Как рассчитать параметры трансформатора по сечению сердечника. Какие формулы используются для определения числа витков обмоток, сечения проводов и мощности трансформатора. Как выбрать оптимальный сердечник и рассчитать КПД трансформатора.
Основные параметры и формулы расчета трансформатора
При проектировании силового трансформатора необходимо рассчитать следующие основные параметры:
- Сечение и размеры сердечника
- Число витков первичной и вторичной обмоток
- Сечение проводов обмоток
- Мощность трансформатора
- КПД трансформатора
Для расчета этих параметров используются следующие основные формулы:
- Формула для расчета сечения сердечника: S = 1,1 * √P где S — сечение сердечника в см², P — мощность трансформатора в Вт
- Формула для расчета числа витков на 1 В: w = 45 / S где w — число витков на 1 В, S — сечение сердечника в см²
- Формула для расчета числа витков обмоток: N1 = w * U1 N2 = w * U2 где N1, N2 — число витков первичной и вторичной обмоток, U1, U2 — напряжение первичной и вторичной обмоток
- Формула для расчета сечения проводов: q = I / j где q — сечение провода в мм², I — ток обмотки в А, j — допустимая плотность тока (2-3 А/мм²)
Выбор оптимального сердечника трансформатора
При выборе сердечника трансформатора необходимо учитывать следующие факторы:
- Требуемую мощность трансформатора
- Рабочую частоту
- Допустимые габариты
- Требуемый КПД
- Стоимость материалов
Основные типы сердечников, используемые в силовых трансформаторах:
- Ш-образные (EI) сердечники — наиболее распространены, просты в изготовлении
- Стержневые сердечники — для трансформаторов большой мощности
- Тороидальные сердечники — минимальные потери, компактность
- Броневые сердечники — хорошее экранирование обмоток
Для маломощных трансформаторов (до 1 кВА) оптимальным выбором обычно являются Ш-образные сердечники из электротехнической стали.
Расчет числа витков обмоток трансформатора
Число витков обмоток рассчитывается по следующим формулам:
- Число витков на 1 В: w = 45 / S где S — сечение сердечника в см²
- Число витков первичной обмотки: N1 = w * U1 где U1 — напряжение первичной обмотки
- Число витков вторичной обмотки: N2 = w * U2 * k где U2 — напряжение вторичной обмотки, k — коэффициент запаса (1,05-1,1)
Коэффициент запаса учитывает падение напряжения в обмотках под нагрузкой. Для трансформаторов малой мощности можно принять k = 1,05.
Определение сечения проводов обмоток
Сечение проводов обмоток рассчитывается исходя из допустимой плотности тока:
- Для трансформаторов средней мощности: 3-4 А/мм²
- Для мощных трансформаторов: 4-5 А/мм²
Формула для расчета сечения провода:
q = I / j
где q — сечение провода в мм², I — ток обмотки в А, j — допустимая плотность тока в А/мм²
По рассчитанному сечению выбирается ближайшее стандартное сечение провода.
Расчет мощности трансформатора
Мощность трансформатора рассчитывается по формуле:
P = U1 * I1 = U2 * I2
где P — мощность трансформатора в ВА, U1, I1 — напряжение и ток первичной обмотки, U2, I2 — напряжение и ток вторичной обмотки
Для однофазных трансформаторов активная мощность:
P = U1 * I1 * cosφ
где cosφ — коэффициент мощности нагрузки (0,8-0,95)
Определение КПД трансформатора
КПД трансформатора рассчитывается по формуле:
η = P2 / P1 = P2 / (P2 + Pпот)
где η — КПД трансформатора, P2 — мощность на выходе трансформатора, P1 — мощность на входе, Pпот — суммарные потери в трансформаторе
Основные виды потерь в трансформаторе:
- Потери в стали сердечника (на гистерезис и вихревые токи)
- Потери в обмотках (на нагрев проводов)
- Потери на рассеяние магнитного потока
Для повышения КПД трансформатора необходимо минимизировать эти потери путем правильного выбора материалов и оптимизации конструкции.
Проверка насыщения сердечника трансформатора
Важным этапом проектирования трансформатора является проверка сердечника на насыщение. Максимальная индукция в сердечнике не должна превышать допустимых значений:
- Для электротехнической стали: 1,6-1,8 Тл
- Для пермаллоя: 0,7-1,2 Тл
- Для ферритов: 0,3-0,5 Тл
Индукция в сердечнике рассчитывается по формуле:
B = U / (4,44 * f * S * w)
где B — индукция в Тл, U — напряжение на обмотке, f — частота, S — сечение сердечника, w — число витков обмотки
При превышении допустимой индукции необходимо увеличить сечение сердечника или число витков обмотки.
