Упрощенный расчет маломощных силовых однофазных и трехфазных трансформаторов


СОДЕРЖАНИЕ:

Упрощенный расчет маломощных силовых однофазных и трехфазных трансформаторов

УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ СЕТЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

И. НИКИФОРОВ, г. Чебоксары

На страницах журнала неоднократно освещались вопросы расчета сетевых трансформаторов для «классических» блоков питания. Однако, судя по редакционной почте, эта тема по-прежнему интересует наших читателей. Предлагаемой публикацией мы отвечаем на некоторые типичные вопросы.

Один из важнейших узлов любой электронной аппаратуры — блок питания. Его основной элемент — сетевой трансформатор. В статье изложен простой метод расчета одно- и трехфазных трансформаторов мощностью до 1000 Вт для сети частотой 50 Гц.

Расчет проводят в следующем порядке:

1. Предполагают известными напряжение U2 и ток Ia вторичной обмотки.

2. Определяют полную мощность вторичной обмотки: Р2 = U2 * I2 — для однофазного трансформатора; Р2=3U2ф*I2ф — для трехфазного, где U2ф, I2ф — соответственно фазные напряжение и ток. Если вторичных обмоток несколько, вычисляют мощность каждой и суммируют все.

3. Рассчитывают мощность первичной обмотки: P1 = Р2/n, где n — КПД трансформатора; его определяют из таблицы (Вм — амплитудное значение индукции в магнитопроводе).

S1, B*A

b, А/мм 2

2 : стержневого — Q=k(P1/2f) 1/2 ; броневого (центрального керна) — Q=k(P1/f) 1/2 ; трехфазного трансформатора — Q = k(P1/3f) 1/2 , где k = 4. 6 — для маслозаполненных трансформаторов, k = 6. 8 — для воздушных трансформаторов, f — частота сети. Для понижающего автотрансформатора: P1=(U1-U2)I1/n1 (рис. 1,а), повышающего P1=(U2-U1)I2/n (рис. 1,б).

Будем считать, что охлаждение — наиболее распространенное в радиолюбительских условиях — воздушное. Если монтаж аппаратуры, включая и блок питания, очень плотный и объем внутреннего пространства мал, то принимают k = 8. При свободном размещении элементов и узлов аппаратуры k = 6. Когда рассчитывают автотрансформатор, значение k увеличивают на 20 %.

5. Выбирают магнитопровод с поперечным сечением (произведение ширины стержня или центрального керна для броневого магнитопровода на толщину пакета пластин) не менее расчетного. В крайнем случае допустимо использовать магнитопровод с меньшей площадью по сравнению с рассчитанной, но не более чем на 10 %. Следует учитывать, что применение такого магнитопровода скорее всего приведет к повышенной температуре нагрева трансформатора под нагрузкой, а также катушка (или катушки) может не поместиться в отведенном для нее окне.

6. Рассчитывают число витков обмоток. Для первичной обмотки одно- и трехфазных трансформаторов w1=100U1/(2,22ВмQ), a w2=w1U2/U1. Можно рассчитать число витков на 1 В рабочего напряжения по формуле: wo=45/Q, где 45 — постоянная для трансформаторной стали. Правда, точность расчета при этом будет хуже, чем для вышеприведенных формул. В этом случае число витков обмоток w2=woU2, w1=woU2. Чтобы компенсировать потери, увеличивают число витков вторичных обмоток примерно на 10 % для проводов диаметром до 0,2 мм и на 5 % для остальных.

7. Отдельно рассмотрим понижающий (рис. 1,а) и повышающий (рис. 1,6) автотрансформаторы. Число витков w1+w2 = 100U1/(2,22ВмQ), w2 = 100U2/(2,22ВмQ) — для понижающего автотрансформатора; w1 = 100U1/(2,22ВмQ), w2 = 100 (U2-U1)/(2,22BмQ) — для повышающего автотрансформатора. Число витков вторичных частей обмоток также корректируют, как в п. 6.

