Montagpena.ru

Строительство и Монтаж
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Power Electronics

Power Electronics

Если Вы используете готовый трансформатор, источник на TOPе просто собирается — и работает. Если Вы решили делать собственные трансформаторы — смотрите, сами напросились..
Есть такой параметр AL — коэффициент индуктивности (измеряется в наногенри/виток). Индуктивность L = N2 * AL (формула 1), где N-число витков. Транс для TOPa должен иметь определенную индуктивность для заданной мощности и диапазона входных напряжений. Габариты транса прямо связаны с его мощностью и качеством материала сердечника. Еще — так как обратноходовые преобразователи работают с подмагничиванием сердечника, запомните- в вашем трансформаторе должен быть немагнитный зазор ! Неважно, сделан он на фабрике или втыканием электрокартона между половинками сердечника — есть ряд стандартных значений AL,от которых следует плясать.
Итак, расчет трансформатора.
 Выбираем сердечник. Здесь и далее мы будем использовать типоразмеры сердечников EFD и ETD из материалов N67,N87 (SIEMENS) или похожего 3C80(PHILIPS). Других типоразмеров мы не испытывали и вам придется экстраполировать расчеты для других сердечников. Итак: 5wt-TOP221 и EFD15; 10wt-TOP222 и EFD20; 20wt-TOP223 и EFD25; 40wt-TOP224-TOP225 и ETD29. Имеется в виду не пиковая, а постоянно рассеиваемая мощность в нагрузке.
 Индуктивность первичной обмотки L: EFD15-4.2mH; EFD20-2.2mH; EFD25-1.5mH; ETD29-1mH
 Задаем AL=250. Вообще-то его надо выбирать из типового ряда на основе недопущения насыщения сердечника, с одной стороны и удобства намотки, c другой стороны (неудобно, если вторичная обмотка получится 0.7 витка!). Но это- уже оптимизация, а нам пока надо, чтобы все просто работало.
 Считаем число витков первичной обмотки по формуле 1. Например:
Надо 5wt, отсюда берем сердечник EFD15 и TOP221, индуктивность L=4.2мГ=4200мкГ=4200000нГ
Квадрат числа витков N2 = L : AL = 4200000/250= 16800.
Отсюда N = 130 витков.
 А теперь считаем вторичные обмотки так, как будто это обычный трансформатор, но на первичной обмотке у него 130 вольт переменки. Т.е. продолжаем:
У нас в первичной обмотке 130 витков, на каждый виток приходится один вольт. То есть, если во вторичной обмотке 5 витков, мы получим 5 вольт?
Да, так и есть. Только надо помнить, что обмотка обратной связи должна выдавать от 12 до 24 вольт и в ней должно быть витков 12-15, соответственно.
Неплохо. В 5 шагов и с одной формулой, мы рассчитали транс для TOPa. А теперь надо его правильно намотать. Надо помнить вот что: каждая обмотка должна быть распределена по всей ширине бобины. Даже если в ней 5 витков. C этой целью буржуины мотают вторичку в три-четыре провода или даже специальным плоским проводом. Между обмотками обязательно прокладывать слой изоляции. Неплохо также разнести выводы первички и вторички по разные стороны бобины. И порядок намотки вполне определенный.
 Сначала мотается первичная обмотка. Неплохо разделить половины обмотки изоляцией.
 Потом мотается обмотка, c которой снимается большая часть мощности.
 Потом все остальные вторички по убывающей мощности.
 Потом обмотка обратной связи.
И последнее — либо берем штатный сердечник с зазором, соответствующим выбранному AL=250 или подбираем зазор сами, пока не получим заданную индуктивность. Для справки: AL=250 соответствует зазор 65мк у EFD15 или 0.3мм у EFD25. Вот теперь все.

Типовая схема сетевого блока питания на TOPSwitch

Изображение
Проще трехвыводного TOPа ничего не может быть. Кстати, для тех, кто не знает- в обратноходовых преобразователях (а TOP такой) сетевая помеха не проходит на выход, прямо от выхода +V можно питать микроконтроллеры, пульсация порядка 20 милливольт.

