Conţinut:

Fiecare aparat electric este caracterizat de o putere electrică nominală. Este furnizat de o sursă de alimentare. Poate fi amplasat fie în interiorul aparatului electric, fie în exterior ca dispozitiv extern. Un bun exemplu este un laptop, telefon și multe alte dispozitive. Acestea conțin o baterie care alimentează dispozitivul în modul de sine stătător. Dar resursele sale sunt limitate, iar atunci când este epuizat, dispozitivul este conectat printr-un adaptor la o sursă de alimentare de 220 V.

Unele baterii furnizează doar 3-5 volți. Prin urmare, adaptorul servește pentru a reduce tensiunea și a deveni egal cu parametrii bateriei. Funcția principală în modificarea valorii tensiunii este îndeplinită de transformatoare. Acest articol va fi util acelor cititori care doresc să-și facă propria sursă de alimentare cu un transformator în anumite scopuri.

Puțină teorie

Să ne amintim pe scurt cum este structurat un transformator și ce se întâmplă în el. Cu destul de mult timp în urmă, judecând după standardele vieții umane, a fost descoperit fenomenul inducției electromagnetice. Se bazează pe diferența fundamentală a proprietăților electrice ale unui conductor drept dintr-o bobină dacă prin ele trece același curent alternativ. Așa a apărut parametrul inductanței. Cu fiecare rotire nouă, inductanța crește. Creșterea sa suplimentară se realizează prin umplerea spațiului intern al spirelor cu un material cu proprietăți magnetice (miez).

Cu toate acestea, influența miezului asupra curentului este limitată. Odată ce este complet magnetizat, efectul utilizării sale dispare.

• Starea limită a miezului, corespunzătoare magnetizării sale complete, se numește saturație.

Turnurile plasate deasupra miezului se numesc înfășurări. Dacă există două înfășurări identice, dar tensiune alternativă este furnizată doar uneia dintre ele (primar), la bornele celeilalte înfășurări (secundar) tensiunea va fi aceeași ca frecvență și mărime ca și pe prima înfășurare. Acest lucru se manifestă prin transformarea energiei electrice, iar dispozitivul în sine se numește transformator. Dacă există contact electric între înfășurări, dispozitivul se numește autotransformator.

• Baza proprietăților unui transformator este miezul acestuia (miezul magnetic). Prin urmare, calculul unui transformator se efectuează întotdeauna în legătură cu materialul și forma circuitului magnetic.

Alegerea materialului este determinată de curenții turbionari și pierderile asociate acestora. Ele cresc cu frecvența tensiunii la bornele înfășurării primare. La frecvențe joase (50–100 Hz), se folosesc plăci de oțel pentru transformatoare. La frecvențe mai mari (câțiva kiloherți) - plăci dintr-un aliaj special, de exemplu, permalloy. Zeci și sute de kiloherți sunt domeniul de aplicare pentru miezurile de ferită. Tipurile (forma și dimensiunile, în special secțiunea transversală de-a lungul virajului) ale circuitului magnetic determină cantitatea de putere care poate fi obținută în înfășurarea secundară.

Alegerea unui miez magnetic

Proporțiile geometrice ale miezurilor produse industrial sunt standard. Prin urmare, acestea sunt selectate în funcție de dimensiunile secțiunii transversale din interiorul bobinei. Un alt parametru care influențează alegerea circuitului magnetic este inductanța de scurgere. Este mai puțin pentru structurile blindate și toroidale. Nu este nevoie să calculați nimic - tabelele sunt furnizate în numeroase cărți de referință, iar analogii lor sunt disponibile pe site-urile web tematice de pe Internet.

De exemplu, este necesar să conectați o sarcină cu o putere de 100 W 12 V la rețea Pe baza tabelului de bază prezentat mai jos, este selectată dimensiunea standard a miezului magnetic. Dar luăm în considerare faptul că puterea VT este mai mică decât VA plus sarcina parțială pentru fiabilitate. Prin urmare, folosim un coeficient de 1,43. Puterea necesară și dimensiunea standard vor fi obținute ca produs, adică. 143 VA. Folosind tabelul, selectați cea mai apropiată valoare totală a puterii și circuitul magnetic:

Exemplu de calcul

Alegem 150 VA și ShL25x32. Tabelul arată, de asemenea, numărul recomandat de spire pe 1 volt - W0: 3,9. Prin urmare, numărul de spire W1 al înfășurării primare va fi egal cu produsul dintre tensiunea rețelei și W0:

Deoarece se cunoaște numărul de spire pe 1 volt, este ușor să se calculeze înfășurarea secundară. În cazul în cauză, trei ture nu sunt suficiente, dar patru ture sunt multe. Pentru a evita greșelile, înfășurăm trei spire și lăsăm o rezervă de sârmă de adăugat după testarea transformatorului sub sarcină. Pentru firul de înfășurare a rețelei, diametrul este calculat folosind puterea curentului. Se determină pe baza puterii din înfășurarea primară și a tensiunii rețelei. În înfășurarea rețelei, puterea curentului calculată va fi:

În înfășurarea secundară curentul va fi:

Apoi, conform tabelului, selectați diametrul firului la o densitate de curent de 2,5 A/mm kV:

Pentru înfășurarea primară, diametrul firului este de 0,59 mm, pentru înfășurarea secundară - 2,0 mm. După aceasta, trebuie să aflați dacă înfășurările se potrivesc în ferestrele circuitului magnetic. Acest lucru este ușor de determinat pe baza numărului de spire și a diametrelor firelor, ținând cont de grosimea cadrelor bobinei și a straturilor de izolație suplimentară. Se recomandă realizarea unei schițe pentru calcul vizual.

Dacă există mai multe înfășurări secundare, trebuie cunoscută puterea pentru fiecare dintre ele. Acestea sunt însumate pentru a obține parametrii înfășurării primare. Calculul este apoi efectuat în mod similar cu exemplul discutat mai sus. Dar determinarea curenților se face pe baza puterii fiecărei înfășurări secundare.

Datele calculate sub formă de tabele sunt date în cărți de referință pentru toate tipurile de miezuri, dar la anumite frecvențe de tensiune ale înfășurării primare:

Pentru sarcina de 100 W luată în considerare, selectați PL20x40-50

Dacă parametrii necesari nu se potrivesc cu valorile tabelului, va trebui să utilizați formulele:

S0 – zona ferestrei în circuitul magnetic,

Sc este secțiunea transversală a materialului miezului magnetic de-a lungul virajului,

Рг – puterea totală,

kf – coeficientul formei de undă a tensiunii pe înfășurarea primară,

f – frecvența tensiunii pe înfășurarea primară,

j – densitatea de curent în firul de înfășurare,

Bm – inducția de saturație a circuitului magnetic,

k0 – factorul de umplere al ferestrei circuitului magnetic,

ks – factor de umplere din oțel.

Formulele simplificate sunt valabile numai pentru acele cazuri pe care aceste simplificări le definesc. Prin urmare, ele nu pot acoperi toate situațiile posibile și nu vor oferi o acuratețe acceptabilă în majoritatea dintre ele.

Primul lucru de făcut este să luați o bucată de hârtie, un creion și un multimetru. Folosind toate acestea, inelați înfășurările transformatorului și desenați o diagramă pe hârtie. Acest lucru ar trebui să arate ceva foarte asemănător cu Figura 1.

Bornele de înfășurare din imagine ar trebui să fie numerotate. Este posibil să fie mult mai puține ieșiri, în cel mai simplu caz sunt doar patru: două ieșiri ale înfășurării primare (de rețea) și două ieșiri ale înfășurării secundare. Dar acest lucru nu se întâmplă întotdeauna;

Unele concluzii, deși există, s-ar putea să nu „sune” cu nimic. Aceste înfășurări sunt rupte? Deloc, cel mai probabil acestea sunt înfășurări de ecranare situate între alte înfășurări. Aceste capete sunt de obicei conectate la un fir comun - „împământarea” circuitului.

