Obliczenia transformatorów mocy małej mocy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacze

 Komentarze do artykułu

Transformatory mocy są zwykle podzielone na dwie klasy:

• radiotechnika, o mocy od 1 do 500 W;
• elektryczny o mocy ponad 5000 watów.

Transformatory te są obliczane przy użyciu dwóch różnych metod. Problem pojawia się, gdy konieczne jest obliczenie transformatora o mocy od 500 do 5000 W, gdy metoda obliczeniowa dla transformatorów radiotechnicznych nie jest już stosowana, a metoda obliczeniowa dla transformatorów elektrycznych nie jest jeszcze stosowana. W tym przypadku transformator oblicza się dwukrotnie każdą z metod, a dane jego uzwojenia i przekrój rdzenia wybiera się jako średnią z otrzymanych w tych dwóch obliczeniach, a następnie doprecyzowuje eksperymentalnie.

Podaną metodologię obliczeń stosuje się do obliczania transformatorów mocy dla urządzeń radiowych małej mocy, które zasilane są z sieci 110, 127, 220 V i częstotliwości 50 Hz. Istnieją dwa główne podejścia do obliczania transformatorów radiotechnicznych: optymalizacja dla miedzi; optymalizacja sprzętu.

Odpowiednio w pierwszym przypadku uzyskuje się transformator o minimalnym koszcie, a w drugim transformator o minimalnej masie. Minimalna waga jest bardzo ważna w przypadku sprzętu pokładowego lub sprzętu do noszenia.

Rdzeń transformatora

W przypadku transformatorów o minimalnych kosztach stosuje się blachy stalowe gatunków E31, E41 o grubości blachy 0,35 i 0,5 mm. Do transformatorów o minimalnej wadze - gatunki stali E310, E320, E330. Konstrukcje rdzenia (rdzenia magnetycznego) transformatora można podzielić na pancerne, prętowe i toroidalne. Rdzenie magnetyczne prętowe są stosowane w transformatorach o dużej mocy, ponieważ poprawiają chłodzenie. Rdzenie magnetyczne toroidalne pozwalają na pełniejsze wykorzystanie właściwości magnetycznych materiału i wytwarzają znacznie słabsze zewnętrzne pole magnetyczne niż inne rdzenie.

Rdzeń magnetyczny transformatora może być wykonany z tłoczonych płyt lub nawinięty z pasków. Zaletą rdzeni magnetycznych wykonanych z płytek tłoczonych jest to, że można je wykonać nawet z bardzo delikatnych materiałów, które mają dobre właściwości magnetyczne. Zaletą skręconych rdzeni magnetycznych jest pełne wykorzystanie właściwości stali elektrotechnicznej, łatwość wykonania i mała ilość odpadów produkcyjnych.

Uzwojenia transformatora

Z reguły uzwojenie nawinięte jest na ramę wykonaną z materiału dielektrycznego - plastiku, tektury elektrycznej itp. Czasami, aby zmniejszyć wymiary zewnętrzne transformatora, stosuje się uzwojenie bezramowe na tulei. Zgodnie z konstrukcją ramy transformator może mieć uzwojenia cylindryczne (w tym przypadku uzwojenia są nawinięte jedno na drugim) lub ciastka (w tym przypadku każde uzwojenie jest nawinięte na przeznaczonym dla niego odcinku, zaczynając od transformatora rdzeń).

Z reguły uzwojenia zawierające wiele zwojów cienkiego drutu umieszcza się bliżej rdzenia transformatora, aby zmniejszyć ich rezystancję czynną i straty w nich zawarte. Dlatego uzwojenie sieciowe z reguły jest najpierw nawijane na ramę.

Nawijanie drutu na cewkę transformatora można wykonać warstwami lub losowo „luzem”. W każdym przypadku wskazane jest ułożenie izolacji pomiędzy warstwami uzwojenia, aby zapobiec zwarciom międzywarstwowym. W cewce ułożona jest również izolacja międzyuzwojeniowa, aby zapobiec uszkodzeniu pomiędzy sąsiednimi uzwojeniami. Aby zwiększyć izolację elektryczną i ochronę, uzwojenia transformatora są impregnowane specjalnymi związkami.