Особенности расчета высокочастотных трансформаторов
При расчете высокочастотных трансформаторов (свыше 10 кГц) необходимо учитывать следующие факторы:
- Увеличение потерь в сердечнике на высоких частотах
- Скин-эффект в проводах обмоток
- Увеличение паразитных емкостей между витками
- Резонансные явления в обмотках
Для минимизации этих эффектов применяются следующие меры:
- Использование ферритовых сердечников вместо стальных
- Применение литцендрата для обмоток
- Секционирование обмоток
- Экранирование обмоток
- Оптимизация конструкции для снижения паразитных параметров
Расчет высокочастотных трансформаторов обычно выполняется с помощью специализированного программного обеспечения.
Расчет трансформатора: формулы для расчета
Многие электронные и радиотехнические устройства получают питание от нескольких источников постоянного напряжения. Они относятся к так называемым вторичным источникам питания. В качестве первичных источников выступают сети переменного тока, напряжением 127 и 220 вольт, с частотой 50 Гц. Для обеспечения аппаратуры постоянным напряжением, вначале требуется выполнить повышение или понижение сетевого напряжения до необходимого значения. Чтобы получить требуемые параметры, необходимо произвести расчет трансформатора, который выполняет функцию посредника между электрическими сетями и приборам, работающими при постоянном напряжении.
Содержание
Расчет силового трансформатора
Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.
В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки.
С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее. Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.
Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).
Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2: .
С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n, соответствующее 1 вольту напряжения: n= 50/Q.
На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xnxU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…
Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов:
где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1. Здесь используется общая мощность трансформатора.
Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника.
Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d12n1 + d22n2 +d32n3 + d42n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.
Полученная площадь Sм позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.
Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» – ширина средней части пластины.
После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.
Как рассчитать мощность трансформатора
Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.
Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом расчета мощности будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством. Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников. В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.
Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее.
Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.
Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Ртр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.
Расчёт трансформатора по сечению сердечника
Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и тороидальными. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых – магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.
Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой.
Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.
Важнейшим параметром каждого сердечника считается площадь поперечного сечения, оказывающая большое влияние на мощность трансформатора. КПД стержневых трансформаторов значительно превышает такие же показатели у броневых устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, оказывая влияние на допустимую плотность тока. Поэтому в качестве примера для расчетов рекомендуется рассматривать именно эту конструкцию.
В зависимости от параметров сердечника, определяется значение габаритной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, поскольку возможности сердечника связаны именно с габаритной мощностью. Эта взаимная связь отражается и в расчетной формуле: Sо хSс = 100 хРг /(2,22 * Вс х j х f х kох kc). Здесь Sо и Sс являются соответственно площадями окна и поперечного сечения сердечника, Рг – значение габаритной мощности, Вс – показатель магнитной индукции в сердечнике, j – плотность тока в проводниках обмоток, f – частота переменного тока, kо и kc – коэффициенты заполнения окна и сердечника.
Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку
При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра.
Мультиметр следует перевести в режим омметра. Затем определяются выводы всех имеющихся обмоток. Если между магнитопроводом и катушкой имеется зазор, то сверху всех обмоток наматывается дополнительная обмотка из тонкого провода. От количества витков будет зависеть точность результатов измерений.
Простейший расчет силового трансформатора
Tweet
Простейший расчет силового трансформатора позволяет
найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр
провода.
Переменное напряжение в сети бывает 220 В, реже 127 В и
совсем редко 110 В. Для транзисторных схем нужно постоянное напряжение 10 — 15 В, в
некоторых случаях, например для мощных выходных каскадов усилителей НЧ — 25÷50 В. Для питания анодных и экранных цепей электронных
ламп чаще всего используют постоянное напряжение 150 — 300 В, для
питания накальных цепей ламп переменное
напряжение 6,3 В. Все напряжения, необходимые для какого-либо
устройства, получают от одного трансформатора, который называют
силовым.
Силовой трансформатор выполняется на разборном стальном сердечнике из изолированных друг от друга тонких Ш-образных, реже П-образных пластин, а так же вытыми ленточными сердечниками типа ШЛ и ПЛ (Рис. 1).
Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.
Упрощенный расчет устанавливает такую зависимость:
сечение сердечника S в см², возведенное в квадрат, дает общую
мощность трансформатора в Вт.
Например, трансформатор с сердечником, имеющим стороны 3 см и 2 см (пластины типа Ш-20, толщина набора 30 мм), то есть с площадью сечения сердечника 6 см², может потреблять от сети и «перерабатывать» мощность 36 Вт. Это упрощенный расчет дает вполне приемлемые результаты. И наоборот, если для питания электрического устройства нужна мощность 36 Вт, то извлекая квадратный корень из 36, узнаем, что сечение сердечника должно быть 6 см².
Например, должен быть собран из пластин Ш-20 при толщине набора 30 мм, или из пластин Ш-30 при толщине набора 20 мм, или из пластин Ш-24 при толщине набора 25 мм и так далее.
Сечение сердечника нужно согласовать с мощностью для
того, чтобы сталь сердечника не попадала в область магнитного
насыщения. А отсюда вывод: сечение всегда можно брать с избытком,
скажем, вместо 6 см² взять сердечник сечением 8 см² или 10 см².
Хуже от этого не будет. А вот взять сердечник с сечением меньше
расчетного уже нельзя т. к. сердечник попадет в область насыщения,
а индуктивность его обмоток уменьшится, упадет их индуктивное
сопротивление, увеличатся токи, трансформатор перегреется и выйдет
из строя.
В силовом трансформаторе несколько обмоток. Во-первых, сетевая, включаемая в сеть с напряжением 220 В, она же первичная.
Кроме сетевых обмоток, в сетевом трансформаторе может быть несколько вторичных, каждая на свое напряжение. В трансформаторе для питания ламповых схем обычно две обмотки — накальная на 6,3 В и повышающая для анодного выпрямителя. В трансформаторе для питания транзисторных схем чаще всего одна обмотка, которая питает один выпрямитель. Если на какой-либо каскад или узел схемы нужно подать пониженное напряжение, то его получают от того же выпрямителя с помощью гасящего резистора или делителя напряжения.
Число витков в обмотках определяется по важной характеристике трансформатора, которая называется «число витков на вольт», и зависит от сечения сердечника, его материала, от сорта стали. Для распространенных типов стали можно найти «число витков на вольт», разделив 50—70 на сечение сердечника в см:
Так, если взять сердечник с сечением 6 см², то для него
получится «число витков на вольт» примерно 10.
Число витков первичной обмотки трансформатора определяется по формуле:
Это значит, что первичная обмотка на напряжение 220 В будет иметь 2200 витков.
Число витков вторичной обмотки определяется формулой:
Если понадобится вторичная обмотка на 20 В, то в ней будет 240 витков.
Теперь выбираем намоточный провод. Для трансформаторов используют медный провод с тонкой эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Диаметр провода рассчитывается из соображений малых потерь энергии в самом трансформаторе и хорошего отвода тепла по формуле:
Если взять слишком тонкий провод, то он, во-первых, будет обладать большим сопротивлением и выделять значительную тепловую мощность.
Так, если принять ток первичной обмотки 0,15 А, то провод нужно взять 0,29 мм.
28 июня 2013, 12:45 Начинающимadmin165887RSS
Формулы и уравнения для трансформаторов — электрические технологии
Следующие параметры могут быть рассчитаны с использованием основных формул, уравнений и функций электрических трансформаторов при проектировании и анализе цепей и сетей, связанных с трансформаторами.
Содержание
ЭДС, наведенная в первичной и вторичной обмотках :Где
- E 1 = ЭДС, наведенная в первичной обмотке
- E 2 = ЭДС во вторичной обмотке
- N 1 = количество витков в первичной обмотке
- N 2 = количество витков вторичной обмотки
- f = Частота сети
- φ м = максимальный поток в активной зоне
- B м = Максимальная плотность потока
- A = площадь сердечника
Запись по теме: Уравнение ЭДС трансформатора
Коэффициент трансформации напряжения:Где
- К = коэффициент трансформации напряжения трансформатора
- В 1 I 1 = первичное напряжение и ток соответственно
- В 2 I 2 = вторичное напряжение и ток соответственно
Где
91 R 5’ = Сопротивление первичной обмотки во вторичнойГде
- X 1 = Реактивное сопротивление первичной утечки
- X 2 = Реактивное сопротивление вторичной утечки
- e L1 = ЭДС самоиндукции в первичной обмотке
- e L2 = ЭДС самоиндукции во вторичной обмотке
Где
- X 1 ’ = реактивное сопротивление первичной обмотки во вторичной
- X 2 ’ = реактивное сопротивление вторичной обмотки в первичной
- X 01 = эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора с первичной стороны
- X 02 = эквивалентное реактивное сопротивление трансформатора со стороны вторичной обмотки
Где
- Z 1 = полное сопротивление первичной обмотки
- Z 2 = Полное сопротивление вторичной обмотки
- Z 01 = эквивалентное полное сопротивление трансформатора со стороны первичной обмотки
- Z 02 = эквивалентное полное сопротивление трансформатора со стороны вторичной обмотки
Уравнения входного и выходного напряжения
Входное и выходное напряжение трансформатора можно найти с помощью следующих уравнений.