Prin urmare, este recomandabil să se înregistreze rezistențele înfășurării pe diagrama rezultată, deoarece scopul principal al studiului este determinarea înfășurării rețelei. Rezistența sa, de regulă, este mai mare decât cea a altor înfășurări, zeci și sute de ohmi. Mai mult, cu cât transformatorul este mai mic, cu atât rezistența înfășurării primare este mai mare: au efect diametrul mic al firului și numărul mare de spire. Rezistența înfășurărilor secundare descendente este aproape zero - un număr mic de spire și un fir gros.

Orez. 1. Diagrama înfășurărilor transformatorului (exemplu)

Să presupunem că am reușit să găsim înfășurarea cu cea mai mare rezistență și o putem considera o înfășurare de rețea. Dar nu trebuie să-l conectați imediat la rețea. Pentru a evita exploziile și alte consecințe neplăcute, cel mai bine este să efectuați un test de funcționare conectând în serie cu înfășurarea un bec de 220V cu o putere de 60...100W, care va limita curentul prin înfășurare la 0,27... 0,45A.

Puterea becului ar trebui să corespundă aproximativ cu puterea totală a transformatorului. Dacă înfășurarea este determinată corect, atunci becul nu se aprinde în cazuri extreme, filamentul strălucește ușor. În acest caz, puteți conecta aproape în siguranță înfășurarea la rețea, pentru început, este mai bine să utilizați o siguranță pentru un curent de cel mult 1...2A.

Dacă becul arde suficient de puternic, atunci aceasta poate fi o înfășurare de 110...127V. În acest caz, ar trebui să suni din nou transformatorul și să găsești a doua jumătate a înfășurării. După aceasta, conectați jumătățile înfășurărilor în serie și porniți-le din nou. Dacă lumina se stinge, atunci înfășurările sunt conectate corect. În caz contrar, schimbați capetele uneia dintre semiînfășurarile găsite.

Deci, vom presupune că înfășurarea primară a fost găsită și transformatorul a fost conectat la rețea. Următorul lucru pe care trebuie să-l faceți este să măsurați curentul fără sarcină al înfășurării primare. Pentru un transformator de lucru, nu este mai mult de 10...15% din curentul nominal sub sarcină. Deci, pentru transformator, ale cărui date sunt prezentate în Figura 2, atunci când este alimentat de la o rețea de 220V, curentul fără sarcină ar trebui să fie în intervalul 0,07...0,1A, adică. nu mai mult de o sută de miliamperi.

Orez. 2. Transformator TPP-281

Cum se măsoară curentul fără sarcină al unui transformator

Curentul fără sarcină trebuie măsurat cu un ampermetru AC. În acest caz, în momentul conectării la rețea, cablurile ampermetrului trebuie să fie scurtcircuitate, deoarece curentul la pornirea transformatorului poate fi de o sută sau de mai multe ori mai mare decât cel nominal. În caz contrar, ampermetrul se poate arde pur și simplu. Apoi, deschideți cablurile ampermetrului și priviți rezultatul. În timpul acestui test, lăsați transformatorul să funcționeze timp de 15...30 de minute și asigurați-vă că nu are loc o încălzire vizibilă a înfășurării.

Următorul pas este măsurarea tensiunii pe înfășurările secundare fără sarcină - tensiune în circuit deschis. Să presupunem că transformatorul are două înfășurări secundare, iar tensiunea fiecăreia este de 24V. Aproape ceea ce este necesar pentru amplificatorul discutat mai sus. În continuare, verificăm capacitatea de încărcare a fiecărei înfășurări.

Pentru a face acest lucru, trebuie să conectați o sarcină la fiecare înfășurare, în mod ideal un reostat de laborator și, modificându-i rezistența, asigurați-vă că tensiunea de pe înfășurare scade cu 10-15%. Aceasta poate fi considerată sarcina optimă pentru o înfășurare dată.

Odată cu măsurarea tensiunii, se măsoară și curentul. Dacă reducerea tensiunii indicată are loc la un curent de, de exemplu, 1 A, atunci acesta este curentul nominal pentru înfășurarea testată. Măsurătorile ar trebui să înceapă prin a seta glisorul reostatului R1 în poziția corectă, conform diagramei.

Figura 3. Circuit de testare pentru înfășurarea secundară a transformatorului

În loc de reostat, puteți folosi ca sarcină becuri sau o bucată de spirală dintr-o sobă electrică. Ar trebui să începeți să măsurați cu o bucată lungă de spirală sau prin conectarea unui bec. Pentru a crește sarcina, puteți scurta treptat spirala atingând-o cu un fir în puncte diferite, sau prin creșterea numărului de lămpi conectate una câte una.

Pentru a alimenta amplificatorul, este necesară o înfășurare cu un punct de mijloc (vezi articolul). Conectam două înfășurări secundare în serie și măsurăm tensiunea. Ar trebui să fie 48V, punctul de conectare al înfășurărilor va fi punctul de mijloc. Dacă, ca rezultat al măsurării, tensiunea la capetele înfășurărilor conectate în serie este zero, atunci capetele uneia dintre înfășurări ar trebui schimbate.

În acest exemplu, totul s-a dovedit aproape cu succes. Dar mai des se întâmplă ca transformatorul să fie rebobinat, lăsând doar înfășurarea primară, care este aproape jumătate din luptă. Cum se calculează un transformator este un subiect pentru un alt articol aici am vorbit doar despre cum să determinăm parametrii unui transformator necunoscut.

Într-o gospodărie, poate fi necesară dotarea iluminatului în zonele umede: subsol sau pivniță etc. Aceste camere au un risc crescut de electrocutare.
În aceste cazuri, ar trebui să utilizați echipamente electrice proiectate pentru tensiune de alimentare redusă,nu mai mult de 42 de volți.
Puteți folosi o lanternă alimentată cu baterii sau un transformator coborâtor de la 220 volți la 36 volți.
Vom calcula și fabrica un transformator de putere monofazat 220/36 volți, cu o tensiune de ieșire de 36 volți alimentat de o rețea electrică de curent alternativ de 220 volți.

Pentru a ilumina astfel de premise Un bec electric se va descurca bine la 36 Volți și o putere de 25 - 60 Wați. Astfel de becuri cu o bază pentru o priză electrică obișnuită sunt vândute în magazinele de produse electrice.
Dacă găsiți un bec cu o putere diferită, de exemplu 40 de wați, nu aveți de ce să vă faceți griji - va fi și asta. Doar că transformatorul va fi făcut cu rezervă de putere.

SA FACEM UN CALCUL MAI SIMPLU AL UNUI TRANSFORMATOR DE 220/36 VOTI.

Putere în circuitul secundar: P_2 = U_2 I_2 = 60 wați

Unde:
P_2 – putere la ieșirea transformatorului, setăm 60 wați;
U_2 - tensiune la ieșirea transformatorului, setăm 36 volți;
I _2 - curent în circuitul secundar, în sarcină.

Eficiența unui transformator cu o putere de până la 100 de wați nu este de obicei mai mare de η = 0,8.
Eficiența determină cât de mult din puterea consumată din rețea merge la sarcină. Restul merge la încălzirea firelor și a miezului. Această putere este pierdută iremediabil.
Să determinăm puterea consumată de transformator din rețea, luând în considerare pierderile:

P_1 = P_2 / η = 60 / 0,8 = 75 wați.