FU1-замедленный предохранитель 3.15А
С1- металлопленочный класса X — пойдет К73-17-33nF x 400V
L1- сетевой фильтр 10мгн
L2- трансформатор. Для 4 ватт пойдет EFD15-N87 от SIEMENS, для 20ватт: EFD25-N87. Рекомендуемый Al=250. Из отечественных подходят КВ5-КВ14 из материала 1500НМС. Импортные дороже ($1-$2.5 за комплект в серии), но гораздо лучше.
Q1-мост 400V,1A
C8- 1 микрофарад на каждый ватт (на 10 ватт -> 10 uF x 400V)
Q2- КД258В или аналог (быстрый 400V,1A)
Q3- 1N4937, BZT3C200, 1N5388 (стабилитрон 200 вольт).
U1-соответствующий TOP (5 ватт-TOP221P; 40 ватт-TOP224P)
Q4-КД522, 1N4148
C2,C6-CERCAP 0,1uF
C3-ELCAP 47uF x 16V
R6-RC-0.1вт- 5.6 ом (не нужен до примерно 15 ватт)
Q6-для низких напряжений (до 10 вольт )-диод Шоттки с запасом по напряжению раз в 6 и соответствующим током, при больших напряжениях- мощный скоростной диод. В наших приборах стоят 11DQ10 до 1А или 31DQ10 на 3А. В источнике 24 вольт 0.5А стоит КД258В
C4,C5- хорошие электролиты с низким импедансом на частоте 100 кгц. Емкость зависит от выходного тока (470uF x 16V в источнике 5V, 1A).
L3- дроссель 3.3-6.8uH на номинальный ток
С7- небольшой класса Y1- 1000pF x 1000V, лучше пленочный.
R2-RC-0.1вт-100ом
Q5- дешевый PC817 или аналог
R3-RC-0.5вт-200ом
R5-RC-0.1вт-10Ком
R4 определяется выходным напряжением и при 5 вольтах равен R5
U2-TL431.

Читайте так же:
Что такое полиспаст фото

Изображение
этот дроссель для этого
Изображение

Изображение
и самое главное

Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата


14502

Подбор правильных параметров техники при сварке является очень важным делом. Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата имеет ярко выраженную специфику. Здесь могут использоваться как типовые схемы, так и другие варианты, которые подходят по параметрам. Для промышленных трансформаторов можно применять стандартные методики расчета, так как серийно выпускающиеся модели имеют одинаковые параметры, такие как напряжение сварочного трансформатора, тогда как для самодельных изделий такие методы не будут являться действительными. Это касается не только параметров изделия, но и материалов, которые применяются при создании трансформатора. Во втором случае получается намного больше погрешностей, что также следует учитывать. Стандартные методы расчета основаны на методике, которая может определить самое оптимальное значение геометрических и обмоточных параметров трансформатора. Но у данных методик имеются свои недостатки, так как если имеется какой-либо выход за стандартные параметры, то все расчеты могут оказаться недействительными из-за особенностей конструкции и используемых материалов. С учетом современного разнообразия техники, которую можно встретить на рынке для промышленного и частного использования, расчет сварочного трансформатора может оказаться весьма затруднительным.

Трансформатор для сварочного полуавтомата

Трансформатор для сварочного полуавтомата

Ведь не зря, одним из первых дел при расчете является определение количества и вид используемого железа. Таким образом, нужно определить значение наружного и внутреннего диаметра сердечника. Как правило, минимальное значение внутреннего диаметра составляет от 12 см. В некоторых случаях это значение может быть меньше, если обмотка выйдет очень плотной. Проблема здесь может возникнуть при размещении вторичной обмотки, так как в ином случае она может и не поместиться, если диаметр будет меньше предложенного значения. Минимальные рекомендуемые значения имеются и при выборе площади сердечника.

Сварочный трансформатор для сварки полуавтоматом

Сварочный трансформатор для сварки полуавтоматом

Стоит отметить, что подавляющее большинство бытовых сварочных аппаратов, куда можно отнести и некоторые модели полуавтоматов, имеют достаточно простую структуру. Они состоят в большинстве случаев из источников переменного тока, что делает их боле дешевыми. Также становится легче ремонт и обслуживание сварочных трансформаторов, если с ними что-то случится. Сама система полуавтомата практически не влияет на принцип действия трансформатора, так как относится к удобству подачи электрода или проволоки. В самых простых моделях используется однофазный трансформатор, который разработан специально для сварки.