Потери в трансформаторе: Потери в сердечнике / в железе
Потери в сердечнике;
- Потеря гистерезиса
Из-за намагничивания и размагничивания сердечника
- Потери на вихревые токи
За счет наведенной ЭДС, возникающей внутри сердечника, возникает вихревой ток.
Где
- Вт ч = гистерезисные потери
- Вт e = потери на вихревые токи
- η = коэффициент гистерезиса Штейнмеца
- K e = Вихретоковая постоянная
- B max = Максимальный магнитный поток
- f = частота потока
- В = Объем ядра
- t = толщина ламината
Потери из-за сопротивления обмотки
Регулировка напряжения трансформатора: Когда входное напряжение на первичной обмотке трансформатора поддерживается постоянным, а нагрузка подключена к клемме вторичной обмотки, вторичное напряжение уменьшается из-за внутреннего импеданса.
Сравнение вторичного напряжения без нагрузки с вторичным напряжением при полной нагрузке называется регулированием напряжения трансформатора.
- 0 В 2 = Без нагрузки Вторичное напряжение
- В 2 = Полная нагрузка Вторичное напряжение
- В 1 = Без нагрузки Первичное напряжение
- В 2 ’ = В 2 /K = Полная нагрузка Вторичное напряжение с первичной стороны
- Регулирование вверх
- Регулировка вниз
Регулирование « Вниз» обычно называют регулированием
- Регулирование в терминах первичного напряжения:
- Регулирование, когда вторичное напряжение должно быть постоянным
После подключения нагрузки первичное напряжение должно быть увеличено с V 1 до V 1 ‘ , где регулирование напряжения дается:
.
: Эти величины измерены при токе полной нагрузки с падением напряжения и выражены в процентах от нормального напряжения.
- Процент сопротивления при полной нагрузке:
- Реактивное сопротивление в процентах при полной нагрузке:
- Полное сопротивление в процентах при полной нагрузке:
КПД трансформатора определяется делением выходной мощности на входную мощность. Часть входной мощности тратится на внутренние потери трансформатора.
Общие потери = потери меди + потери в железе
КПД при любой нагрузке:КПД трансформатора при фактической нагрузке можно определить по формуле;
Где
x = Отношение фактической нагрузки к полной нагрузке кВА
КПД в течение всего дня: 24 часа называется эффективностью в течение всего дня.
Условие для максимальной эффективности: Потери в меди должны быть равны потерям в железе, которые являются комбинацией потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи.
CU Потеря = потеря железа
W CU = W I
Где
- W I = W H + W E = W H + W E = W H + W E = W
- Вт у.е. = I 1 2 R 01 = I 2 2 Р 02
Ток нагрузки, необходимый для максимальной эффективности трансформатора;
Связанные формулы и уравнения Сообщения:
- Асинхронный двигатель и линейные асинхронные двигатели Формулы и уравнения
- Основные формулы и уравнения электротехники
- Основные формулы электрических величин
- Формулы мощности в однофазных и трехфазных цепях постоянного и переменного тока
- Формулы и уравнения в области электротехники и электроники
- Символы электрических трансформаторов
URL скопирован
Показать полную статью
Связанные статьи
Кнопка «Вернуться к началу»
Проектирование трансформаторов | Полное руководство
В схеме нашего проекта мы использовали конструкцию маломощного (10 кВА) однофазного силового трансформатора 50 Гц в соответствии с требованиями нашего проекта.
На рынке в основном представлены три типа трансформаторов:
- Тип сердечника.
- Тип корпуса.
- Тороидальный.