Puterea este transferată de la înfășurarea primară la secundară prin fluxul magnetic din miezul magnetic P_1, putere consumat dintr-o rețea de 220 volți, depinde de aria secțiunii transversale a circuitului magnetic S.

Miezul magnetic este un miez în formă de W sau în formă de O, realizat din foi de oțel pentru transformator. Miezul va conține înfășurările primare și secundare ale firului.

Aria secțiunii transversale a circuitului magnetic este calculată prin formula:

S = 1,2 · √P_1.

Unde:
S - aria în centimetri pătrați,
P_1 - puterea rețelei primare în wați.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 cm².

Valoarea lui S este utilizată pentru a determina numărul de spire w pe volt folosind formula:

w = 50/S

În cazul nostru, aria secțiunii transversale a miezului este S = 10,4 cm2.

w = 50/10,4 = 4,8 spire la 1 volt.

Să calculăm numărul de spire în înfășurările primare și secundare.

Numărul de spire în înfășurarea primară la 220 volți:

W1 = U_1 · w = 220 · 4,8 = 1056 spire.

Numărul de spire în înfășurarea secundară la 36 volți:

W2 = U_2 w = 36 4,8 = 172,8 spire,

rotunjiți până la 173 de ture.

În modul de sarcină, poate exista o pierdere vizibilă a unei părți a tensiunii peste rezistența activă a firului înfășurării secundare. Prin urmare, pentru ei se recomandă să se ia numărul de ture cu 5-10% mai mult decât a fost calculat. Să luăm W2 = 180 de ture.

Mărimea curentului în înfășurarea primară a transformatorului:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 amperi.

Curentul în înfășurarea secundară a transformatorului:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 amperi.

Diametrele firelor înfășurărilor primare și secundare sunt determinate de valorile curenților din acestea pe baza densității admisibile de curent, a numărului de amperi pe 1 milimetru pătrat de suprafață a conductorului. Pentru transformatoare, densitatea curentului, pentru sârmă de cupru, Se acceptă 2 A/mm².

La această densitate de curent, diametrul firului fără izolație în milimetri este determinat de formula: d = 0,8√I.

Pentru înfășurarea primară, diametrul firului va fi:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 mm. Să luăm 0,5 mm.

Diametrul firului pentru înfășurarea secundară:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 mm. Să luăm 1,1 mm.

DACĂ NU EXISTĂ NU ESTE SĂRMĂ CU DIAMETRUL NECESAR, apoi puteți lua mai multe fire mai subțiri conectate în paralel. Aria totală a secțiunii lor transversale nu trebuie să fie mai mică decât cea corespunzătoare firului calculat.

Aria secțiunii transversale a firului este determinată de formula:

s = 0,8 d².

unde: d - diametrul firului.

De exemplu: nu am putut găsi un fir pentru înfășurarea secundară cu diametrul de 1,1 mm.

Aria secțiunii transversale a firului este de 1,1 mm în diametru. este egal cu:

s = 0,8 d² = 0,8 1,1² = 0,8 1,21 = 0,97 mm².

Să rotunjim până la 1,0 mm².

DinMeseselectăm diametrele a două fire, suma suprafețelor secțiunilor lor transversale este de 1,0 mm².

De exemplu, acestea sunt două fire cu un diametru de 0,8 mm. și o suprafață de 0,5 mm².

Sau doua fire:
- primul cu diametrul de 1,0 mm. și aria secțiunii transversale 0,79 mm²,
- al doilea cu diametrul de 0,5 mm. și o suprafață a secțiunii transversale de 0,196 mm².
care însumează: 0,79 + 0,196 = 0,986 mm².

Bobina este înfășurată cu două fire simultan; se menține cu strictețe un număr egal de spire ale ambelor fire. Începuturile acestor fire sunt conectate între ele. Capetele acestor fire sunt de asemenea conectate.

Se dovedește ca un singur fir cu secțiunea transversală totală a două fire.

Un dispozitiv electric - un transformator - este utilizat pentru a converti tensiunea alternativă de intrare în alta - de ieșire, de exemplu: 220 V la 12 V (această conversie se realizează folosind un transformator descendente). Înainte de a vă da seama cum să calculați un transformator, trebuie să cunoașteți mai întâi structura acestuia.

Cel mai simplu transformator este un aranjament al unui miez magnetic și înfășurări de 2 tipuri: primar și secundar, special înfășurat pe el. Înfășurarea primară primește tensiunea alternativă alimentată de la rețea (ex: 220 V), iar înfășurarea secundară, prin cuplare inductivă, creează o altă tensiune alternativă. Diferența de ture în înfășurări afectează tensiunea de ieșire.

Calculul unui transformator în formă de w

1. Să luăm în considerare, ca exemplu, procesul de calcul al unui transformator convențional în formă de W. Să presupunem că sunt dați următorii parametri: curentul de sarcină i2=0,5A, tensiunea de ieșire (tensiunea înfășurării secundare) U2=12V, tensiunea rețelei U1=220V.
2. Primul indicator determină puterea de ieșire: P2=U2ˣi2=12ˣ0.5=6 (W). Aceasta înseamnă că o astfel de putere necesită utilizarea unui miez magnetic cu o secțiune transversală de aproximativ 4 cm² (S=4).
3. Apoi se determină numărul de spire necesare pentru un volt. Formula pentru acest tip de transformator este: K=50/S=50/4=12,5 (turi/volți).
4. Apoi, determinați numărul de spire în înfășurarea primară: W1=U1ˣK=220ˣ12.5=2750 (spire). Și apoi numărul de spire situat în înfășurarea secundară: W2=U2ˣK=12ˣ12.5=150.
5. Calculați puterea curentului care apare în înfășurarea primară după cum urmează: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30mA Acest lucru vă va permite să calculați dimensiunea diametrului firului așezat în primar înfăşurat şi nedotat cu izolaţie . Se știe că curentul maxim pentru un fir de cupru este de 5 amperi pe mm², din care rezultă că: d1=5A/(1/i1)=5A/(1/0.03A)=0.15 (mm) .
6. Ultimul pas este de a calcula diametrul firului de înfășurare secundară folosind formula d2=0,025ˣ√i2, cu valoarea lui i2 utilizată în miliamperi (mA): d2=0,025ˣ22,4=0,56 (mm).

Cum se calculează puterea transformatorului

1. Aflați în prealabil tensiunea disponibilă pe înfășurarea secundară și curentul maxim de sarcină. Apoi înmulțiți factorul de 1,5 cu curentul maxim de sarcină (măsurat în amperi). Aceasta va determina înfășurarea celui de-al doilea transformator (tot în amperi).
2. Determinați puterea pe care o consumă redresorul din înfășurarea secundară a transformatorului care se calculează: înmulțiți curentul maxim care trece prin acesta cu tensiunea înfășurării secundare.
3. Calculați puterea transformatorului înmulțind puterea secundară maximă cu 1,25.

Dacă trebuie să determinați puterea transformatorului care va fi necesară pentru scopuri specifice, atunci trebuie să însumați puterea dispozitivelor instalate consumatoare de energie cu 20%, astfel încât să aibă o rezervă. De exemplu, dacă aveți o bandă LED de 10 m care consumă 48 de wați, atunci trebuie să adăugați 20% la acest număr. Rezultatul este de 58 de wați - puterea minimă a transformatorului care va trebui instalat.

Cum se calculează un transformator de curent

Principala trăsătură caracteristică a unui transformator este raportul de transformare, care indică cât de mult se vor schimba principalii parametri ai curentului datorită trecerii acestuia prin acest dispozitiv.

