Najenostavnejši izračun močnostnih transformatorjev in avtotransformatorjev
Včasih morate sami izdelati močnostni transformator za usmernik. V tem primeru se najpreprostejši izračun močnostnih transformatorjev z močjo do 100-200 W izvede na naslednji način.
Če poznamo napetost in najvišji tok, ki ga mora dati sekundarno navitje (U2 in I2), dobimo moč sekundarnega tokokroga: V prisotnosti več sekundarnih navitij se moč izračuna s seštevanjem moči posameznih navitij.
Tudi pri učinkovitosti transformatorja z nizko močjo približno 80% določimo primarno moč:
Moč se prenaša s primarnega na sekundarni preko magnetnega pretoka v jedru. Zato je vrednost moči P1 odvisna od površine prečnega prereza jedra S, ki se povečuje z naraščajočo močjo. Za jedro iz običajnega transformatorskega jekla se lahko S izračuna po formuli:
kjer je s v kvadratnih centimetrih in P1 v vatih.
Vrednost S določa število ovojev w' na volt. Pri uporabi transformatorskega jekla
Če morate jedro izdelati iz manj kakovostnega jekla, na primer iz kositra, strešnega železa, jeklene ali železne žice (jih je treba predhodno segreti, da postanejo mehke), potem je treba S in w' povečati za 20-30%
Zdaj lahko izračunate število obratov tuljav
itd.
V obremenitvenem načinu lahko pride do opazne izgube nekaj napetosti v uporu sekundarnih navitij. Zato je priporočljivo, da vzamejo število obratov za 5-10% več od izračunanega.
Primarni tok
Premeri žic za navijanje so določeni z vrednostmi tokov in temeljijo na dovoljeni gostoti toka, ki je za transformatorje povprečno 2 A / mm2. Pri takšni gostoti toka se iz tabele določi premer žice brez izolacije vsakega navitja v milimetrih. 1 ali izračunano po formuli:
Če ni žice potrebnega premera, lahko vzamemo več tanjših žic, povezanih vzporedno. Njihov skupni presek mora biti vsaj toliko, kot ustreza izračunanemu posameznemu vodniku. Površina prečnega prereza žice se določi v skladu s tabelo. 1 ali izračunano po formuli:
Za nizkonapetostna navitja, ki imajo majhno število obratov debele žice in se nahajajo na vrhu drugih navitij, se lahko gostota toka poveča na 2,5 ali celo 3 A / mm2, saj imajo ta navitja boljše hlajenje. Nato mora biti v formuli za premer žice stalni faktor namesto 0,8 0,7 oziroma 0,65.
Na koncu preverite postavitev tuljav v glavnem oknu.Skupna površina prečnega prereza ovojev vsakega navitja je (z množenjem števila ovojev w s površino prečnega prereza žice, ki je enaka 0,8d2 od, kjer je dfrom premer žice v izolacija . To je mogoče določiti iz tabele 1, ki prikazuje tudi maso prevodnika. Dodajo se površine preseka vseh navitij. Da bi približno upoštevali ohlapnost navitja, je učinek okvirja izolacije tesnila med navitji in njihovimi plastmi, je treba ugotovljeno površino povečati za 2-3 krat. Površina okna jedra ne sme biti manjša od vrednosti, pridobljene z izračunom.
tabela 1
Kot primer izračunajmo močnostni transformator za usmernik, ki napaja neko napravo z vakuumsko cevjo. Naj ima transformator visokonapetostno navitje za napetost 600 V in tok 50 mA ter navitje za grelne sijalke z U = 6,3 V in I = 3 A. Omrežna napetost 220 V.
Določite skupno moč sekundarnih navitij:
Primarna moč
Poiščite površino prečnega prereza jeklenega jedra transformatorja:
Število ovojev na volt
Primarni tok
Število obratov in premer žic tuljav sta enaka:
• za primarno navitje
• za povečanje navitja
• za navijanje žarnic z žarilno nitko
Predpostavimo, da ima jedro okna površino prečnega prereza 5×3 = 15 cm2 ali 1500 mm2, premeri izbranih izoliranih vodnikov pa so naslednji: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.
Preverimo postavitev tuljav v glavnem oknu. Najdemo površino preseka navitij:
• za primarno navitje
• za povečanje navitja
• za navijanje žarnic z žarilno nitko
Skupna površina prečnega prereza navitij je približno 430 mm2.
Kot lahko vidite, je več kot trikrat večja od površine okna, zato se bodo tuljave prilegale.
Izračun avtotransformatorja ima nekaj posebnosti. Njegovo jedro je treba šteti ne za celotno sekundarno moč P2, temveč le za tisti del, ki ga prenaša magnetni tok in ga lahko imenujemo transformacijska moč RT.
Ta moč je določena s formulami:
— za pospeševalni avtotransformator
— za padajoči avtotransformator in
Če ima avtotransformator pipe in bo deloval pri različnih vrednostih n, je treba pri izračunu vzeti vrednost n, ki se najbolj razlikuje od enote, saj bo v tem primeru vrednost Pt največja in je potrebno jedro, da lahko prenaša takšno moč.
Nato se določi izračunana moč P, ki jo lahko vzamemo kot 1,15 • RT. Faktor 1,15 tukaj upošteva učinkovitost avtotransformatorja, ki je običajno nekoliko višja od učinkovitosti transformatorja. e
Poleg tega se uporabljajo formule za izračun površine prečnega prereza jedra (glede na moč P), število obratov na volt, zgoraj omenjeni premeri žice za transformator. Upoštevati je treba, da je v delu navitja, ki je skupen primarnemu in sekundarnemu tokokrogu, tok enak I1 - I2, če avtotransformator narašča, in I2 - I1, če se zmanjšuje.