Il calcolo più semplice di trasformatori di potenza e autotrasformatori

A volte devi creare il tuo trasformatore di alimentazione per il raddrizzatore. In questo caso, il calcolo più semplice dei trasformatori di potenza con una potenza fino a 100-200 W viene eseguito come segue.

Conoscendo la tensione e la corrente massima che deve erogare il secondario (U2 e I2), troviamo la potenza del secondario: In presenza di più secondari, la potenza si calcola sommando le potenze dei singoli avvolgimenti.

Inoltre, prendendo l'efficienza di un trasformatore di bassa potenza pari a circa l'80%, determiniamo la potenza primaria:

La potenza viene trasferita dal primario al secondario attraverso il flusso magnetico nel nucleo. Pertanto, il valore di potenza P1 dipende dall'area della sezione trasversale del nucleo S, che aumenta con l'aumentare della potenza. Per un nucleo in normale acciaio per trasformatori, S può essere calcolato utilizzando la formula:

dove s è in centimetri quadrati e P1 è in watt.

Il valore di S determina il numero di spire w' per volt. Quando si utilizza l'acciaio per trasformatori

Se è necessario realizzare un'anima di acciaio di qualità inferiore, ad esempio da stagno, ferro da copertura, acciaio o filo di ferro (devono essere preriscaldati per diventare morbidi), allora S e w' devono essere aumentati del 20-30%

Ora puoi calcolare il numero di giri delle bobine

eccetera.

In modalità di carico, potrebbe esserci una notevole perdita di parte della tensione nella resistenza degli avvolgimenti secondari. Pertanto, si consiglia di prendere il numero di turni del 5-10% in più rispetto a quanto calcolato.

Corrente primaria

I diametri dei fili dell'avvolgimento sono determinati dai valori delle correnti e si basano sulla densità di corrente ammissibile, che per i trasformatori è presa come media di 2 A / mm2. A una tale densità di corrente, il diametro del filo senza isolamento di ciascun avvolgimento in millimetri è determinato dalla tabella. 1 o calcolato dalla formula:

Quando non c'è filo del diametro richiesto, è possibile prendere diversi fili più sottili collegati in parallelo. La loro sezione trasversale totale deve essere almeno quella che corrisponde al singolo conduttore calcolato. L'area della sezione trasversale del filo è determinata in base alla tabella. 1 o calcolato dalla formula:

Per gli avvolgimenti a bassa tensione che hanno un numero ridotto di spire di filo spesso e si trovano sopra altri avvolgimenti, la densità di corrente può essere aumentata a 2,5 o anche 3 A / mm2, poiché questi avvolgimenti hanno un migliore raffreddamento. Quindi, nella formula per il diametro del filo, il fattore costante invece di 0,8 dovrebbe essere rispettivamente 0,7 o 0,65.

Infine, controlla il posizionamento delle bobine nella finestra principale.L'area della sezione trasversale totale delle spire di ciascun avvolgimento è (moltiplicando il numero di spire w per l'area della sezione trasversale del filo pari a 0,8d2 da, dove dda è il diametro del filo nel isolamento . Questo può essere determinato dalla tabella 1, che mostra anche la massa del conduttore. Vengono aggiunte le aree della sezione trasversale di tutti gli avvolgimenti. Per tenere conto approssimativamente dell'allentamento dell'avvolgimento, l'effetto del telaio dell'isolante guarnizioni tra gli avvolgimenti e i loro strati, è necessario aumentare l'area trovata di 2-3 volte L'area della finestra del nucleo non deve essere inferiore al valore ottenuto dal calcolo.

Tabella 1

Ad esempio, calcoliamo un trasformatore di alimentazione per un raddrizzatore che alimenta un dispositivo valvolare. Lascia che il trasformatore abbia un avvolgimento ad alta tensione progettato per una tensione di 600 V e una corrente di 50 mA, nonché un avvolgimento per lampade riscaldanti, con U = 6,3 V e I = 3 A. Tensione di rete 220 V.

Determina la potenza totale degli avvolgimenti secondari:

Potere primario

Trova l'area della sezione trasversale del nucleo in acciaio del trasformatore:

Numero di giri per volt

Corrente primaria

Il numero di giri e il diametro dei fili delle bobine sono uguali:

• per avvolgimento primario

• aumentare l'avvolgimento

• per l'avvolgimento di lampade ad incandescenza

Si supponga che la finestra del nucleo abbia un'area della sezione trasversale di 5×3 = 15 cm2 o 1500 mm2 e che i diametri dei conduttori isolati selezionati siano i seguenti: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.

Controlliamo il posizionamento delle bobine nella finestra principale. Troviamo l'area della sezione trasversale degli avvolgimenti:

• per avvolgimento primario

• aumentare l'avvolgimento

• per l'avvolgimento di lampade ad incandescenza

L'area della sezione trasversale totale degli avvolgimenti è di circa 430 mm2.

Come puoi vedere, è più di tre volte l'area della finestra, quindi le bobine si adatteranno.

Il calcolo dell'autotrasformatore presenta alcune particolarità. Il suo nucleo dovrebbe essere contato non per la potenza secondaria totale P2, ma solo per quella parte di essa che viene trasmessa dal flusso magnetico e può essere chiamata potenza di trasformazione RT.

Questo potere è determinato dalle formule:

— per un autotrasformatore elevatore

— per l'autotrasformatore step-down e

Se l'autotrasformatore ha prese e funzionerà a diversi valori di n, allora nel calcolo è necessario prendere il valore di n più diverso dall'unità, poiché in questo caso il valore di Pt sarà il più grande e è il nucleo necessario per poter trasmettere tale potenza.

Quindi viene determinata la potenza P calcolata, che può essere assunta come 1,15 • RT. Il fattore 1,15 qui rappresenta l'efficienza dell'autotrasformatore, che di solito è leggermente superiore a quella del trasformatore. e

Inoltre, vengono applicate le formule per il calcolo dell'area della sezione trasversale del nucleo (in relazione alla potenza P), il numero di spire per volt, i diametri dei fili sopra menzionati per il trasformatore. Si noti che nella parte di avvolgimento comune ai circuiti primario e secondario la corrente è pari a I1 — I2 se l'autotrasformatore è crescente, e I2 — I1 se è decrescente.