Dacă raportul de transformare depășește 1, atunci transformatorul este un transformator step-down, iar dacă este mai mic decât acest indicator, atunci este un transformator step-up.

1. Un transformator convențional este format din două bobine. Decideți numărul de spire ale bobinelor N1 și N2, care sunt conectate printr-un circuit magnetic. Aflați raportul de transformare k împărțind numărul de spire ale bobinei primare N1 conectate la sursa de curent la numărul de spire ale bobinei N2 la care este conectată sarcina: k=N1/N2.
2. Măsurați forța electromotoare (EMF) pe ambele înfășurări ale transformatorului ε1 și ε2 dacă nu este posibil să aflați numărul de spire din ele. Acest lucru se poate face astfel: conectați înfășurarea primară la sursa de curent. Rezultatul este așa-numita turație în gol. Folosind un tester, determinați tensiunea pe fiecare înfășurare. Va corespunde EMF al înfășurării măsurate. Nu uitați că pierderile de energie rezultate din cauza rezistenței înfășurării sunt atât de mici încât pot fi neglijate. Coeficientul de transformare se calculează prin raportul dintre EMF al înfășurării primare și EMF al secundarului: k= ε1/ε2.
3. Aflați raportul de transformare al unui transformator în funcțiune atunci când consumatorul este conectat la înfășurarea secundară. Determinați-l împărțind curentul din înfășurarea primară I1 la curentul rezultat din înfășurarea secundară I2. Măsurați curentul conectând testerul în serie (trecut în modul de funcționare ampermetrului) la înfășurări: k=I1/I2.

Un dispozitiv electric - un transformator - este utilizat pentru a converti tensiunea alternativă de intrare în alta - de ieșire, de exemplu: 220 V la 12 V (această conversie se realizează folosind un transformator descendente). Înainte de a vă da seama cum să calculați un transformator, trebuie să cunoașteți mai întâi structura acestuia.

Cel mai simplu transformator este un aranjament al unui miez magnetic și înfășurări de 2 tipuri: primar și secundar, special înfășurat pe el. Înfășurarea primară primește tensiunea alternativă alimentată de la rețea (ex: 220 V), iar înfășurarea secundară, prin cuplare inductivă, creează o altă tensiune alternativă. Diferența de ture în înfășurări afectează tensiunea de ieșire.

Calculul unui transformator în formă de w

1. Să luăm în considerare, ca exemplu, procesul de calcul al unui transformator convențional în formă de W. Să presupunem că sunt dați următorii parametri: curentul de sarcină i2=0,5A, tensiunea de ieșire (tensiunea înfășurării secundare) U2=12V, tensiunea rețelei U1=220V.
2. Primul indicator determină puterea de ieșire: P2=U2ˣi2=12ˣ0.5=6 (W). Aceasta înseamnă că o astfel de putere necesită utilizarea unui miez magnetic cu o secțiune transversală de aproximativ 4 cm² (S=4).
3. Apoi se determină numărul de spire necesare pentru un volt. Formula pentru acest tip de transformator este: K=50/S=50/4=12,5 (turi/volți).
4. Apoi, determinați numărul de spire în înfășurarea primară: W1=U1ˣK=220ˣ12.5=2750 (spire). Și apoi numărul de spire situat în înfășurarea secundară: W2=U2ˣK=12ˣ12.5=150.
5. Calculați puterea curentului care apare în înfășurarea primară după cum urmează: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30mA Acest lucru vă va permite să calculați dimensiunea diametrului firului așezat în primar înfăşurat şi nedotat cu izolaţie . Se știe că curentul maxim pentru un fir de cupru este de 5 amperi pe mm², din care rezultă că: d1=5A/(1/i1)=5A/(1/0.03A)=0.15 (mm) .
6. Ultimul pas este de a calcula diametrul firului de înfășurare secundară folosind formula d2=0,025ˣ√i2, cu valoarea lui i2 utilizată în miliamperi (mA): d2=0,025ˣ22,4=0,56 (mm).

Cum se calculează puterea transformatorului

1. Aflați în prealabil tensiunea disponibilă pe înfășurarea secundară și curentul maxim de sarcină. Apoi înmulțiți factorul de 1,5 cu curentul maxim de sarcină (măsurat în amperi). Aceasta va determina înfășurarea celui de-al doilea transformator (tot în amperi).
2. Determinați puterea pe care o consumă redresorul din înfășurarea secundară a transformatorului care se calculează: înmulțiți curentul maxim care trece prin acesta cu tensiunea înfășurării secundare.
3. Calculați puterea transformatorului înmulțind puterea secundară maximă cu 1,25.

Dacă trebuie să determinați puterea transformatorului care va fi necesară pentru scopuri specifice, atunci trebuie să însumați puterea dispozitivelor instalate consumatoare de energie cu 20%, astfel încât să aibă o rezervă. De exemplu, dacă aveți o bandă LED de 10 m care consumă 48 de wați, atunci trebuie să adăugați 20% la acest număr. Rezultatul este de 58 de wați - puterea minimă a transformatorului care va trebui instalat.

Cum se calculează un transformator de curent

Principala trăsătură caracteristică a unui transformator este raportul de transformare, care indică cât de mult se vor schimba principalii parametri ai curentului datorită trecerii acestuia prin acest dispozitiv.

Dacă raportul de transformare depășește 1, atunci transformatorul este un transformator step-down, iar dacă este mai mic decât acest indicator, atunci este un transformator step-up.

1. Un transformator convențional este format din două bobine. Decideți numărul de spire ale bobinelor N1 și N2, care sunt conectate printr-un circuit magnetic. Aflați raportul de transformare k împărțind numărul de spire ale bobinei primare N1 conectate la sursa de curent la numărul de spire ale bobinei N2 la care este conectată sarcina: k=N1/N2.
2. Măsurați forța electromotoare (EMF) pe ambele înfășurări ale transformatorului ε1 și ε2 dacă nu este posibil să aflați numărul de spire din ele. Acest lucru se poate face astfel: conectați înfășurarea primară la sursa de curent. Rezultatul este așa-numita turație în gol. Folosind un tester, determinați tensiunea pe fiecare înfășurare. Va corespunde EMF al înfășurării măsurate. Nu uitați că pierderile de energie rezultate din cauza rezistenței înfășurării sunt atât de mici încât pot fi neglijate. Coeficientul de transformare se calculează prin raportul dintre EMF al înfășurării primare și EMF al secundarului: k= ε1/ε2.
3. Aflați raportul de transformare al unui transformator în funcțiune atunci când consumatorul este conectat la înfășurarea secundară. Determinați-l împărțind curentul din înfășurarea primară I1 la curentul rezultat din înfășurarea secundară I2. Măsurați curentul conectând testerul în serie (trecut în modul de funcționare ampermetrului) la înfășurări: k=I1/I2.

Determinarea puterii transformatorului de putere

Cum să afli puterea unui transformator?

Pentru fabricarea surselor de alimentare pentru transformatoare, este necesar un transformator de putere monofazat, care reduce tensiunea alternativă a rețelei de 220 de volți la 12-30 de volți necesari, care este apoi rectificată de o punte de diode și filtrată de un condensator electrolitic. Aceste transformări ale curentului electric sunt necesare deoarece orice echipament electronic este asamblat pe tranzistoare și microcircuite, care necesită de obicei o tensiune de cel mult 5-12 volți.

Pentru a asambla singur sursa de alimentare. un radioamator începător trebuie să găsească sau să cumpere un transformator potrivit pentru viitoarea sursă de alimentare. În cazuri excepționale, puteți face singur un transformator de putere. Astfel de recomandări pot fi găsite pe paginile cărților vechi despre electronice radio.