8. Рассчитывают ток обмоток однофазных трансформаторов I1 = P1/U1 и трехфазных , . Для трехфазного трансформатора учитывают соединение обмоток: в звезду — , в треугольник — Uл = Uф. Ток вторичной обмотки либо известен, либо рассчитывают исходя из мощности вторичных обмоток трансформатора Р2: однофазного I2 = P2/U2; трехфазного — для автотрансформатора I2 = P2/(nU,), I2=P2/U2.

9. Рассчитывают диаметры проводов обмоток по формуле: d=1,13 (Inp/b) 1/2 , где Inp — максимальный ток провода в А. Значение плотности тока 5 выбирают из таблицы. Следует помнить, что по обмотке w2 автотрансформатора протекает ток, равный разности входного и выходного I1 — I2. Если необходимо вычислить, какой ток можно пропустить по проводу определенного диаметра, применяют формулу Inp = d2b/1,277. Рассчитав d для всех обмоток, выбирают ближайшие значения из ряда стандартных проводов, выпускаемых промышленностью.

Упрощенная методика расчета однофазного трансформатора

Мощность во вторичной цепи: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ватт

Где:
Р_2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт;

U_2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт;
I_2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке.

КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более η = 0,8.
КПД определяет, какая часть мощности потребляемой от сети идет в нагрузку. Оставшаяся часть идет на нагрев проводов и сердечника. Эта мощность безвозвратно теряется.
Определим мощность потребляемую трансформатором от сети с учетом потерь:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ватт.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р_1, мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.

Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будут располагаться первичная и вторичная обмотки провода.

Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле:

S = 1,2 · √P_1.

Где:
S — площадь в квадратных сантиметрах,
P_1 — мощность первичной сети в ваттах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см².

По значению S определяется число витков w на один вольт по формуле:

w = 50/S

В нашем случае площадь сечения сердечника равна S = 10,4 см.кв.

w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Рассчитаем число витков в первичной и вторичной обмотках.

Число витков в первичной обмотке на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витков,

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на активном сопротивлении провода вторичной обмотки. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного. Возьмем W2 = 180 витков.

Величина тока в первичной обмотке трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера.

Ток во вторичной обмотке трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Диаметры проводов первичной и вторичной обмоток определяются по значениям токов в них исходя из допустимой плотности тока, количества ампер на 1 квадратный миллиметр площади проводника. Для трансформаторов плотность тока, для медного провода, принимается 2 А/мм² .

При такой плотности тока диаметр провода без изоляции в миллиметрах определяется по формуле: d = 0,8√I .

Для первичной обмотки диаметр провода будет:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм.

Диаметр провода для вторичной обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Возьмем 1,1 мм.

ЕСЛИ НЕТ ПРОВОДА НУЖНОГО ДИАМЕТРА, то можно взять несколько, соединенных параллельно, более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу.

Площадь поперечного сечения провода определяется по формуле:

s = 0,8 · d².

Где: d — диаметр провода.

Например: мы не смогли найти провод для вторичной обмотки диаметром 1,1мм.

Площадь поперечного сечения провода диаметром 1,1 мм. равна:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм².

Округлим до 1,0 мм².

Из таблицы выбираем диаметры двух проводов сумма площадей сечения которых равна 1.0 мм².

Например, это два провода диаметром по 0,8 мм. и площадью по 0,5 мм².

Или два провода:
— первый диаметром 1,0 мм. и площадью сечения 0,79 мм²,
— второй диаметром 0,5 мм. и площадью сечения 0,196 мм².
что в сумме дает: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм².

Намотка катушки ведется двумя проводами одновременно, строго выдерживается равное количество витков обоих проводов. Начала этих проводов соединяются между собой. Концы этих проводов также соединяются.

Получается как бы один провод с суммарным поперечным сечением двух проводов.