На чем базируется расчет сварочного трансформатора

Основными положениями, на которых состоит расчет трансформатора для сварочного полуавтомата сварочного аппарата, являются те, на которых основан принцип его действия. Главным элементом системы является понижающий трансформатор. Этот элемент позволяет изменить стандартное сетевое напряжение 220 В, на пониженное, которое требует холостой ход сварочного трансформатора – 60 В. Ток может регулироваться исходя из вольтамперных характеристик самой системы. Средние характеристики тока для электрода в 3 мм составляет 120 А. Именно в этом случае и оказывается важным расчет сварочного аппарата, ведь когда стержень начинает плавиться при определенном значении силы тока, то он еще и нагревает проволоку обмотки и сердечник трансформатора при определенных значениях. Таким образом, для вычисления оптимальной мощности трансформатора следует узнать рабочее значение, которое можно определить по рабочей силе тока. Для этого применяют формулу U2 = 20+0,04*I2. Здесь:

  • U2 – напряжение, которое имеется на вторичной обмотке;
  • I2 максимальный сварочный ток, который может выдать аппарат.

После этого можно перейти к сердечнику. Это центральная часть как простого сварочного аппарата, так и полуавтоматического. Состоит он из металлических пластин. Эти пластины в совокупности могут выдержать определенную нагрузку параметров тока. Данный параметр называется «габаритная мощность». Здесь имеется прямая зависимость от того, какие размеры занимает сердечник. Вычислить габаритную мощность можно зная такие параметры как напряжение холостого хода сварочного трансформатора. Рассчитать все это можно при помощи формулы Uхх = U2S. В данном случае S является площадью сечения вторичной обмотки. Чтобы узнать зависимость площади от диаметра используемого проводника, то следует использовать формулу S = πd 2 /4.

Читайте так же:
Смазка подшипников коленчатого вала компрессора

Расчет и намотка выходного трансформатора для лампового усилителя

Выбираем выходную лампу – строим нагрузочную прямую и выбираем РТ на ВАХах, находим приведенное сопротивление, выбираем сопротивление акустики (нагрузки), в результате вычисляем соотношение витков первичной и вторичной обмоток = Ктр = √КВ (приведенное сопротивление анода: сопротивление акустики).

Выбираем трансформатор – больше «железа», меньше меди, без фанатизма с габаритной мощностью (из практики воспроизведения низких частот) достаточно 100-160 Вт (10-14 см 2 площади центрального керна). Парадокс, лучший звук у Ш «железа» от компьютерных китайских бесперебойников. Неплохие результаты показал ТСШ-170, правда у него неудобство со сборкой и креплением.

Запасаемся большим тюбиком клея “Момент”, тонким канцелярским и нешироким малярным скотчем. Штанген, металлическая точная линейка, калькулятор, карандаш. ЗАМЕРЫ – окно, что ограничивает железо, точно до десятых мм.

На столе – таблица номиналов диаметров намоточного провода, сечений по меди и по лаку, допустимый ток при токовой нагрузке.

Готовим каркас катушки – чистим от заусенцев, думаем и потом сверлим необходимое количество «дырок» для выводов проводов и контактных для пайки-крепления. Если не получается с мозгами – пропиливаем сквозную щель, одну-две.

Дырки для выводов, для фторопластового провода, чтобы намоточный тонкий не ломался. Дырки для крепления-пайки под голую медь 0,75-1,0 мм, потом залудим.

Готовим межсекционную изоляцию – полоски офисной бумаги с бахромой по 1,5 мм шире окна катушки с каждой стороны.

Замеряем:

Пример: 34,5х10 мм, дно = 34,5 мм, высота = 10 мм.

Секционирование – соединение обмоток ТОЛЬКО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ! Любой слой заполняется только полностью и без просветов.

Сначала не меньше половины первички, затем межсекционная изоляция – 3 слоя подготовленной офисной бумаги с бахромой, затем – слой вторички, межсекционная изоляция, затем четверть первички, межсекционная 3 слоя, слой вторички, межсекционная, оставшаяся четверть первички, межсекционная 3 слоя, затем можно слой первички (около 200 витков) для катодной обмотки, и последний оставшийся слой вторички – на нем желательно делать выводы-петли через каждые 5-7 витков для подстройки под конкретную акустику, на слух.