Dar în zilele noastre este mai ușor să găsești sau să cumperi un transformator gata făcut și să-l folosești pentru a-ți crea propria sursă de alimentare.

Calculul complet și producția independentă a unui transformator pentru un radioamator începător este o sarcină destul de dificilă. Dar există o altă cale. Puteți folosi un transformator folosit, dar care poate fi reparat. Pentru a alimenta majoritatea modelelor de casă, este suficientă o sursă de alimentare cu putere redusă, cu o putere de 7-15 wați.

Dacă transformatorul este achiziționat într-un magazin, atunci, de regulă, nu există probleme speciale cu selectarea transformatorului potrivit. Noul produs are toți parametrii principali indicați, cum ar fi putere. tensiune de intrare. tensiune de ieșire. precum și numărul de înfășurări secundare, dacă există mai multe.

Dar ce se întâmplă dacă dai peste un transformator care a funcționat deja pe un dispozitiv și vrei să-l refolosești pentru a-ți proiecta propria sursă de alimentare? Cum se determină puterea unui transformator, cel puțin aproximativ? Puterea transformatorului este un parametru foarte important, deoarece fiabilitatea sursei de alimentare sau a altui dispozitiv pe care îl asamblați va depinde direct de aceasta. După cum știți, puterea consumată de un dispozitiv electronic depinde de curentul pe care îl consumă și de tensiunea necesară pentru funcționarea sa normală. Aproximativ această putere poate fi determinată prin înmulțirea curentului consumat de dispozitiv ( eu n la tensiunea de alimentare a dispozitivului ( U n). Cred că mulți sunt familiarizați cu această formulă de la școală.

Să ne uităm la determinarea puterii unui transformator folosind un exemplu real. Ne vom antrena pe transformatorul TP114-163M. Acesta este un transformator de tip armură, care este asamblat din plăci drepte și în formă de W ștanțate. Este demn de remarcat faptul că transformatoarele de acest tip nu sunt cele mai bune în ceea ce privește eficienţă (Eficienţă). Dar vestea bună este că astfel de transformatoare sunt răspândite, folosite adesea în electronică și pot fi găsite cu ușurință pe rafturile magazinelor de radio sau în echipamentele radio vechi și defecte. În plus, sunt mai ieftine decât transformatoarele toroidale (sau, cu alte cuvinte, inelare), care au o eficiență ridicată și sunt folosite în echipamente radio destul de puternice.

Deci, înaintea noastră este transformatorul TP114-163M. Să încercăm să-i determinăm aproximativ puterea. Ca bază pentru calcule, vom lua recomandări din cartea populară a lui V.G. Borisov „Tânărul radioamator”.

Pentru a determina puterea unui transformator, este necesar să se calculeze secțiunea transversală a miezului său magnetic. În raport cu transformatorul TP114-163M, miezul magnetic este un set de plăci ștanțate în formă de W și drepte din oțel electric. Deci, pentru a determina secțiunea transversală, este necesar să înmulțiți grosimea setului de plăci (vezi fotografia) cu lățimea lobului central al plăcii în formă de W.

La calcul trebuie să respectați dimensiunile. Este mai bine să măsurați grosimea setului și lățimea petalei centrale în centimetri. Calculele trebuie făcute și în centimetri. Deci, grosimea setului transformatorului studiat a fost de aproximativ 2 centimetri.

Apoi, măsurați lățimea petalei centrale cu o riglă. Aceasta este o sarcină mai dificilă. Faptul este că transformatorul TP114-163M are un set dens și un cadru din plastic. Prin urmare, petala centrală a plăcii în formă de W este practic invizibilă este acoperită de placă și este destul de dificil să-i determinăm lățimea.

Lățimea petalei centrale poate fi măsurată în lateral, prima placă în formă de W din spațiul dintre cadrul de plastic. Prima placă nu este completată de o placă dreaptă și, prin urmare, marginea lobului central al plăcii în formă de W este vizibilă. Lățimea sa era de aproximativ 1,7 centimetri. Deși calculul dat este indicativ. dar este totuși de dorit să se efectueze măsurători cât mai precis posibil.

Înmulțim grosimea setului de miez magnetic ( 2 cm.) și lățimea lobului central al plăcii ( 1,7 cm.). Obținem secțiunea transversală a circuitului magnetic - 3,4 cm 2. În continuare avem nevoie de următoarea formulă.

Unde S- aria secțiunii transversale a circuitului magnetic; P tr— puterea transformatorului; 1,3 — coeficientul mediu.

După câteva transformări simple, obținem o formulă simplificată pentru calcularea puterii unui transformator pe baza secțiunii transversale a miezului său magnetic. Iat-o.

Să înlocuim valoarea secțiunii în formulă S = 3,4 cm2. pe care le-am primit mai devreme.

În urma calculelor, obținem valoarea aproximativă a puterii transformatorului

7 wați. Un astfel de transformator este suficient pentru a asambla o sursă de alimentare pentru un amplificator audio monofonic de 3-5 wați, de exemplu, bazat pe cipul de amplificator TDA2003.

Iată încă unul dintre transformatoare. Etichetat ca PDPC24-35. Acesta este unul dintre reprezentanții transformatoarelor - „bebeluși”. Transformatorul este foarte miniatural și, desigur, de putere redusă. Lățimea petalei centrale a plăcii în formă de W este de numai 6 milimetri (0,6 cm).

Grosimea setului de plăci ale întregului circuit magnetic este de 2 centimetri. Conform formulei, puterea acestui mini-transformator este egală cu aproximativ 1 W.

Acest transformator are două înfășurări secundare, al căror curent maxim admisibil este destul de mic, în valoare de zeci de miliamperi. Un astfel de transformator poate fi folosit doar pentru alimentarea circuitelor cu un consum redus de curent.

9zip.ru Tube electronic hi-end și retro Calculator online pentru calcularea puterii totale a unui transformator pe baza mărimii circuitului magnetic

Nu este un secret pentru nimeni că radioamatorii sunt adesea transformatoare de vânt independent pentru a se potrivi nevoilor lor. La urma urmei, nu este întotdeauna posibil să găsiți, de exemplu, un transformator de rețea gata făcut. Această întrebare devine mai relevantă atunci când aveți nevoie de un anod-filament sau un transformator de ieșire pentru un amplificator cu tub. Tot ce rămâne este să vă aprovizionați cu sârmă și să alegeți miezuri bune.

Uneori nu este ușor să obțineți miezul magnetic necesar și trebuie să alegeți dintre ceea ce este disponibil. Pentru a calcula rapid puterea totală, a fost scris calculatorul online oferit aici. Pe baza dimensiunilor miezului, puteți efectua rapid toate calculele necesare, care sunt efectuate folosind formula de mai jos, pentru două tipuri: PL și SHL.

Introduceți dimensiunile circuitului magnetic al miezului transformatorului. Ajustați alte valori dacă este necesar. Mai jos veți vedea puterea totală calculată a transformatorului, care poate fi realizată pe un astfel de miez, conform formulei:

Și o mică întrebare frecventă:

Este posibil să folosiți fier de la transformatoarele UPS pentru a face transformatoare de ieșire?

La aceste transformatoare, plăcile au o grosime de 0,5 mm, ceea ce nu este binevenit în audio. Dar dacă vrei, poți. Când se calculează ieșirile, ar trebui să se procedeze de la parametrii de 0,5 T la o frecvență de 30 Hz. Când calculați forțele de securitate pe acest hardware, ar trebui să setați nu mai mult de 1,2 T.

Este posibil să folosiți plăci de la diferite transformatoare?

Dacă au aceeași dimensiune, atunci da. Pentru a face acest lucru, ar trebui să le amestecați.

Cum să asamblați corect un circuit magnetic?