Режимы работы трансформатора

Режим холостого хода

При равенстве вторичного тока нулю (режим холостого хода), ЭДС индукции в первичной обмотке практически полностью компенсирует напряжение источника питания, поэтому ток, протекающий через первичную обмотку, равен переменному току намагничивания, нагрузочные токи отсутствуют. Для трансформатора с сердечником измагнитомягкого материала (ферромагнитного материала, трансформаторной стали) ток холостого хода характеризует величину потерь в сердечнике (на вихревые токи и на гистерезис) и реактивную мощность перемагничивания магнитопровода. Мощность потерь можно вычислить, умножив активную составляющую тока холостого хода на напряжение, подаваемое на трансформатор.

Для трансформатора без ферромагнитного сердечника потери на перемагничивание отсутствуют, а ток холостого хода определяется сопротивлением индуктивностипервичной обмотки, которое пропорционально частоте переменного тока и величине индуктивности.

Векторная диаграмма напряжений и токов в трансформаторе на холостом ходу при согласном включении обмоток приведена в [14] на рис.1.8 б).

Напряжение на вторичной обмотке в первом приближении определяется законом Фарадея.

Онлайн журнал электрика

Статьи по электроремонту и электромонтажу

Расчет маломощных трансформаторов

В заводской практике электромонтера нередко встречается необходимость сделать маломощный (до 1—1,5 ква) трансформатор для переносной лампы, точечной сварки, прибора и т. д. Приводим облегченный расчет обмоток и сердечника однофазового трансформатора, обеспечивающий достаточную для практики точность.

U1 — напряжение питающей сети, т. е. напряжение первичной обмотки (в)

U2 — напряжение, которое требуется получить от трансформатора для работы того либо другого прибора, т. е. напряжение вторичной обмотки

I2 — ток нагрузки трансформаторов, т. е. ток вторичной обмотки (а).

S — поперечное сечение сердечника (см 2 )

Wi число витков первичной обмотки

W2 число витков вторичной обмотки

d1 и d2 — поперечник обмоточного провода первичной и вторичной обмоток (мм).

Порядок расчета:

1. Составляется схема рассчитываемого трансформатора. Для примера берется однофазовый двухобмоточный трансформатор по схеме, приведенной на рис.

2. Поперечное сечение сердечника определяется по последующей формуле: где Р— мощность (ва), потребляемая трансформатором из сети Определяется она из формулы:

где Р — мощность нагрузки (ва);

n — к. п. д. трансформатора, который берется равным 0,8—0,9.

3.Число витков обмотки, требуемое на напряжение 1 в: 4. Число витков первичной обмотки:

5. Число витков вторичной обмотки:

где 0,05U2-n — число, на которое нужно прирастить число витков вторичной обмотки для компенсации падения напряжения в ней.

6. Поперечник провода вторичной обмотки: 7. Поперечник провода первичной обмотки:

где 8. Рассчитывается наполнение окна трансформаторной стали обмотками; если об­мотки не помещаются, то сечение сердечника должно быть увеличено и расчет делается вновь (на увеличенное поперечное сечение сердечника).

Пример. Требуется сделать трансформатор для питания переносных ламп на­каливания, рассчитанных на напряжение 12 в, если общий ток нагрузки будет составлять 10 а. Сечение сердечника трансформатора:

Каждый электрик должен знать:  На сколько ампер ставить вводной автомат в частном доме

Можно взять трансформаторную сталь типа Ш-32, набор 4 см (5 = 12 см’ 1 ).

Расчетное число п: Величина 50 является средним значением, от которого можно отступать в неко­торых границах: для трансформатора с неплохой сталью при кропотливом выполнении катушек и обмоток данная величина может быть снижена до 45 и даже до 40, а при других случаях может быть увеличена до 60 и даже до 70 (если использована нехорошая сталь с нехороший изоляцией отдельных пластинок, при намотке катушек много либо работе трансформатора без выключения в течение долгого времени).