Итого получается: ½ I II – ¼ I II – ¼ I – К – II (5+5+5+5+5+5)

РАСЧЕТ

Прикидываем – количество витков вторички в одном слое проводом около 1,0 по меди (из практики) – 1,09 лак.

34,5 : 1,09 = 31,65 – 1 виток = 30 витков слой вторички.

Таких слоя будет 3 (три).

Моя задача – первичка 5к и два вывода на 8 Ом и 16 Ом.

Вычисляем витки первички. Через Ктр, для 8 Ом = 25, для 16 Ом = 17.

(Ктр = кв.корень [5к : Ra]) = корень (5000 : 8) = корень 625 = 25 для 8 Ом, и соответственно 16 Ом = 17.

Значит два слоя вторички – 8 Ом, три слоя – 16 Ом.

Прикидываем равенство первичек.

Два слоя вторички = 60 витков (на 8 Ом) х 25 (Ктр 8 Ом) = 1500 витков – прикидочная первичка на 8 Ом.

Три слоя вторички = 90 витков (на 16 Ом) х 17 (Ктр 16 Ом) = 1530 витков – почти одинаково. Выбираем среднее (да простят ГУРУ инета) = итого первичка 1515 витков.

Расчет диаметра первички

Реальная площадь окна = 34,5 х 10 = 345 мм 2 .

Из практики – первичка и вторичка требуют одинаковые площади, на первичку = 345 : 2 = 172,5 мм 2 .

Из практики на вспучивание и изоляцию эту площадь делим на 1,4 и получаем чисто под провод первички = 172,5 : 1,4 = 123,21 мм 2 , делим его на количество витков и получаем площадь для одного витка = 123,21 мм 2 : 1515 витков = 0,08133 мм 2 . Извлекаем квадратный корень и получаем искомый диаметр провода первички по лаку: √0,08133 = 0,2852 мм.

По таблице по лаку ищем ближайшее меньшее, получается по меди: 0,25 – 0,23 мм.

Т.к. провод по меди 0,23 «держит» не менее 110 мА = нам хватит, его и применяем.

ИТОГО: карта намотки = 758 (1515:2) витков 0,23 мм – изоляция – 30 витков 1 мм – изоляция – 379 (1515:4) витков 0,23 мм – изоляция – 30 витков – изоляция – 379 витков 0,23 мм – изоляция – слой 0,23 мм – изоляция – 30 (5+5+5+5+5+5) 1.

Читайте так же:
Механические лебедки для авто

Мотаем:

Под начало и в конце любого слоя кладем немного клея, чтобы провод не «микрофонил» и укреплял бумагу.

Резвой – «длинные обмотки укладываем аккуратно кучками в четверть высоты, заполняем слой»

При очень длинных обмотках возможно применение межслойного канцелярского скотча в один слой.

Выводы тонкого обмоточного провода желательно маркировать разноцветными кембриками:

Собираем

Пушпул = без зазора, однотакт = с зазором.

При токе анода до 50 мА – зазор 0,05 мм – один слой кальки, при токе 100-120 мА = зазор 0,1 мм – один слой обычной офисной бумаги, ТОЛЬКО НА ЦЕНТРАЛЬНОМ КЕРНЕ !

Выводы толстых проводов соединяем и формуем как клеммы подключения, придумывать ничего не надо. Тонкие – зачищаем обжигом и аккуратно чистим мелкой наждачкой. Залуживаем и надежно припаиваем к подготовленной панельке из текстолита с закрепленными голого провода около 1 мм клеммами. Эту панельку для удобства крепим на болтах в ближайшем месте от выводов из катушки.

Не забываем маркировку – на «пузе» катушки с удобной стороны под скотч приклеиваем бирку карты намотки и расположения контактов.

Осталось за малым, рассчитываем усилитель (чуть позже), достаём лампы-деталюшки, «слесарим» корпус, изголяемся с питанием, монтируем, жжём канифоль, ругаемся на несоответствие действительности инетовских подписанных ВАХов, пересчитываем под реальные замеры, жжём канифоль, заменяем выбитые квартирные пробки, плюемся на акустику, и наслаждаемся Вотерсом, ну или звуком “Бегущего по лезвию” (Шоночка просто красавица!).