Pentru o ieșire cu un singur ciclu, puteți plasa cele două plăci exterioare Sh pe partea opusă, așa cum se face adesea în TVZ-urile din fabrică. Puneți plăcile I în golul prin hârtie, cu 2 bucăți mai puțin. Luând transformatorul astfel încât plăcile I să fie în partea de jos, așezați-l pe o placă metalică groasă și plată cu o lovitură ușoară. Acest lucru se poate face de mai multe ori, monitorizând procesul cu un inductametru, pentru a obține aceeași pereche de transformatoare.

Cum se determină puterea unui transformator folosind un circuit magnetic?

Pentru amplificatoarele push-pull, trebuie să împărțiți puterea totală a fierului de călcat la 6-7. Pentru cele cu un singur capăt - 10-12 pentru o triodă și 20 pentru un tetrod-pentod.

Cum să strângeți un transformator de putere, este necesar să lipiți miezul magnetic?

Dacă doriți să lipiți, atunci utilizați lipici lichid. Aplicam o constanta de 5-15 volti infasurarii primare pentru a obtine un curent de aproximativ 0,2A. În acest caz, potcoavele se vor strânge fără deformare. După aceasta, puteți pune bandajul, îl puteți strânge cu grijă și îl puteți lăsa până când lipiciul se usucă.

Cum se îndepărtează lacul care acoperă transformatoarele UPS?

Înmuiați câteva zile în acetonă sau fierbeți câteva ore în apă. După aceasta, lacul trebuie îndepărtat. Îndepărtarea mecanică a lacului este inacceptabilă, deoarece vor apărea bavuri și plăcile se vor scurtcircuita între ele.

Aceste transformatoare sunt potrivite oriunde fără dezasamblare și rebobinare?

Dacă au o înfășurare suplimentară (aproximativ 30 de volți), atunci conectându-l în serie cu primarul, puteți obține un transformator incandescent puternic. Dar trebuie să te uiți la curentul fără sarcină, pentru că... aceste transformatoare nu sunt proiectate să reziste mult și de multe ori nu sunt bobinate așa cum ne-am dori să fie.

Tipuri de miezuri magnetice ale transformatoarelor de putere.

Miezul magnetic al transformatorului de joasă frecvență este format din plăci de oțel. Folosirea laminatelor în locul unui miez solid reduce curenții turbionari, ceea ce crește eficiența și reduce căldura.

Miezurile magnetice de tip 1, 2 sau 3 sunt produse prin ștanțare.
Miezurile magnetice de tipurile 4, 5 sau 6 sunt produse prin înfășurarea unei benzi de oțel pe un șablon, iar miezurile magnetice de tipurile 4 și 5 sunt apoi tăiate în jumătate.

1, 4 – blindate,
2, 5 – tijă,
6, 7 – inel.

Pentru a determina secțiunea transversală a circuitului magnetic, trebuie să înmulțiți dimensiunile „A” și „B”. Pentru calculele din acest articol, se utilizează dimensiunea secțiunii în centimetri.

Transformatoare cu tijă răsucită poziţia 1 şi miezuri magnetice blindate poziţia 2.

Transformatoare cu miezuri magnetice blindate ștanțate, poziția 1 și miezuri magnetice cu miez, poziția 2.

Transformatoare cu miezuri magnetice cu inel răsucit.

Cum se determină puterea totală a unui transformator.

Puterea totală a unui transformator poate fi determinată aproximativ de secțiunea transversală a miezului magnetic. Adevărat, eroarea poate fi de până la 50%, iar acest lucru se datorează mai multor factori. Puterea totală depinde direct de caracteristicile de proiectare ale miezului magnetic, de calitatea și grosimea oțelului utilizat, de dimensiunea ferestrei, de cantitatea de inducție, de secțiunea transversală a firului de înfășurare și chiar de calitatea izolației dintre plăcile individuale.

Cu cât transformatorul este mai ieftin, cu atât puterea sa totală relativă este mai mică.
Desigur, prin experimente și calcule este posibil să se determine puterea maximă a unui transformator cu o precizie ridicată, dar nu are mare rost în acest lucru, deoarece în timpul fabricării transformatorului, toate acestea sunt deja luate în considerare și reflectate în numărul de spire ale înfășurării primare.
Deci, atunci când determinați puterea, puteți fi ghidat de aria secțiunii transversale a setului de plăci care trec prin cadru sau rame, dacă există două dintre ele.

P = B * S² / 1,69

Unde:
P- putere în wați,
B- inducție în Tesla,
S– secțiune transversală în cm²,
1,69 – coeficient constant.

În primul rând, determinăm secțiunea transversală, pentru care înmulțim dimensiunile A și B.

S = 2,5 * 2,5 = 6,25 cm²

Apoi înlocuim dimensiunea secțiunii transversale în formulă și obținem puterea. Am ales inducția 1.5Tc, deoarece am un circuit magnetic torsadat blindat.

P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Watt

Dacă trebuie să determinați secțiunea transversală necesară a manipulatorului pe baza puterii cunoscute, puteți utiliza următoarea formulă:

S = ²√ (P * 1,69 / B)

Este necesar să se calculeze secțiunea transversală a unui circuit magnetic ștanțat blindat pentru fabricarea unui transformator de 50 de wați.

S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8cm²

Mărimea inducției poate fi găsită în tabel. Nu ar trebui să utilizați valori maxime de inducție, deoarece acestea pot varia foarte mult pentru nucleele magnetice de calitate diferită.

Valori indicative maxime ale inducției.

Într-o gospodărie, poate fi necesară dotarea iluminatului în zonele umede: subsol sau pivniță etc. Aceste camere au un risc crescut de electrocutare.

În aceste cazuri, ar trebui să utilizați echipamente electrice proiectate pentru o tensiune de alimentare redusă, nu mai mult de 42 de volți.
Puteți folosi o lanternă electrică alimentată cu baterii sau un transformator coborâtor de la 220 de volți la 36 de volți.

De exemplu, să calculăm și să fabricăm un transformator de putere monofazat de 220/36 volți.
Pentru a ilumina astfel de încăperi, este potrivit un bec electric de 36 de volți cu o putere de 25-60 de wați. Astfel de becuri cu o bază pentru o priză standard sunt vândute în magazinele de produse electrice.

Dacă găsiți un bec cu o putere diferită, de exemplu 40 de wați. Nu e nimic de îngrijorat - va face și ea. Doar că transformatorul nostru va fi făcut cu rezervă de putere.

SA FACEM UN CALCUL MAI SIMPLU AL UNUI TRANSFORMATOR DE 220/36 VOTI.

Putere secundara: P2 = U2 I2 = 60 wați

Unde:
P2– putere la ieșirea transformatorului, o setăm la 60 wați;
U2- tensiune la ieșirea transformatorului, setăm 36 volți;
I2- curent în circuitul secundar, în sarcină.

Eficiența transformatorului până la 100 de wați de obicei egal cu nu mai mult &51; = 0,8 .
Eficiența determină cât de mult din puterea consumată din rețea merge la sarcină. Restul merge la încălzirea firelor și a miezului. Această putere este pierdută iremediabil.

Să determinăm puterea consumată de transformator din rețea, luând în considerare pierderile:

P1 = P2 / = 60 / 0,8 = 75 wați.

Puterea este transferată de la înfășurarea primară la cea secundară prin fluxul magnetic din circuitul magnetic. Prin urmare, din valoarea lui P1. puterea consumată dintr-o rețea de 220 volți. Aria secțiunii transversale a circuitului magnetic S depinde.

Miezul magnetic este un miez în formă de W sau O, realizat din foi de oțel pentru transformator. Miezul va conține un cadru cu înfășurări primare și secundare.

