Најједноставнији прорачун енергетских трансформатора и аутотрансформатора
Понекад морате да направите сопствени трансформатор снаге за исправљач. У овом случају, најједноставнији прорачун енергетских трансформатора снаге до 100-200 В врши се на следећи начин.
Знајући напон и највећу струју коју секундарни намотај мора да испоручи (У2 и И2), налазимо снагу секундарног кола: У присуству неколико секундарних намотаја, снага се израчунава сабирањем снага појединачних намотаја.
Такође, узимајући ефикасност трансформатора мале снаге од око 80%, одређујемо примарну снагу:
Снага се преноси са примарног на секундар путем магнетног флукса у језгру. Дакле, вредност снаге П1 зависи од површине попречног пресека језгра С, која се повећава са повећањем снаге. За језгро направљено од нормалног трансформаторског челика, С се може израчунати помоћу формуле:
где је с у квадратним центиметрима, а П1 у ватима.
Вредност С одређује број завоја в' по волту. Када се користи трансформаторски челик
Ако треба да направите језгро од челика нижег квалитета, на пример, од калаја, кровног гвожђа, челика или гвоздене жице (морају се претходно загрејати да постану мекани), онда се С и в' морају повећати за 20-30%
Сада можете израчунати број окрета намотаја
итд.
У режиму оптерећења може доћи до приметног губитка дела напона у отпору секундарних намотаја. Због тога се препоручује да узму број окрета за 5-10% већи од израчунатог.
Примарна струја
Пречници жица за намотаје одређени су вредностима струја и засновани су на дозвољеној густини струје, која се за трансформаторе узима у просеку од 2 А / мм2. При таквој густини струје, пречник жице без изолације сваког намотаја у милиметрима се одређује из табеле. 1 или израчунато по формули:
Када нема жице потребног пречника, онда се може узети неколико тањих жица повезаних паралелно. Њихова укупна површина попречног пресека мора бити најмање она која одговара израчунатом појединачном проводнику. Површина попречног пресека жице одређује се према табели. 1 или израчунато по формули:
За нисконапонске намотаје који имају мали број завоја дебеле жице и налазе се на врху других намотаја, густина струје се може повећати на 2,5 или чак 3 А / мм2, пошто ови намотаји имају боље хлађење. Затим, у формули за пречник жице, константни фактор уместо 0,8 треба да буде 0,7 или 0,65, респективно.
На крају, проверите положај намотаја у главном прозору.Укупна површина попречног пресека завоја сваког намотаја је (множењем броја завоја в са површином попречног пресека жице која је једнака 0,8д2 од, где је дфром пречник жице у изолација .Ово се може утврдити из табеле 1 у којој је приказана и маса проводника.Површине попречног пресека свих намотаја се додају.Да би се приближно узела у обзир лабавост намотаја, ефекат оквира изолационог заптивке између намотаја и њихових слојева, потребно је повећати пронађену површину за 2-3 пута. Површина прозора језгра не би требало да буде мања од вредности добијене из прорачуна.
Табела 1
Као пример, хајде да израчунамо енергетски трансформатор за исправљач који напаја неки уређај са вакуумском цеви. Нека трансформатор има високонапонски намотај пројектован за напон од 600 В и струју од 50 мА, као и намотај за грејне лампе, са У = 6,3 В и И = 3 А. Напон мреже 220 В.
Одредите укупну снагу секундарних намотаја:
Примарна снага
Пронађите површину попречног пресека челичног језгра трансформатора:
Број обртаја по волту
Примарна струја
Број завоја и пречник жица намотаја су једнаки:
• за примарни намотај
• за повећање намотаја
• за намотавање сијалица са жарном нити
Претпоставимо да прозор језгра има површину попречног пресека 5×3 = 15 цм2 или 1500 мм2, а пречници изабраних изолованих проводника су следећи: д1из = 0,44 мм; д2из = 0,2 мм; д3оут = 1,2 мм.
Хајде да проверимо постављање калемова у главном прозору. Налазимо површину попречног пресека намотаја:
• за примарни намотај
• за повећање намотаја
• за намотавање сијалица са жарном нити
Укупна површина попречног пресека намотаја је приближно 430 мм2.
Као што видите, више од три пута је већа од површине прозора, па ће се завојнице уклопити.
Прорачун аутотрансформатора има неке посебности. Његово језгро не треба рачунати на укупну секундарну снагу П2, већ само на онај њен део који се преноси магнетним флуксом и може се назвати трансформационом снагом РТ.
Ова снага је одређена формулама:
— за појачани аутотрансформатор
— за опадајући аутотрансформатор и
Ако аутотрансформатор има славине и радиће на различитим вредностима н, онда је у прорачуну потребно узети вредност н која се највише разликује од јединице, јер ће у овом случају вредност Пт бити највећа и је неопходно језгро да би могао да пренесе такву снагу.
Затим се одређује израчуната снага П, која се може узети као 1,15 • РТ. Фактор 1,15 овде објашњава ефикасност аутотрансформатора, која је обично нешто већа од оне код трансформатора. е
Поред тога, примењују се формуле за израчунавање површине попречног пресека језгра (у односу на снагу П), број обртаја по волту, горе наведени пречници жице за трансформатор. Треба напоменути да је у делу намотаја који је заједнички за примарно и секундарно коло струја једнака И1 — И2 ако се аутотрансформатор повећава, а И2 — И1 ако се смањује.