Uzwojenie pierwotne

Transformatory mocy często wymagają pracy przy napięciach 110, 127 i 220 V. W tym przypadku jego uzwojenie pierwotne można zaprojektować jak pokazano na ryc. 1.

Ris.1

Wadą tego schematu jest wzrost zużycia miedzi i złożoność produkcji transformatora ze względu na zastosowanie drutów o różnych przekrojach do uzwojeń uzwojeń I, II i III. Dlatego częściej stosuje się schemat pokazany na ryc. 2.

Ris.2

Przy podłączeniu do sieci 127 V zworki ustawione są w pozycji „2”, a uzwojenia 2-3 i 4-5 są połączone równolegle, a przy podłączeniu do sieci 220 V zworka jest ustawiona w pozycji „1” i wszystkie uzwojenia są połączone szeregowo.

Aby przeprowadzić obliczenia, należy określić:

• napięcie zasilania;
• napięcie na każdym z uzwojeń wtórnych;
• prądy uzwojenia wtórnego;
• rodzaj obwodu magnetycznego.

W wyniku obliczeń określ:

• przekrój i wymiary obwodu magnetycznego (jeśli nie jest określony);
• liczbę zwojów i średnicę drutu każdego uzwojenia.

Transformator jest urządzeniem pracującym w sieci prądu przemiennego, dlatego przy jego obliczaniu stosuje się wartości skuteczne prądu przemiennego i napięcia przemiennego.

Sekwencja obliczeń

1. Znajdź całkowitą moc uzwojeń wtórnych przy obciążeniu znamionowym:

P2=I1U1+I2U2+...InUn.

Gdzie In i Un to odpowiednio prąd i napięcie na n-tym uzwojeniu.

Całkowitą moc transformatora określa się biorąc pod uwagę sprawność (ηtr) (tabela 1).

Ptr=P2/ηtr,

gdzie ηtr – sprawność.

Tabela 1

2. Wybierz maksymalne dopuszczalne wartości gęstości prądu ∆ i indukcji magnetycznej B. Wartość indukcji magnetycznej dla transformatorów z rdzeniem i rdzeniami magnetycznymi pancernymi podano w tabeli 1. W przypadku stosowania skręconych rdzeni magnetycznych wykonanych ze stali elektrotechnicznych walcowanych na zimno, maksymalną wartość indukcji można zwiększyć 1,31,6 razy.

3. Określ minimalne dopuszczalne pole przekroju obwodu magnetycznego:

Ssec=700[(aPtr)/(fB∆)]0,5 (cm²),

gdzie a jest współczynnikiem 4,5-5,5 dla transformatorów o najniższym koszcie i 2-3 dla transformatorów o najmniejszej masie; Rtr - moc transformatora, W; . - częstotliwość sieci zasilającej, Hz; B - maksymalna wartość indukcji magnetycznej, G; ∆ - dopuszczalna gęstość prądu, A/mm².

W przypadku najtańszych transformatorów pracujących w sieci 50 Hz zwykle zakłada się maksymalną indukcję 10000 3 gausów i gęstość prądu XNUMX A/mm². W tym przypadku formuła upraszcza:

Ssec=1,3(Ptr)0,5 (cm²).

Przekrój obwodu magnetycznego określa się biorąc pod uwagę współczynnik wypełnienia przekroju stalą:

S'sec=Ssec/kzap.

Wartości kzap w zależności od grubości płytek obwodu magnetycznego podano w tabeli 2.

Tabela 2

4. Wyznacz wymiary obwodu magnetycznego.

W przypadku pancernego obwodu magnetycznego jego typ i wymiary można wybrać z tabel V.1 i V.2 [1].

Po wybraniu rodzaju płytek grubość obwodu magnetycznego Y1 określa wzór:

Y1=S'sec/Y,

gdzie Y jest szerokością środkowej części płytki dla opancerzonego rdzenia magnetycznego.

Stosunek Y1/Y nie powinien przekraczać 2-3. W przeciwnym razie następuje zauważalny wzrost pola rozpraszania transformacji

torus i będziesz musiał wybrać większe płytki.