Aria secțiunii transversale a circuitului magnetic este calculată prin formula:

Unde:
S- suprafata in centimetri patrati,
P1- puterea rețelei primare în wați.

S = 1,2 √75 = 1,2 8,66 = 10,4 cm².

După valoare S Numărul de spire w pe volt este determinat de formula:

În cazul nostru, aria secțiunii transversale a miezului este S = 10,4 cm2.

w = 50 / 10,4 = 4,8 spire la 1 volt.

Să calculăm numărul de spire în înfășurările primare și secundare.

Numărul de spire în înfășurarea primară la 220 volți:

W1 = U1 w = 220 4,8 = 1056 spire.

Numărul de spire în înfășurarea secundară la 36 volți:

W2 = U2 w = 36 4,8 = 172,8 spire, rotunjite la 173 spire.

În modul de sarcină, poate exista o pierdere vizibilă a unei părți a tensiunii peste rezistența activă a firului înfășurării secundare. Prin urmare, pentru ei se recomandă să se ia numărul de ture cu 5-10% mai mult decât a fost calculat. Să luăm W2 = 180 de ture.

Mărimea curentului în înfășurarea primară a transformatorului:

I1 = P1 / U1 = 75 / 220 = 0,34 amperi.

Curentul în înfășurarea secundară a transformatorului:

I2 = P2 / U2 = 60 / 36 = 1,67 amperi.

Diametrele firelor înfășurărilor primare și secundare sunt determinate de valorile curenților din acestea pe baza densității admisibile de curent, a numărului de amperi pe 1 milimetru pătrat de suprafață a conductorului. Pentru transformatoare, se presupune că densitatea de curent pentru firul de cupru este de 2 A/mm².

La această densitate de curent, diametrul firului fără izolație în milimetri este determinat de formula:

Pentru înfășurarea primară, diametrul firului va fi:

d1 = 0,8 √I 1 = 0,8 √0,34 = 0,8 * 0,58 = 0,46 mm. Să luăm 0,5 mm.

Diametrul firului pentru înfășurarea secundară:

d2 = 0,8 √I 2 = 0,8 √1,67 = 0,8 * 1,3 = 1,04 mm. Să luăm 1,1 mm.

DACĂ NU EXISTĂ NU SĂRMĂ CU DIAMETRUL NECESAR. apoi puteți lua mai multe fire mai subțiri conectate în paralel. Aria totală a secțiunii lor transversale nu trebuie să fie mai mică decât cea corespunzătoare firului calculat.

Aria secțiunii transversale a firului este determinată de formula:

Unde: d - diametrul firului.

De exemplu: Nu am putut găsi un fir pentru înfășurarea secundară cu diametrul de 1,1 mm.

Aria secțiunii transversale a unui fir cu un diametru de 1,1 mm este egală cu:

s = 0,8 d² = 0,8 1,1² = 0,8 1,21 = 0,97 mm²

Să rotunjim până la 1,0 mm².

Din tabel selectăm diametrele a două fire, a căror suma suprafețelor secțiunii transversale este egală cu 1,0 mm².

De exemplu, acestea sunt două fire cu un diametru de 0,8 mm. și o suprafață de 0,5 mm².

Sau doua fire:

Primul are un diametru de 1,0 mm. și aria secțiunii transversale 0,79 mm²,
- al doilea cu diametrul de 0,5 mm. și o suprafață a secțiunii transversale de 0,196 mm².
care însumează: 0,79 + 0,196 = 0,986 mm².

Bobina este înfășurată cu două fire simultan; se menține cu strictețe un număr egal de spire ale ambelor fire. Începuturile acestor fire sunt conectate între ele. Capetele acestor fire sunt de asemenea conectate.
Se dovedește ca un singur fir cu secțiunea transversală totală a două fire.

Program pentru calcularea transformatoarelor de putere Trans50Hz v.3.7.0.0.

Dragă utilizatorule!

Pentru a descărca un fișier de pe serverul nostru,
Faceți clic pe orice link de sub linia „Publicitate plătită:”!

Cel mai simplu calcul al unui transformator de putere

Cel mai simplu calcul al unui transformator de putere vă permite să găsiți secțiunea transversală a miezului, numărul de spire în înfășurări și diametrul firului. Tensiunea alternativă în rețea este de 220 V, mai rar 127 V și foarte rar 110 V. Pentru circuitele tranzistoare, este necesară o tensiune constantă de 10 - 15 V, în unele cazuri, de exemplu, pentru trepte puternice de ieșire de joasă frecvență. amplificatoare - 25 ÷ 50 V. Pentru alimentarea circuitelor anodului și ecranului lămpilor electronice se folosește cel mai adesea o tensiune constantă de 150 - 300 V, pentru a alimenta circuitele incandescente ale lămpilor o tensiune alternativă de 6,3 V. Toate tensiunile necesare oricărui dispozitiv sunt obtinut dintr-un transformator, care se numeste transformator de putere.

Transformatorul de putere este realizat pe un miez de oțel pliabil din plăci subțiri în formă de W, mai rar în formă de U, izolate unele de altele, precum și miezuri de bandă scobite de tipurile ShL și PL (Fig. 1).

Dimensiunile sale, sau mai precis, aria secțiunii transversale a părții mijlocii a miezului, sunt selectate ținând cont de puterea totală pe care transformatorul trebuie să o transfere din rețea către toți consumatorii săi.

Un calcul simplificat stabilește următoarea relație: secțiunea transversală a miezului S în cm², la pătrat, dă puterea totală a transformatorului în W.

De exemplu, un transformator cu un miez având laturile de 3 cm și 2 cm (plăci de tip Sh-20, grosimea stabilită 30 mm), adică cu o suprafață a secțiunii transversale a miezului de 6 cm², poate consuma 36 W de alimentare din rețea și „procesează”-o. Acest calcul simplificat dă rezultate destul de acceptabile. Și invers, dacă este nevoie de o putere de 36 W pentru a alimenta un dispozitiv electric, atunci luând rădăcina pătrată a lui 36, aflăm că secțiunea transversală a miezului ar trebui să fie de 6 cm².

De exemplu, ar trebui să fie asamblat din plăci Sh-20 cu o grosime stabilită de 30 mm sau din plăci Sh-30 cu o grosime stabilită de 20 mm sau din plăci Sh-24 cu o grosime stabilită de 25 mm și așadar pe.

Secțiunea transversală a miezului trebuie să fie adaptată la putere, astfel încât oțelul miezului să nu cadă în regiunea de saturație magnetică. Și de aici concluzia: secțiunea transversală poate fi întotdeauna luată în exces, să zicem, în loc de 6 cm², luați un miez cu o secțiune transversală de 8 cm² sau 10 cm². Nu va fi mai rău. Dar nu mai este posibil să luați un miez cu o secțiune transversală mai mică decât cea calculată, deoarece miezul va cădea în regiunea de saturație, iar inductanța înfășurărilor sale va scădea, rezistența lor inductivă va scădea, curenții vor crește , transformatorul se va supraîncălzi și se va defecta.

Un transformator de putere are mai multe înfășurări. În primul rând, rețea, conectată la o rețea cu o tensiune de 220 V, este și primară.

Pe lângă înfășurările de rețea, un transformator de rețea poate avea mai multe înfășurări secundare, fiecare cu propria sa tensiune. Un transformator pentru alimentarea circuitelor tubulare are, de obicei, două înfășurări - o înfășurare cu filament de 6,3 V și o înfășurare crescătoare pentru redresorul anod. Într-un transformator pentru alimentarea circuitelor cu tranzistori, există cel mai adesea o înfășurare care alimentează un redresor. Dacă trebuie furnizată o tensiune redusă la orice etapă sau nod de circuit, aceasta este obținută de la același redresor folosind un rezistor de stingere sau un divizor de tensiune.