Ответы на вопросы «Почему?» ищем в первоисточниках и не дай божЕ слушаем инетовских ГореГуру (а есть и с сангиг образованием), только через разрядку 450 В конденсаторов на собственных пальцах = другого пути нетУ!

Расчет трансформатора на торе

Быстро и с достаточно высокой точностью можно рассчитать силовой трансформатор на тороидальном сердечнике по следующей методике.

    Cуммарная мощность (P) определяется как сумма мощностей всех вторичных обмоток трансформатора, деленная на КПД (коэффициент полезного действия) тороидального трансформатора, который определяется по таблице 1.
Габаритная мощность

КПД (μ)

Коэффициент сечения (j)

Формула для определения габаритной мощности () имеет следующий вид:

Расчет трансформатора на торе

Высчитывается площадь сечения сердечника тороидального трансформатора по формуле:

Расчет трансформатора на торе

Где j – поправочный коэффициент сечения, определяемый из таблицы 1.

По полученному значению () выбирается самый подходящий по размерам тороидальный сердечник из таблицы 1 в разделе «Тороидальные магнитопроводы». Причем тороидальный сердечник выбирается таким образом, чтобы внутренний диаметр сердечника был больше или равнялся расчетной величине dr.

Расчет трансформатора на торе

Расчет трансформатора на торе

Далее по таблице 2 выбирается значение коэффициента g, который будет использован для расчета количества витков на вольт. В таблице 2, приведены значения коэффициента g в зависимости от применяемой в сердечнике стали и от габаритной мощности трансформатора.

Опции темы
Поиск по теме

С чего Вы взяли что габаритная мощность этого желела 320Вт. ? Я могу сказать что данное железо имеет габаритную мощность чуть более 1Квт.

Добавлено через 17 минут(ы) :

Александр, почитал я ответы на твой вопрос у меня волосы встали дыбом. Послушай человека, меня в частности, который последние 15 лет мотает почти все трансы на торах. Всё что написали ребята здесь в ответах, это бред сивой кобылы. А что бы снять все вопросы почитай здесь.
http://www.qrz.ru/schemes/contribute/power/thor.shtml

Да и ещё. Плотность тока в трансформаторах 3А. на квадрат. И первичная обмотка любого транса расчитывается исходя НЕ из желаемой получить с него мощности, а исходя исключительно из габаритной мощности железа. И ещё, многие здесь легко жонглируют цифрами с определением габаритной мощности железа увязывая её с габаритами железа. Так вот пора бы уже переместиться в 21 век. Уже давно выпускаются современные сердечники для трансформаторов у которых габариты значительно меньше чем у старого железа. Поэтому для определения габаритной мощности железа НЕТ точной формулы без знания качества материала. Можно лохануться раза так в два-три.

Последний раз редактировалось Ф.Алексей; 25.07.2011 в 15:39 .

Качество железа в домашних условиях определить, конечно, трудно, да и надо ли (!?)
Я ведь недаром описал два метода определения качества железа. Наверное, Вы не так внимательно читали посты …
Да и по Вашей ссылки коллега пишет почти одно и тоже.
Читаем – Теперь начинаем мотать сетевую обмотку, намотав приблизительно 90 витков пробуем включить в сеть, меряя при этом ток холостого хода.
Совсем несложно подключить кончик провода прямо на челноке.
Постепенно доматывая провод, доводим ток холостого хода до 50-100ма (интересно – а для какой мощности трансформатора – для 100 или 1000Ватт. ) и на этом прекращаем мотать, полученное количество витков и будет реально. Теперь это реальное количество делим на 220 и получаем реальное значение количества витков на 1вольт.
И в соответствии с этой цифрой рассчитываем все выходные обмотки.

Читайте так же:
Ролики для вращения трубы

Вот реальные фото изделий, где по методике вышеизложенной (смотрим #40) я изготовил свои трансформаторы. Намотка производилась челноком, каждый слой промазывался лаком из натуральных смол. На всё уходит два дня – суббота и воскресенье + два вечера.

Расчет трансформатора на тореМиниатюры

Последний раз редактировалось UA1ANP; 26.07.2011 в 07:42 .

Добрый день. Что-бы не упасть в грязь лицом в этой "викторине" осуществил звонок другу. Кстати человеку ,который проработал ведущим специалистом на энергоремонтном заводе более тридцати лет. Его резюме; На каую мощность вместится провода – та и будет. (это при плотности тока 2.5 а на мм. квадратный.

