływa przez uzwojenie pierwotne w1 (rys. 1) i wytwarza główny strumień magnetyczny Fx w rdzeniu. Moc użyteczna podana przez transformator jest równa zeru. Moc czynna pobierana jest z sieci, o czym decydują jedynie straty (w zależności od materiału rdzenia) w rdzeniu samego transformatora. Ix posiada również składową reaktywną, co prowadzi do pogorszenia współczynnika mocy cosϕ sieci zasilającej. Ten tryb nie jest niebezpieczny dla transformatora.

Stan zwarcia (zwarcie lub małe obciążenie w obwodzie wtórnym) jest niebezpieczny i może spowodować uszkodzenie (przegrzanie, a nawet zapłon) transformatora. W trybie obciążenia znamionowego napięcie na uzwojeniu wtórnym jest wartością zespoloną i zależy od wartości i charakteru rezystancji obciążenia.

Uzwojenia transformatorów zbrojonych i prętowych są zwykle wykonane na ramkach, ale stosuje się również bezramowe (tulejowe). Uzwojenia rdzeni pierścieniowych są wykonane na ramkach pierścieniowych lub na obwodzie magnetycznym owiniętym jakąś izolacją. Ramki wykonane są z tektury elektrycznej, plastiku, po prostu tektury. Pożądane jest impregnowanie ram specjalnymi lakierami lub związkami odpornymi na wilgoć. Uzwojenia są umieszczone jedno nad drugim lub jedno obok drugiego. Transformatory małej mocy wykonywane są najczęściej na rdzeniach płytkowych lub taśmowych konstrukcji pancerza. Uzwojenia w tym przypadku są umieszczone na środkowym pręcie. W produkcji transformatorów średniej i dużej mocy lepiej jest stosować rdzenie magnetyczne rdzenia. Uzwojenia są umieszczone na ramkach dwóch bocznych prętów.

Uzwojenie sieciowe (pierwotne) jest zwykle nawijane najpierw na ramie. Następnie nawijane są uzwojenia wtórne. Pożądane jest umieszczenie ekranu elektrostatycznego między uzwojeniem pierwotnym i wtórnym. Wykonany jest albo z izolowanego drutu w jednej warstwie, albo z jednego otwartego zwoju folii. Jeden koniec takiego ekranu elektrostatycznego jest podłączony do obudowy lub do wspólnego przewodu urządzenia, co pozwala na ograniczenie zakłóceń i zakłóceń przenikających przez pojemności międzyzwojowe i uzwojenia z sieci i odwrotnie. Jest to bardzo istotne w chwili obecnej, ponieważ w naszej rzeczywistości zwykle istnieje wiele różnych urządzeń radiowych i elektrycznych, które zakłócają sieć. Szczególnie dużo zakłóceń powoduje przełączanie zasilaczy nowoczesnych konsumenckich urządzeń radiowych.

Podczas nawijania transformatorów na „pierścień” uzwojenia muszą być równomiernie rozmieszczone na obwodzie rdzenia. Uzwojenia z punktem środkowym najlepiej nawijać dwoma drutami jednocześnie. Następnie połącz początek jednego uzwojenia z końcem drugiego, aby uzyskać punkt środkowy. Powoduje to dobrą symetrię uzwojenia. Uzwojenia uzwojenia muszą być odizolowane od siebie. Odbywa się to za pomocą papieru kablowego, lakierowanej tkaniny, taśmy fluoroplastycznej, samego papieru itp. Przy produkcji uzwojeń wysokiego napięcia należy je izolować co 2-3 warstwy. Do tych celów bardzo dobrze nadaje się folia z politereftalanu etylenu o grubości do 59 mikronów.

Uzwojenia transformatorów domowych są uzwojone miedzianymi (rzadko aluminiowymi) izolowanymi drutami okrągłymi (rzadko prostokątnymi). Do tego celu bardzo dobrze nadają się przewody okrągłe z izolacją o wysokiej wytrzymałości (viniflex) typu PEV-1, PEV-2. Drut typu PEL (izolacja lakierem olejowo-żywicznym) jest obecnie stosowany rzadziej. Drut marki PEV-1, PEV-2 produkowany jest o średnicy od 0,03 do 2,5 mm. Napięcie przebicia tych drutów, w zależności od średnicy, wynosi od 600 do 2500 V. Stosowany jest również drut o podwyższonej odporności cieplnej, taki jak PET i PETV.

Stopień wypełnienia rdzeni okiennych miedzią określa współczynnik wypełnienia okna Kok = Sm / Sok. To jest stosunek całości

zacieniony odcinek uzwojenia drutu miedzianego do obszaru okna rdzenia. W przypadku urządzeń gospodarstwa domowego wartość Kok w obliczeniach przyjmuje się w następujący sposób:

Dotyczy to drutów nawojowych PEL, PEV, PET, PETV o przekroju okrągłym.

Przy określaniu temperatury nagrzewania transformatora należy wziąć pod uwagę gęstość prądu w uzwojeniach J oraz powierzchnię promieniującą ciepło uzwojeń transformatora.

Wymagana średnica drutu do uzwojenia uzwojenia (bez izolacji):

dm = 1,13 (I/J)^1/2,

gdzie ja jest efektywnym prądem w uzwojeniu; J jest daną gęstością prądu.