Типовая обмотка в сердечнике охватывает часть сердечника, а оболочечная обмотка охватывает сердечную обмотку. Существует два основных типа сердечника, такие как тип E-I и тип UT. В таком трансформаторе мы использовали тип сердечника E-I. Мы выбрали сердечник E-I, так как обмотка очень легкая по сравнению с тороидальной, но КПД очень высокий, примерно 9от 5 до 96%. Это связано с тем, что потери потока в тороидальном сердечнике относительно малы.
Трансформаторы, используемые в проекте, следующие:
Трансформатор серии: Используется для создания необходимого повышения или понижения.
Трансформатор управления: Используется для измерения выходного напряжения и подачи питания.
Читайте также: Что такое однофазный трансформатор | Строительство однофазного трансформатора | Применение однофазного трансформатора
Формула проектирования трансформатора:
Размер штамповки трансформатора (Таблица сердечников):
Плотность тока:
Расчет конструкции трансформатора:
Индивидуальный дизайн трансформатора:
Пользовательские трансформаторы с обмоткой:
Расчет обратноходового трансформатора:
Часто задаваемые вопросы о конструкции высокочастотного трансформатора:
Мы обращаемся к данным обмоток по параметрам таблицы эмалированных медных проводов и таблице штамповки трансформатора, чтобы выбрать входную и выходную обмотку SWG и сердечник трансформатора для показанной здесь спецификации.
В процессе проектирования предполагается, что заданы следующие характеристики трансформатора:
- Вторичное напряжение (Вс).
- Вторичный ток (Is).
- Коэффициент витков (n2/n1).
Из приведенных здесь деталей рассчитываем ширину шпунта, высоту штабеля, тип сердцевины, площадь окна следующим образом:
- Вольт-ампер вторичной обмотки (SVA) = Напряжение вторичной обмотки (Vs) * Ток вторичной обмотки (Is)
- Вольт-ампер первичной обмотки (PVA) = вольт-ампер вторичной обмотки (SVA)/0,9
(при условии КПД трансформатора 90 %) - Первичное напряжение (Vp) = вторичное напряжение (Vs)/коэффициент трансформации (n2/n1)
- Первичный ток (Ip) = первичный вольт-ампер (PVA)/первичное напряжение (Vp)
- Требуемая площадь поперечного сечения жилы определяется по формуле: – Площадь жилы (CA) = 1,15 * квадрат (первичный вольт-ампер (PVA))
- Общая площадь ядра (GCA) = Площадь ядра (CA) * 1,1
- Количество витков на обмотке можно определить по заданному соотношению
- Оборот на вольт (TPV) = 1/4,44 * 10-4 * Площадь сердечника * Частота * Плотность потока)
Данные намотки на эмалированный медный провод:
Макс. Текущая мощность (Ампер) | Об/кв. см | SWG |
| 0,001 | 81248 | 50 |
| 0,0015 | 62134 | 49 |
| 0,0026 | 39706 | 48 |
| 0,0041 | 27546 | 47 |
| 0,0059 | 20223 | 46 |
| 0,0079 | 14392 | 45 |
| 0,0104 | 11457 | 44 |
| 0,0131 | 9337 | 43 |
| 0,0162 | 7755 | 42 |
| 0,0197 | 6543 | 41 |
| 0,0233 | 5595 | 40 |
| 0,0274 | 4838 | 39 |
| 0,0365 | 3507 | 38 |
| 0,0469 | 2800 | 37 |
| 0,0586 | 2286 | 36 |
| 0,0715 | 1902 | 35 |
| 0,0858 | 1608 | 34 |
| 0,1013 | 1308 | 33 |
| 0,1182 | 1137 | 32 |
| 0,1364 | 997 | 31 |
| 0,1588 | 881 | 30 |
| 0,1874 | 711 | 29 |
| 0,2219 | 609 | 28 |
| 0,2726 | 504 | 27 |
| 0,3284 | 415 | 26 |
| 0,4054 | 341 | 25 |
| 0,4906 | 286 | 24 |
| 0,5838 | 242 | 23 |
| 0,7945 | 176 | 22 |
| 1,0377 | 137 | 21 |
| 1,313 | 106 | 20 |
| 1,622 | 87,4 | 19 |
| 2,335 | 60,8 | 18 |
| 3,178 | 45,4 | 17 |
| 4,151 | 35,2 | 16 |
| 5,254 | 26,8 | 15 |
6. 487 | 21,5 | 14 |
| 8,579 | 16,1 | 13 |