Numărul de spire în înfășurări este determinat de o caracteristică importantă a transformatorului, care se numește „numărul de spire pe volt” și depinde de secțiunea transversală a miezului, de materialul său și de calitatea oțelului. Pentru tipurile obișnuite de oțel, puteți găsi „numărul de spire pe volt” împărțind 50-70 la secțiunea transversală a miezului în cm:

Deci, dacă luați un miez cu o secțiune transversală de 6 cm², atunci „numărul de spire pe volt” va fi de aproximativ 10.

Numărul de spire ale înfășurării primare a transformatorului este determinat de formula:

Aceasta înseamnă că înfășurarea primară la o tensiune de 220 V va avea 2200 de spire.

Numărul de spire ale înfășurării secundare este determinat de formula:

Dacă este necesară o înfășurare secundară de 20 V, aceasta va avea 240 de spire.

Acum selectăm firul de înfășurare. Pentru transformatoare se folosește sârmă de cupru cu izolație subțire de email (PEL sau PEV). Diametrul firului este calculat pe baza pierderilor reduse de energie din transformatorul în sine și a unei bune disipări de căldură folosind formula:

Dacă luați un fir prea subțire, atunci, în primul rând, acesta va avea rezistență mare și va genera o putere termică semnificativă.

Deci, dacă luăm că curentul înfășurării primare este de 0,15 A, atunci firul trebuie să fie de 0,29 mm.

Mai multe postări pe această temă

Cel mai simplu calcul al transformatoarelor de putere și autotransformatoarelor

Uneori trebuie să-ți faci propriul transformator de putere pentru redresor. În acest caz, cel mai simplu calcul al transformatoarelor de putere cu o putere de până la 100-200 W se efectuează după cum urmează.

Cunoscând tensiunea și curentul maxim pe care ar trebui să-l dea înfășurarea secundară (U2 și I2), aflăm puterea circuitului secundar: Dacă există mai multe înfășurări secundare, puterea se calculează prin adăugarea puterilor înfășurărilor individuale.

Puterea este transferată de la înfășurarea primară la cea secundară prin fluxul magnetic din miez. Prin urmare, aria secțiunii transversale a miezului S depinde de valoarea puterii P1, care crește odată cu creșterea puterii. Pentru un miez din oțel de transformator normal, S poate fi calculat folosind formula:

unde s este în centimetri pătrați, iar P1 este în wați.

Valoarea lui S determină numărul de spire w" pe volt. Când se utilizează oțel de transformator

Dacă trebuie să faceți un miez din oțel de o calitate mai slabă, de exemplu din tablă, fier pentru acoperiș, oțel sau sârmă de fier (trebuie mai întâi recoapte pentru a deveni moi), atunci S și w" ar trebui să crească cu 20-30 %.

În modul de sarcină, poate exista o pierdere vizibilă a unei părți a tensiunii pe rezistența înfășurărilor secundare. Prin urmare, pentru ei se recomandă să se ia numărul de ture cu 5-10% mai mult decât a fost calculat.

Curentul primar

Diametrele firelor de înfășurare sunt determinate de valorile curentului și pe baza densității de curent admisibile, care pentru transformatoare este luată în medie 2 A/mm2. La această densitate de curent, diametrul firului fără izolarea vreunei înfășurări în milimetri este determinat din tabel. 1 sau calculat prin formula:

Când nu există niciun fir cu diametrul necesar, puteți lua mai multe fire mai subțiri conectate în paralel. Aria totală a secțiunii lor transversale nu trebuie să fie mai mică decât cea corespunzătoare firului calculat. Aria secțiunii transversale a firului este determinată conform tabelului. 1 sau calculat prin formula:

Pentru înfășurările de joasă tensiune, care au un număr mic de spire de sârmă groasă și sunt situate deasupra altor înfășurări, densitatea de curent poate fi crescută la 2,5 și chiar 3 A/mm2, deoarece aceste înfășurări au o răcire mai bună. Apoi, în formula pentru diametrul firului, coeficientul constant în loc de 0,8 ar trebui să fie 0,7 sau, respectiv, 0,65.

În cele din urmă, ar trebui să verificați amplasarea înfășurărilor în fereastra de bază. Se găsește suprafața totală a secțiunii transversale a spirelor fiecărei înfășurări (prin înmulțirea numărului de spire w cu aria secțiunii transversale a firului egală cu 0,8d2iz, unde diz este diametrul firului în izolație Se poate determina din Tabelul 1, care indică și masa firului. Se adaugă zonele de secțiune transversală a tuturor înfășurărilor. și straturile lor, este necesar să se mărească suprafața găsită de 2-3 ori. Aria ferestrei de bază nu trebuie să fie mai mică decât valoarea obținută din calcul.

De exemplu, să calculăm un transformator de putere pentru un redresor care alimentează un dispozitiv cu tuburi vidate. Lăsați transformatorul să aibă o înfășurare de înaltă tensiune proiectată pentru o tensiune de 600 V și un curent de 50 mA, precum și o înfășurare pentru lămpi cu incandescență cu U = 6,3 V și I = 3 A. Tensiunea de rețea este de 220 V.

Determinăm puterea totală a înfășurărilor secundare:

Puterea circuitului primar

Găsiți aria secțiunii transversale a miezului de oțel al transformatorului:

Numărul de spire pe volt

Curentul primar

Numărul de spire și diametrul firelor înfășurărilor sunt egale:

Pentru infasurarea primara

Pentru boost boost

Pentru înfăşurarea lămpilor cu filament

Să presupunem că fereastra de miez are o suprafață în secțiune transversală de 5×3 = 15 cm2 sau 1500 mm2, iar firele selectate au următoarele diametre izolate: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3iz = 1,2 mm.

Să verificăm amplasarea înfășurărilor în fereastra de bază. Găsiți aria secțiunii transversale a înfășurărilor:

Pentru infasurarea primara

Pentru boost boost

Pentru înfăşurarea lămpilor cu filament

Suprafața totală a secțiunii transversale a înfășurărilor este de aproximativ 430 mm2.

După cum puteți vedea, este de peste trei ori mai mic decât suprafața ferestrei și, prin urmare, înfășurările se vor potrivi.

Calculul unui autotransformator are câteva caracteristici. Miezul său nu trebuie calculat pentru puterea secundară completă P2, ci numai pentru acea parte a acesteia care este transmisă de fluxul magnetic și poate fi numită putere transformată Pt.

Această putere este determinată de formulele:

Pentru autotransformator step-up

Pentru un autotransformator descendente și

Dacă autotransformatorul are robinete și va funcționa la valori diferite ale lui n, atunci în calcul este necesar să se ia valoarea lui n care este cea mai diferită de unitate, deoarece în acest caz valoarea lui Pm va fi cea mai mare și este necesar ca miezul să poată transmite o astfel de putere.

Apoi se determină puterea de proiectare P, care poate fi luată egală cu 1,15 Rt. Multiplicatorul de 1,15 aici ține cont de eficiența autotransformatorului, care este de obicei puțin mai mare decât cea a transformatorului. D

În continuare, se aplică formulele pentru calcularea ariei secțiunii transversale a miezului (pe baza puterii P), a numărului de spire pe volt și a diametrelor firelor indicate mai sus pentru transformator. Trebuie avut în vedere faptul că în partea de înfășurare care este comună circuitelor primare și secundare, curentul este egal cu I1 - I2 dacă autotransformatorul este în sus și I2 - I1 dacă este coborât.