Число витков вторичной обмотки:

Число витков первичной обмотки:

Поперечник провода вторичной обмотки: Поперечник провода первичной обмотки:

Проверка по окну железа указывает, что обмотки с прокладками меж ними и меж каждым слоем укладываются свободно.

Силовые трансформаторы, простой расчет

В статье на конкретном примере приводится простой метод расчета силового трансформатора для блока питания или зарядного устройства.

  1. Перед тем, как использовать силовой трансформатор необходимо определиться с его мощностью.

Например, нужно рассчитать силовой трансформатор для зарядного устройства, которым будем заряжать автомобильные аккумуляторы емкостью до 60 А/час.

Как известно, ток заряда равен 0,1 от емкости аккумулятора, в нашем случае это 6 Ампер.

Напряжение для заряда аккумулятора должно быть не менее 15 В, плюс падение напряжения на диодах и токоограничивающем резисторе, примем его около 5 В.

Итого, напряжение вторичной обмотки должно быть около 20 В, при токе до 6 А. Мощность при этом, будет равна Р = 6 А х 20 В = 120 Вт.

К.п.д. силового трансформатора при мощности до 60 Вт составляет 0,75. При мощности до 150 Вт 0,8 и при больших мощностях 0,85.

В нашем случае принимаем к.п.д. равным 0,8.

При мощности вторичной обмотки 120 Вт, с учетом к.п.д. мощность первичной обмотки равна:

120 Вт : 0,8 = 150 Вт.

  1. По этой мощности определяем площадь поперечного сечения сердечника, на котором будут расположены обмотки.

S (см 2 ) = (1,0 ÷1,2) √Р

Коэффициент перед корнем квадратным из мощности зависит от качества электротехнической стали сердечника.

Принимаем его равным среднему значению 1,1 и получаем площадь сердечника равной 13,5 см 2 .

  1. Теперь нужно определить дополнительную величину – количество витков на вольт. Обозначим ее N.

Коэффициент от 50 до 70 зависит от качества стали. Возьмем среднее значение 60. Получаем количество витков на вольт равным:

Округлим это значение до 4,5 витка на вольт.

Первичная обмотка будет работать от 220 В. Ее количество витков равно 220 х 4,5 = 990 витков.

Вторичная обмотка должна выдавать 20 В. Ее количество витков равно 20 х 4,5 = 90 витков.

  1. Осталось определить диаметр провода обмоток.

Для этого нужно знать ток каждой обмотки. Для вторичной обмотки ток нам известен, его величина 6 А.

Ток первичной обмотки определим, как мощность, деленную на напряжение. (Сдвиг фаз для упрощения расчета учитывать не будем).

I1 = 150 Вт / 220 В = 0,7 А

Диаметр провода определяем по формуле:

Коэффициент перед корнем квадратным влияет на плотность тока в проводе. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе. Примем среднее значение.

Для меди плотность тока до 3,2 А/мм кв, для алюминиевых проводов до 2А/мм кв.

Диаметр провода первичной обмотки:

D1 = 0,75 √0,7 = 0,63 мм

Диаметр провода вторичной обмотки:

D2 = 0,75 √6 = 1,84 мм

Для намотки выбираем ближайший больший диаметр. Если нет толстого провода для вторичной обмотки, можно намотать ее в два провода. При этом суммарная площадь сечения проводов должна быть не меньше площади сечения для рассчитанного диаметра провода. Как известно, площадь сечения равна πr² , где π это 3,14, а r — радиус провода.

Вот и весь расчет.

Если вторичных обмоток несколько, сумма их мощностей не должна превышать величину, равную мощности первичной обмотки, умноженной на к.п.д. Количество витков на вольт одинаково для всех обмоток конкретного трансформатора. Если известно количество витков на вольт, можно намотать обмотку на любое напряжение, главное, чтобы она влезла в окно магнитопровода. Диаметр провода каждой обмотки определяется исходя из величины тока этой обмотки.