W przypadku toroidalnego rdzenia magnetycznego średnicę wewnętrzną (D1) i zewnętrzną (D2) określają wzory:

D1=(1,75Ss/σα)^0,5,

D2=2Ssec/bk,

gdzie σ jest współczynnikiem wypełnienia okna miedzią (zwykle 0,23-0,25); b - wysokość obwodu magnetycznego, cm.

5. Określ liczbę zwojów na wolt w transformatorze:

ω=2,2x10⁷/fBSek

Gdy transformator pracuje z sieci o częstotliwości 50 Hz i maksymalnej indukcji 10000 XNUMX G, wzór przyjmuje postać:

ω=45/sek.

Liczbę zwojów w każdym uzwojeniu określa się, mnożąc otrzymaną wartość przez napięcie na każdym konkretnym uzwojeniu. W takim przypadku należy zwiększyć liczbę zwojów uzwojeń wtórnych o 3...5% (w zależności od prądu pobieranego z uzwojenia) w celu uwzględnienia spadku napięcia na rezystancji uzwojenia.

6. Określ średnice drutu dla każdego z uzwojeń:

d=1,13(I/∆)^0,5,

gdzie I jest maksymalnym prądem w uzwojeniu; ∆ - gęstość prądu w transformatorze, A/mm².

Możesz także użyć przybliżonej formuły:

d=0,7(I)^0,5.

7. Sprawdzenie umiejscowienia uzwojeń na ramie transformatora z rdzeniem pancernym.

Liczba zwojów w jednej warstwie uzwojenia

ω=(h−2(δ+2))/(αdout),

gdzie h jest wysokością okna ramy transformatora; δ jest grubością materiału ramy transformatora; diz - średnica drutu nawojowego z izolacją; α jest współczynnikiem wycieku (tabela 3).

Tabela 3

Liczba warstw każdego z uzwojeń

Nsl=ω/ωsl,

gdzie ω jest liczbą zwojów uzwojenia; ωsl to liczba zwojów w warstwie tego uzwojenia.

Aby wszystkie uzwojenia zmieściły się w okienku transformatora musi być spełniony następujący warunek:

B>δ+Σδwymiana+Σδpr,

gdzie Σδuzwojenie jest całkowitą grubością wszystkich uzwojeń; Σδpr - całkowita grubość wszystkich uszczelek pomiędzy uzwojeniami; B - szerokość okna.

Jeżeli uzwojenia wraz z izolacją zajmują więcej miejsca niż okno wybranego rdzenia, należy zwiększyć wymiary płytek rdzenia magnetycznego i ponownie obliczyć transformator.

Literatura:

1. Tereszczuk R.M. itp. Podręcznik radioamatora. - K.: Technika, 1971.

Autor: A.Yu. Saułow

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacze.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Zagrożenie śmieciami kosmicznymi dla ziemskiego pola magnetycznego 01.05.2024

Coraz częściej słyszymy o wzroście ilości śmieci kosmicznych otaczających naszą planetę. Jednak do tego problemu przyczyniają się nie tylko aktywne satelity i statki kosmiczne, ale także pozostałości po starych misjach. Rosnąca liczba satelitów wystrzeliwanych przez firmy takie jak SpaceX stwarza nie tylko szanse dla rozwoju Internetu, ale także poważne zagrożenia dla bezpieczeństwa kosmicznego. Eksperci zwracają obecnie uwagę na potencjalne konsekwencje dla ziemskiego pola magnetycznego. Dr Jonathan McDowell z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics podkreśla, że ​​firmy szybko wdrażają konstelacje satelitów, a liczba satelitów może wzrosnąć do 100 000 w następnej dekadzie. Szybki rozwój tych kosmicznych armad satelitów może prowadzić do skażenia środowiska plazmowego Ziemi niebezpiecznymi śmieciami i zagrożenia dla stabilności magnetosfery. Metalowe odłamki ze zużytych rakiet mogą zakłócać jonosferę i magnetosferę. Oba te systemy odgrywają kluczową rolę w ochronie i utrzymaniu atmosfery ... >>