То Ф.Алексей. Спасибо за ссылку. Вопрос ?. А чем Вы помогли "топикстартеру" ? Ну написали 1квт. А раньше писали 300ватт. Кому верить автору теммы ? Вы хоть пару цифр выложите.
Завтра я попробую проверить Ваши рекомендации по расчету ТОРа. У меня есть разбомбленый ЛАТР двухамперный. Правда он с 20го века. Обмотка около 660витков. убрал 50 пошел в нагрев. Как быть ?

То UA1ANP . Мотать на чем будете ?. Предлагаю вам намотать по вашим расчетам на ТОРе диаметром 30мм и высотой 10мм. Или на ТОРе 300мм. в диаметре и высотой 100мм.Я же не зря говорил Леонид 3 прав. Там ведь все так просто одно из другого вытекает.Что нельзя додуматься до элементарного; ведь трансформаторное железо для трансформаторов делают. И все соотношения не от фонаря возникают. Или я опять .что-то упустил ?

А теперь по серьезному. У меня мощность железа (прикидочная) по одной формуле 490ватт. по второй 467ватт. Вопрос откуда и по какой формуле 300ватт.? (тороид "топикстартера")
Отсюда мое мнение мотать нужно по рекомендации " Леонид 3".
Хочу поделиться сегоднишними моими наблюдениями. Может кто-то тоже что-то посоветует по этому поводу.
Взял ОСМ-1 . Правда перемотаный. Если считать его мощность по тем формулам которые я взял для себя за основу. А это . Мощность равна, сечение магнитопровода катушки в квадрате и умножить на хитрый понижающий коэфицент. То без коэфицента у меня вышло около 1440-1600ватт. По другой формуле. Мощность – это произведение сечения магнитопровода на площадь окна обмотки. И тоже требуется умножить на понижающий коэфицент. Мощность без коэфицента 1080ватт. Первичка в этом трансе 2мм. (2.2 с лаком) При плотности 2.5 ток расчетный в первичке 7.85. Мощность 1427ватт.
Вопрос. Где "где правда брат?"
Взял итальянский ОСМ-1.6. На трансформаторе бирочка есть.Трансформатор честно десятилетиями трудился на заводе в три смены пока его не сперли.
По первой формуле 3300ватт. по второй 1470ватт. По проводу. Забыл померять , но сходится.
Взял силовик от осцилографа типа С1-16. по одной формуле 430ватт. по второй 470. Первичка (2.5а.) 1.35мм.(диаметр) 786ватт.
И самое интересное. Унифицированый трансформатор ТА-249. Паспортная мощность 210ватт. Данные из справочника. Как я не умножал . Хоть на сечение окна. хоть на длину магнитопровода. Цифра больше 170 ватт. в калькуляторе не появлялась. Замечу это очень хорошие трансформаторы. Паспортная мощность 210ватт по железу и расчетная при всяких ухищрениях170ватт. А я еще не умножал на понижающий коэфицент который привязан к заполнению окна медью.
Вот рассудите меня пожалуйста.

Последний раз редактировалось саш; 25.07.2011 в 17:47 .

По сравнению с обычными конструкциями тороидальные трансформаторы имеют ряд существенных преимуществ. При незначительных размерах и массе, они обладают значительно большим коэффициентом полезного действия. Поэтому данные устройства нашли широкое применение в сварочных аппаратах и стабилизаторах напряжения. Большое значение имеет правильный расчет тороидального трансформатора, применительно к конкретным условиям эксплуатации. Существуют различные способы расчетов, позволяющие получить результаты с разной степенью точности. Чаще всего для расчетов используются таблицы.

Читайте так же:
Прицепное для телеги к мотоблоку

Определение основных параметров

Перед началом расчетов необходимо определиться с основными параметрами трансформатора. В первую очередь это касается типа проводов и количества витков, от которых зависит общая длина проводника. Далее нужно сделать правильный выбор сечения, влияющего на показатели выходного тока и мощность устройства.

Расчет трансформатора на торе

Следует учитывать и тот фактор, что при небольшом количестве витков, первичная обмотка будет нагреваться. Точно такая же ситуация возникает, когда мощность потребителей, включаемых во вторичную обмотку, превышает мощность, отдаваемую трансформатором. В результате перегрева снижается надежность устройства, иногда может произойти воспламенение трансформатора.