| 10,961 | 12,8 | 12 |
| 13,638 | 10,4 | 11 |
| 16,6 | 8,7 | 10 |
| Типовой номер | Ширина языка (см) | Площадь окна (кв. см) |
| 17 | 1,27 | 1,213 |
| 12А | 1,588 | 1,897 |
| 74 | 1,748 | 2,284 |
| 23 | 1,905 | 2,723 |
| 30 | 2 | 3 |
| – | 1,588 | 3,329 |
| 31 | 2,223 | 3,703 |
| 10 | 1,588 | 4,439 |
| 15 | 2,54 | 4,839 |
| 33 | 2,8 | 5,88 |
| 1 | 1,667 | 6,555 |
| 14 | 2,54 | 6,555 |
| 11 | 1,905 | 7,259 |
| 34 | 1,588 | 7,529 |
| 3 | 3,175 | 7,562 |
| 9 | 2,223 | 7,865 |
| 9А | 2,223 | 7,865 |
| 11А | 1,905 | 9,072 |
| 4А | 3,335 | 10,284 |
| 2 | 1,905 | 10,891 |
| 16 | 3,81 | 10,891 |
| 3 | 3,81 | 12. 704 |
| 4AX | 2,383 | 13.039 |
| 13 | 3,175 | 14.117 |
| 75 | 2,54 | 15,324 |
| 4 | 2,54 | 15,865 |
| 7 | 5,08 | 18,969 |
| 6 | 3,81 | 19.356 |
| 35А | 3,81 | 39,316 |
| 8 | 5,08 | 49,803 |
Частота для работы от сети 50Гц, а плотность тока можно принять равной 1Вб/кв.см. 1,3 Вт/кв. См для общего типа штамповки стали и для штамповки CRGO в зависимости от используемого типа.
Отсюда
Первичный виток (n1) = Число витков на вольт (TPV) * Первичное напряжение (V1)
Вторичная обмотка (n2) = количество витков на вольт (TPV) * вторичное напряжение (V2) * 1,03 (предположим, что обмотки трансформатора имеют уменьшение на 3%)
Ширина язычка (Tw) = Sqrt * (GCA)
Плотность тока: Здесь единицей является допустимая токовая нагрузка провода на площадь поперечного сечения.
Он выражается в единицах Ампер/см². Приведенная выше таблица проводов предназначена для непрерывного номинального тока при плотности тока 200 А/см². Можно выбрать высокую плотность до 400А/см² для непрерывного или повторно-кратковременного режима работы трансформатора. Это вдвое превышает обычную плотность, что делает стоимость единицы продукции экономичной. Для случаев непрерывной работы предпочтительнее использовать режимы прерывистой работы, поскольку повышение температуры невелико.
Таким образом, на основе выбранной плотности тока мы теперь вычисляем значение первичного и вторичного тока, которое можно найти в таблице проводов для выбора SWG:
n1a = первичный ток (Ip), рассчитанный/(плотность тока/200)
n2a = рассчитанный вторичный ток (Is)/(плотность тока/200)
Для значения первичного и вторичного тока мы выбираем соответствующий SWG и оборот на квадрат из приведенной выше таблицы проводов. Далее переходим к следующему расчету.
- Первичная площадь (Па) = Первичные витки (n1)/(Первичные витки на кв.
см) - Вторичная площадь (sa) = вторичные витки (n2)/(вторичные витки на кв. см)
- Общая площадь окна, необходимая для сердечника, определяется как: –
- Общая площадь (TA) = основная площадь (в год) + дополнительная площадь (в год)
см)Для первого требуется дополнительное пространство, и изоляция может занимать 30% дополнительного пространства, необходимого для фактической площади обмотки. Это значение является приблизительным и может нуждаться в изменении в зависимости от фактического метода намотки.
Площадь окна (Wacal) = Общая площадь (TA) * 1,3
Для расчетного значения выше ширины языка мы выбираем номер сердцевины и площадь окна из таблицы сердцевин, чтобы убедиться, что площадь окна больше, чем или равна общей площади ядра.
Если это положение вас не устраивает, мы выбираем большую ширину язычка. Это обеспечивает однородное положение с соответствующим уменьшением высоты штабеля, так что сохраняется приблизительно стабильная общая площадь основной площади.