Zestalanie substancji sypkich 30.04.2024

W świecie nauki istnieje wiele tajemnic, a jedną z nich jest dziwne zachowanie materiałów sypkich. Mogą zachowywać się jak ciało stałe, ale nagle zamieniają się w płynącą ciecz. Zjawisko to przyciągnęło uwagę wielu badaczy i być może w końcu jesteśmy coraz bliżej rozwiązania tej zagadki. Wyobraź sobie piasek w klepsydrze. Zwykle przepływa swobodnie, ale w niektórych przypadkach jego cząsteczki zaczynają się zatykać, zamieniając się z cieczy w ciało stałe. To przejście ma ważne implikacje dla wielu dziedzin, od produkcji leków po budownictwo. Naukowcy z USA podjęli próbę opisania tego zjawiska i zbliżenia się do jego zrozumienia. W badaniu naukowcy przeprowadzili symulacje w laboratorium, wykorzystując dane z worków z kulkami polistyrenowymi. Odkryli, że wibracje w tych zbiorach mają określone częstotliwości, co oznacza, że ​​tylko określone rodzaje wibracji mogą przemieszczać się przez materiał. Otrzymane ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Elektryczne coupe YANGWANG U9 28.02.2024 Marka Yangwang należąca do grupy BYD zaprezentowała w Szanghaju swój nowy elektryczny supersamochód U9, który stał się drugim samochodem produkcyjnym po crossoverze U8. Ten dwumiejscowy samochód będzie dostępny w cenie od 2 miliona RMB (1,68 233 dolarów). YANGWANG U9 stanowi imponujący przykład innowacyjnego rozwoju w świecie pojazdów elektrycznych. Jej zaawansowana technologia i możliwości podkreślają znaczenie inwestowania w przyszłość przemysłu motoryzacyjnego. Model to pojazd elektryczny akumulatorowy (BEV) z czterema silnikami elektrycznymi, z których każdy jest w stanie zapewnić moc szczytową 240 kW, co daje łączną moc szczytową 960 kW. Yangwang U9 ma 4 mm długości, 966 mm szerokości i 2 mm wysokości przy rozstawie osi 029 mm. Łączna moc silników wynosi 1306 koni mechanicznych i 1 Nm momentu obrotowego, co zapewnia przyspieszenie od 680 do 0 km/h w 100 sekundy. Pojazd jest wyposażony w platformę wysokiego napięcia 2,36 V i akumulatory typu blade o pojemności 800 kWh, zapewniające zasięg CLTC wynoszący 80 km. Podobnie jak marka premium Denza firmy BYD, Yangwang U9 obsługuje jednoczesne ładowanie przez dwa pistolety ładujące i można go naładować od 30% do 80% w 10 minut. Samochód wyposażony jest w zawieszenie DiSus-X, które pozwala mu tańczyć, skakać, a nawet poruszać się na trzech kołach. System DiSus-X jest w stanie dostarczyć do 36 kW mocy manewrowej, a maksymalny regulowany skok zawieszenia wynosi 75 mm. Yangwang U9 jest również wyposażony w autonomiczny system jazdy DiPilot firmy BYD i system informacyjno-rozrywkowy DiLink, a także chip 5G opracowany wspólnie w procesie 4 nm przez BYD i Qualcomm.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Słonie w lustrze

▪ 50-megapikselowy czujnik Samsung ISOCELL GN1

▪ Kuchenka mikrofalowa do serca

▪ Kompaktowy PC system chłodzenia cieczą Asetek 645LT

▪ Nazwany główną przyczyną trzęsień ziemi

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ Sekcja telewizyjna serwisu. Wybór artykułów

▪ artykuł Pomoc przy zatruciach. Bezpieczeństwa i Higieny Pracy

▪ artykuł Gdzie mogę wysłać list przez podwodną skrzynkę pocztową? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Pielęgnacja jamy ustnej. Opieka zdrowotna

▪ artykuł Termometr na mikrokontrolerze DS18B20. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Regulowany zasilacz z BP2-3, 220/1,5-9 V 300 miliamperów. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

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