В качестве примера приводится таблица, с помощью которой можно рассчитать тороидальный трансформатор, работающий при частоте сети 50 Гц.

Расчет трансформатора на торе

Сердечники устройств могут быть изготовлены из холоднокатаной стали марок Э310-330, толщиной от 0,35 до 0,5 мм. Может применяться и обычная сталь, марок Э340-360, где толщина ленты будет в пределах от 0,05 до 0,1 мм.

Условные обозначения в таблице соответствуют:

  • – габаритная мощность трансформатора;
  • ω1 – количество витков на 1 вольт для стали Э310, Э320, Э330;
  • ω2 – количество витков на 1 вольт для стали Э340, Э350, Э360;
  • S – сечение сердечника;
  • – значение допустимой плотности тока в обмотках;
  • ŋ – КПД трансформатора.

При наматывании тороидальной катушки используется только наружная и межобмоточная изоляция. Несмотря на ровную укладку обмоточных проводов, толщина намотки по внутреннему диаметру обязательно увеличивается вследствие разницы между наружным и внутренним диаметром сердечника. Поэтому рекомендуется использовать проводники, изоляция которых обладает повышенной механической и электрической прочностью, например, марки ПЭЛШО и ПЭШО, а в некоторых случаях – ПЭВ-2. Для наружной и межобмоточной изоляции чаще всего применяется батистовая лента, лакоткань ЛШСС, толщиной 0,06-0,12 мм, а также триацетатная или фторопластовая пленка, толщиной 0,01-0,02 мм.

Формулы для расчета тороидального трансформатора

Основными параметрами для расчета тороидального трансформатора служат напряжение сети питания (Uc), равное 220 В, значение выходного напряжения (Uн) – 24 В, токовая нагрузка (Iн) – 1,8 А. Для определения мощности вторичной обмотки существует формула: Р = Uн х Iн = 24 х 1,8 = 43,2 Вт.

Далее определяется габаритная мощность трансформаторного устройства по формуле:

Расчет трансформатора на торе

Величина коэффициента полезного действия и прочие данные, необходимые для расчетов, выбираются из таблицы, в соответствующей графе и ряде под конкретную габаритную мощность.

Следующим этапом будет расчет площади сечения сердечника по формуле:

Расчет трансформатора на торе

Выбор размеров сердечника осуществляется следующим образом:

Расчет трансформатора на торе

Ближайшим типом сердечника со стандартными параметрами будет ОЛ50/80-40, с площадью сечения S = 60 мм 2 , которая должна быть не менее расчетной. Внутренний диаметр сердечника определяется в соответствии с условием, что dc имеет значение большее или равное dc’:

Расчет трансформатора на торе

Если в качестве примера взять сердечник, изготовленный из стали Э320, то в этом случае количество витков на один вольт будет определяться по формуле:

Расчет трансформатора на торе

Теперь необходимо определить количество витков в первичной и вторичной обмотках:

Расчет трансформатора на торе

Поскольку в любом тороиде рассеивание магнитного потока совсем незначительное, падение напряжения в обмотках возможно определить только по их активному сопротивлению. В результате, значение относительной величины падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора будет намного меньше, чем в обычных трансформаторах. В связи с этим, потери на сопротивлении вторичной обмотки компенсируются увеличением количества витков примерно на 3%. Расчет будет выглядеть следующим образом: W1-2=133 х 1,03=137 витков.

Диаметры обмоточных проводов можно определить по формуле:

Расчет трансформатора на торе

Здесь I1 является током первичной обмотки, определяемый по собственной формуле: I1=1,1 (P2/Uc)=1,1 (48/220)=0,24A

Расчет трансформатора на торе

Диаметр провода выбирается по ближайшему значению в сторону увеличения, что будет составлять 0,31 мм.

Трансформаторы, изготовленные по расчетам с помощью таблицы, прошли успешные испытания при постоянной максимальной нагрузке, воздействующей на протяжении нескольких часов. Таким образом, расчет тороидального трансформатора позволяет получить точные результаты, подтвержденные на практике. С помощью этой методики можно определить необходимые параметры для любого устройства.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector