Den enkleste beregning af krafttransformatorer og autotransformere

Nogle gange skal man lave sin egen krafttransformator til ensretteren. I dette tilfælde udføres den enkleste beregning af krafttransformatorer med en effekt på op til 100-200 W som følger.

Ved at kende spændingen og den højeste strøm, som sekundærviklingen skal levere (U2 og I2), finder vi effekten af ​​sekundærkredsløbet: Ved tilstedeværelse af flere sekundære viklinger beregnes effekten ved at addere styrkerne af de enkelte viklinger.

Tager vi også effektiviteten af ​​en laveffekttransformator svarende til omkring 80%, bestemmer vi den primære effekt:

Strøm overføres fra den primære til den sekundære gennem den magnetiske flux i kernen. Derfor afhænger effektværdien P1 af tværsnitsarealet af kernen S, som stiger med stigende effekt. For en kerne lavet af normalt transformerstål kan S beregnes ved hjælp af formlen:

hvor s er i kvadratcentimeter og P1 er i watt.

Værdien af ​​S bestemmer antallet af omdrejninger w' pr. volt. Ved brug af transformerstål

Skal du lave en kerne af stål af ringere kvalitet, fx af blik, tagjern, stål eller jerntråd (de skal forvarmes for at blive bløde), så skal S og w' øges med 20-30 %

Nu kan du beregne antallet af vindinger af spolerne

etc.

I belastningstilstand kan der være et mærkbart tab af noget af spændingen i modstanden af ​​sekundærviklingerne. Derfor anbefales det, at de tager antallet af ture med 5-10 % mere end beregnet.

Primær strøm

Diametrene på viklingstrådene bestemmes af værdierne af strømmene og er baseret på den tilladte strømtæthed, som for transformere tages som et gennemsnit på 2 A / mm2. Ved en sådan strømtæthed bestemmes diameteren af ​​ledningen uden isolering af hver vikling i millimeter fra tabellen. 1 eller beregnet med formlen:

Når der ikke er nogen ledning med den nødvendige diameter, kan der tages flere tyndere ledninger forbundet parallelt. Deres samlede tværsnitsareal skal mindst være det, der svarer til den beregnede enkeltleder. Trådens tværsnitsareal bestemmes i henhold til tabellen. 1 eller beregnet med formlen:

For lavspændingsviklinger, der har et lille antal vindinger af tyk ledning og er placeret oven på andre viklinger, kan strømtætheden øges til 2,5 eller endda 3 A / mm2, da disse viklinger har bedre afkøling. Så i formlen for trådens diameter skal den konstante faktor i stedet for 0,8 være henholdsvis 0,7 eller 0,65.

Tjek endelig placeringen af ​​spolerne i hovedvinduet.Det samlede tværsnitsareal af vindingerne i hver vikling er (ved at gange antallet af vindinger w med tværsnitsarealet af tråden lig med 0,8d2 fra, hvor dfra er diameteren af ​​tråden i isolering. Dette kan bestemmes ud fra tabel 1, som også viser lederens masse. Tværsnitsarealerne af alle viklingerne er tilføjet For at tage hensyn til tilnærmelsesvis viklingens løshed, virkningen af ​​rammen af ​​isoleringen tætninger mellem viklingerne og deres lag, er det nødvendigt at øge det fundne areal med 2- 3 gange. Arealet af kernevinduet bør ikke være mindre end værdien opnået fra beregningen.

tabel 1

Lad os som et eksempel beregne en krafttransformator til en ensretter, der forsyner en eller anden vakuumrøranordning. Lad transformeren have en højspændingsvikling designet til en spænding på 600 V og en strøm på 50 mA, samt en vikling til varmelamper, med U = 6,3 V og I = 3 A. Netspænding 220 V.

Bestem den samlede effekt af sekundærviklingerne:

Primær magt

Find tværsnitsarealet af transformatorens stålkerne:

Antal omdrejninger pr. volt

Primær strøm

Antallet af omdrejninger og diameteren af ​​spolernes ledninger er ens:

• til primærvikling

• for at øge viklingen

• til opvikling af glødelamper

Antag, at kernevinduet har et tværsnitsareal på 5×3 = 15 cm2 eller 1500 mm2, og diametrene af de valgte isolerede ledere er som følger: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.

Lad os tjekke placeringen af ​​spolerne i hovedvinduet. Vi finder tværsnitsarealet af viklingerne:

• til primærvikling

• for at øge viklingen

• til opvikling af glødelamper

Det samlede tværsnitsareal af viklingerne er cirka 430 mm2.

Som du kan se, er det mere end tre gange arealet af vinduet, og derfor passer spolerne.

Beregningen af ​​autotransformeren har nogle ejendommeligheder. Dens kerne skal ikke tælles for den samlede sekundære effekt P2, men kun for den del af den, der transmitteres af den magnetiske flux og kan kaldes transformationseffekten RT.

Denne styrke bestemmes af formlerne:

— for en step-up autotransformer

— for step-down autotransformeren og

Hvis autotransformatoren har udtag og vil arbejde ved forskellige værdier af n, så er det i beregningen nødvendigt at tage værdien af ​​n, der er mest forskellig fra enhed, da værdien af ​​Pt i dette tilfælde vil være den største, og den er nødvendig kerne for at kunne overføre sådan strøm.

Derefter bestemmes den beregnede effekt P, som kan tages som 1,15 • RT. Faktoren 1,15 her tegner sig for autotransformatorens effektivitet, som normalt er lidt højere end transformatorens. e

Derudover anvendes formlerne til beregning af tværsnitsarealet af kernen (i forhold til effekten P), antallet af omdrejninger pr. volt, de ovennævnte ledningsdiametre til transformeren. Det skal bemærkes, at i den del af viklingen, der er fælles for de primære og sekundære kredsløb, er strømmen lig med I1 — I2, hvis autotransformatoren stiger, og I2 — I1, hvis den er faldende.