Podczas nawijania uzwojenia obracają się, ciasne dopasowanie zwojów do siebie nigdy nie zadziała, dlatego należy wziąć pod uwagę współczynnik układania Cooka. Dla drutów o średnicy od 0,05 do 0,1 mm jest to 0,83-0,85, dla średnicy od 0,1 do 0,56 mm jest to 0,92-0,93, a powyżej 0,95. Konieczne jest również uwzględnienie współczynnika pęcznienia Kraz z powodu niewystarczającej szczelności drutu. Tak więc dla drutu o średnicy do 0,5 mm Kraz \u1,05d 1,07 ... 0,5 i więcej niż 1,1 mm Kraz \u1,12d XNUMX ... XNUMX.

Obliczanie transformatora

Określ całkowitą moc transformatora dla uzwojeń z punktem środkowym

gdzie Квi jest współczynnikiem uwzględniającym typ prostownika (0,71 dla prostownika pełnookresowego, 1 dla prostowników mostkowych iz podwojeniem napięcia); n to liczba uzwojeń wtórnych transformatora; Pn.tr - całkowita moc uzwojeń wtórnych; htr zależy od Рn.tr. (Rys. 6, gdzie 1 - pierścień; 2 - pręt i opancerzony rdzeń magnetyczny)

gdzie Ui, Ii to napięcie i prąd uzwojeń wtórnych.

Jeśli uzwojenia bez punktu środkowego

Рg=0,5 Рn.tr(1+1/h)

Dla obwodu prostownika półfalowego

Рg=0,5 Рn.tr(1+Q.i);

kwadrat.i=(1-I²d)^1/2,

gdzie Id jest stosunkiem średniego prądu w obciążeniu do efektywnego prądu uzwojenia.

Po znalezieniu Pr iloczyn okna rdzenia, który jest zajęty przez uzwojenia, jest określany przez pole przekroju poprzecznego stali:

ScSok=[Rg(1+htr)10²/4KfsBJKsKochtr]

gdzie Kf jest współczynnikiem kształtu krzywej napięcia (1,11 dla kształtu sinusoidalnego); Współczynnik Kc wypełnienia rdzenia stalą wynosi 0,8-95 (niższa wartość odpowiada cieńszemu arkuszowi lub taśmie ze stali elektrotechnicznej).

Autor: O.G. Raszitowa

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum 6 sond wyruszy na poszukiwanie życia na Marsie 04.05.2012 Zespół naukowców z Uniwersytetu Waszyngtońskiego opracował oryginalną misję poszukiwania życia na Marsie. Naukowcy chcą wysłać na Czerwoną Planetę kilka małych statków kosmicznych, które spadną na powierzchnię Marsa w różnych regionach i przeprowadzą serię testów w poszukiwaniu oznak życia. Naukowcy wysłali już swoje opracowania do NASA, nazwane misją BOLD (Biological Oxidant and Life Detection). Podczas misji sześć 60-kilogramowych sond w kształcie odwróconej piramidy zostanie zrzuconych z orbity Marsa i wyląduje na jego powierzchni. Następnie sprzęt pokładowy sond przeprowadzi kilkanaście eksperymentów i przekaże dane do orbitera. Sondy będą mierzyć wilgotność i kwasowość gleby, ilość jonów nieorganicznych, a także stężenie nadtlenku wodoru – zgodnie z hipotezą Schulze-Makush, która sugeruje, że mikroorganizmy marsjańskie mogą składać się z mieszaniny wody i nadtlenku wodoru. Ponadto każda sonda będzie wyposażona w prosty mikroskop do poszukiwania form życia podobnych do starożytnych ziemskich mikroorganizmów kopalnych. Jedno z narzędzi będzie szukać długich cząsteczek podobnych do kwasów nukleinowych. Niektóre eksperymenty odwzorowują działanie aparatu Vikinga, ale z większą dokładnością. Każda sonda misji BOLD będzie mogła wylądować na powierzchni Marsa z szansą 50/50. Biorąc jednak pod uwagę, że sond będzie sześć, prawdopodobieństwo powodzenia misji wynosi 98%. Misja BOLD jest przykładem nowej generacji bezzałogowych projektów kosmicznych: opartych na najnowszych osiągnięciach nauki i technologii, ale z wykorzystaniem niewielkich, stosunkowo tanich i łatwych do dostarczenia statków kosmicznych. Zdaniem wielu ekspertów takie minisondy w niedalekiej przyszłości dostarczą naukowcom wiele cennych danych naukowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Dotykowa informacja zwrotna dla smartfonów

▪ Księżyc stał się jaśniejszy, słońce przygasło

▪ Mikrochip kontroluje mięśnie

▪ Morsy nie mają wystarczająco dużo miejsca w morzu

▪ Bakterie znajdą materiały wybuchowe

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Podstawy bezpiecznego życia (OBZhD). Wybór artykułów

▪ artykuł autorstwa Kenzaburo Oe. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Gdzie doszło do wypadku w elektrowni atomowej kilka dni po premierze filmu opisującego podobne wydarzenia? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Główne kierunki zapewnienia bezpieczeństwa procesów produkcyjnych

▪ artykuł Sportster 14400 Część analogowa faksu. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Klatka w pudełku. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024