Таким образом, мы получаем доступную ширину языка (Twavail) и площадь окна ((avail) (aWa)) из основной таблицы
Высота стопки = Общая площадь сердцевины/Ширина языка ((доступно) (atw)).
Для имеющихся в продаже предварительно формованных целей мы оцениваем отношение высоты стопы к ширине шпунта для следующих цифр, близких к 1,25, 1,5, 1,75. В худшем случае мы берем отношение, равное 2. Однако можно взять любое отношение до 2, что потребует создания собственного первого.
Если отношение больше 2, выбираем большую ширину шпунта (aTw), соблюдая все условия, изложенные выше.
- Высота стопки (ht)/ширина языка (aTw) = (некоторое соотношение)
- Модифицированная высота стека = Ширина языка (aTw) * Ближайшее значение стандартного соотношения
- Модифицированная общая площадь ядра = Ширина языка (aTw) * Модифицированная высота штабеля.
Аналогичная процедура проектирования применима к управляющему трансформатору, где необходимо убедиться, что высота стека равна ширине язычка.
Расчет конструкции трансформатора:Читайте также: Что такое трансформатор напряжения | Строительство трансформатора напряжения | Работа трансформатора напряжения | Применение потенциального трансформатора
Детали показаны ниже:
Сек. напряжение (Вс) = 60 В
Секундный ток (Iс) = 4,44 А
Обороты на соотношение (n2 / n1) = 0,5
Теперь мы должны рассчитать следующим образом:
- Сек. ) = Vs * Is = 60 * 4,44 = 266,4 ВА
- Первичные вольт-амперы (PVA) = SVA/0,9 = 296,00 ВА
- Первичное напряжение (Vp) = V2/(n2/n1) = 60/0,5 = 120 В
- Первичный ток (Ip) = PVA/Vp = 296,0/120 = 2,467 А
- Площадь сердцевины (CA) = 1,15 * кв. м (ПВС) = 1,15 * кв. кв. (296) = 19,785 см²
- Общая площадь ядра (GCA) = CA * 1,1 = 19,785 * 1,1 = 21,76 см²
- Обороты на вольт (Tpv) = 1/(4,44 * 10-4 * CA * частота * плотность потока) = 1/(4,44 * 10-4 * 19,785 * 50 * 1) = 2,272 витка на вольт
- Первичные витки (N1) = Tpv * Vp = 2,276 * 120 = 272,73 витка
- Сек. Оборотов (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 2,276 * 60 * 1,03 = 140,46 оборотов
- Ширина языка (TW) = Sqrt * (GCA) = 4,690 см
- Мы выбираем плотность тока 300А/см², но в таблице проводов плотность тока указана для 200А/см², тогда
- Значение обнаружения первичного тока = Ip/(плотность тока/200) = 2,467/(300/200) = 1,644 А
- Значение обнаружения вторичного тока = is/(плотность тока/200) = 4,44/(300/200) = 2,96 А
Оборотов (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 2,276 * 60 * 1,03 = 140,46 оборотовДля значений первичных и вторичных токов выбираем соответствующие SWG и витки на квадрат из таблицы проводов.
SWG1 = 19 SWG2 = 18
Число оборотов на кв.см первичного контура = 87,4 см²
Число оборотов на кв.см вторичного контура = 60,8 см² 3120 см²
Для рассчитанного выше значения ширины язычка мы выбираем номер сердцевины и площадь окна из таблицы сердцевин, чтобы гарантировать, что площадь окна больше или равна общей площади сердцевины.
Если это положение не удовлетворяет, мы выбираем ширину шпунта, которая обеспечивает однородное положение с соответствующим уменьшением высоты штабеля, так что сохраняется примерно стабильная общая основная площадь.
Таким образом, ширина языка и площадь окна получены из основной таблицы:
- Таким образом, доступная ширина языка (atw) = 3,81 см
- Доступная площадь окна (awa) = 10,891 см²
- Основной номер = 16
- Высота стопки = gca/atw = 21,99/3,810 = 5,774 см
Из соображений производительности мы оцениваем высоту стека со следующим соотношением ширины языка, близким к 1,25, 1,5 и 1,75. В худшем случае мы берем отношение ровно 2.
Если соотношение больше 2, мы выбираем ширину верхнего языка, чтобы обеспечить все условия, изложенные выше.
- Высота штабеля (ht) / ширина шпунта (aTw) = 5,774/3,81 = 1,516
- Модифицированная высота стопки = Ширина языка (aTw) * Ближайшее значение стандартного соотношения = 3,810 * 1,516 = 5,715 см
- Модифицированная общая площадь ядра = ширина языка (aTw) * Модифицированная высота штабеля = 3,810 * 5,715 = 21,774 см²
- Таким образом, мы находим количество ядер и высоту стопки для заданных спецификаций.
Трансформаторы, изготовленные по индивидуальному заказу, имеют уникальную конструкцию с учетом соответствующих параметров, физических ограничений и разъемов. Таким образом, они предлагают более эффективные решения, чем стандартные трансформаторы, которые могут не подходить должным образом. Оснащение различным передовым оборудованием для намотки трансформаторов по индивидуальному заказу обеспечивает качество и быстрое время замены, предоставляемые нами в обширной отрасли.
Трансформаторы с индивидуальной обмоткой:Читайте также: Что такое обмотка якоря | Типы обмотки якоря
Трансформаторы с индивидуальной обмоткой используются для повышения, понижения и изоляции напряжения. Изоляцию можно использовать для обеспечения защиты вторичной стороны от скачков точечного напряжения и шума на первичной стороне.
Изоляция позволяет разделить землю как на входе, так и на выходе трансформатора. Osborne разрабатывает ряд электростатических экранов, обеспечивающих многоуровневую звуконепроницаемость.
Напряжение обратного хода VOR равно VO (вторичное Vout плюс Vf для вторичного диода D6), умноженное на коэффициент обмотки трансформатора Np: Ns. Установка напряжения обратного хода VOR определяет соотношение обмоток Np:Ns и коэффициент заполнения.
| Сердечник | Размер |
| Lp | Индуктивность |
| Нп | Количество витков |
| Ns | Количество витков |
| Нд | Количество витков |
Каковы параметры конструкции трансформатора?
Расчетные расчетные параметры включают в себя требуемое сечение жилы, первичный виток/ток и вторичный виток/ток.
В процессе проектирования трансформатора инженеры-проектировщики должны быстро убедиться, что их конструкция соответствует различным взаимосвязанным требованиям к конструкции трансформатора.
Какова базовая конструкция трансформатора?
Двумя наиболее распространенными и основными конструкциями трансформаторов являются трансформаторы с закрытым сердечником и трансформаторы с оболочечным сердечником. В трансформаторе с «замкнутым сердечником» (форма сердечника) первичная и вторичная обмотки намотаны снаружи и вокруг кольца сердечника.
Как спроектировать трансформатор?
Подробности показаны ниже:
Сек. напряжение (Вс) = 60 В
Секундный ток (Iс) = 4,44 А
Обороты на коэффициент (n2 / n1) = 0,5
Теперь мы должны рассчитать следующим образом:
- Сек.
- Первичные вольт-амперы (PVA) = SVA/0,9 = 296,00 ВА
- Первичное напряжение (Vp) = V2/(n2/n1) = 60/0,5 = 120 В
- Первичный ток (Ip) = PVA/Vp = 296,0/120 = 2,467 А
- Площадь сердцевины (CA) = 1,15 * кв. м (ПВС) = 1,15 * кв. кв. (296) = 19,785 см²
- Общая площадь ядра (GCA) = CA * 1,1 = 19,785 * 1,1 = 21,76 см²
- Обороты на вольт (Tpv) = 1/(4,44 * 10-4 * CA * частота * плотность потока) = 1/(4,44 * 10-4 * 19,785 * 50 * 1) = 2,272 витка на вольт
- Первичные витки (N1) = Tpv * Vp = 2,276 * 120 = 272,73 витка
- Сек.Оборотов (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 2,276 * 60 * 1,03 = 140,46 оборотов
- Ширина языка (TW) = Sqrt * (GCA) = 4,690 см
- Мы выбираем плотность тока 300А/см², но в таблице проводов плотность тока указана для 200А/см², тогда
- Значение обнаружения первичного тока = Ip/(плотность тока/200) = 2,467/(300/200) = 1,644 А
- Значение обнаружения вторичного тока = is/(плотность тока/200) = 4,44/(300/200) = 2,96 А
м (ПВС) = 1,15 * кв. кв. (296) = 19,785 см²Какова формула трансформатора?
Vp = −NpΔΦΔt V p = – N p Δ Φ Δ t. Это уравнение известно как уравнение трансформатора, и оно просто утверждает, что отношение вторичного и первичного напряжений в трансформаторе равно отношению числа витков в их обмотках.