Овладев этой простой методикой, вы сможете не только изготовить нужный вам силовой трансформатор, но и подобрать уже готовый.

Расчет маломощного трансформатора

Однофазный силовой трансформатор небольшой мощности упрощенно можно рассчитать на основе зависимостей между расчетной мощностью Рр трансформатора, площадью S поперечного сечения Ш-образного сердечника, числом витков w обмотки, приходящихся на напряжение 1 В (w/U). Кроме того, необходимо учитывать требуемую площадь Q окна сердечника. Для удобства расчета взаимосвязь этих параметров представлена в виде номограммы (рис. 36).

Порядок пользования номограммой:

1. Расчетную мощность, Вт, трансформатора определяют с учетом нагрузок вторичных обмоток

Рис. 36. Номограмма для расчета трансформатора

Следует учесть, что на шкале приведены значения S • 10 -2 , мм 2 . Например, если S • 10 -2 = 6 мм 2 , то S = 6/10 -2 = 6 • 10 2 = 600 мм 2 .

5. Требуемую площадь Q окна сердечника находят в точке пересечения наклонной линии магнитной индукции В с линией, соответствующей расчетной мощности Рр. Магнитную индукцию для обмоточных проводов (ПЭЛ, ПЭВ) находят в зависимости от марки стали. Значение Q вычисляют так же, как площадь S в предыдущем пункте.

6. Диаметр d, мм, обмоточного провода в зависимости от тока, протекающего по обмотке и с учетом его плотности:

При выборе магнитной индукции В в сердечнике большие значения надо брать для больших мощностей; в среднем В = 1 Тл.

Расчет трансформатора

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.

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 (d1 2 n1 + d2 2 n2 +d3 2 n3 + d4 2 n4 + …), 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.

Каждый электрик должен знать:  В чем разница между антенной и диполем

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.

Один щуп прибора подключается к концу основной обмотки, а другой щуп – к дополнительной обмотке. По очереди выполняются измерения всех обмоток. Та из них, у которой наибольшее сопротивление, считается первичной. Полученные данные позволяют выполнить расчет трансформатора и вместе с другими параметрами выбрать наиболее оптимальную конструкцию для конкретной электрической цепи.

Расчет силового трехфазного двухобмоточного трансформатора

Страницы работы

Содержание работы

Министерство Образования и Науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Курсовая работа по Основам преобразования энергии в электрических системах:

“РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА”

Проект принял: Багазей Д.И. Отметка о защите:

Проект выполнил: Плиткин Игорь

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Рассчитать трехфазный двухобмоточный трансформатор.

Исходные данные для проектирования:

1. Тип трансформатора ТС

2. Полная мощность , кВ·А 750;

3. Напряжение Высокой стороны , кВ 6;

4. Напряжение Низкой стороны , кВ 0.525;

5. частота питающей сети , Гц 50;

6. потери холостого хода , Вт 4900;

7. потери короткого замыкания ,Вт 8800;

8. напряжение короткого замыкания , % 5.5;

9. ток холостого тока , % 2.5;

10. группа и схема соединений

1. Расчет основных электрических величин

1.1 Номинальный (линейный) ток обмотки ВН, А

1.2 Номинальный (линейный) ток обмотки НН, А

1.3 Фазный ток обмотки ВН (действующее значение), А

— так как соединение «Звезда»

1.4 Фазный ток обмотки НН (действующее значение), А

— так как соединение «Треугольник»

1.5 Фазные напряжения для обмоток ВН и НН, соединение «Звезда» и «Треугольник» соответственно

1.6 Нормированные испытательные напряжения обмоток трансформатора и определяются по величине заданных линейных напряжений по таблице.

2. Определение основных размеров трансформатора.

Наиболее распространенной конструкцией силового трансформатора является плоская магнитная система стержневого типа со ступенчатой формой поперечного сечения стержня, вписанного в окружность, с концентрическим расположением обмоток.

2.1 Диаметр стержня предварительно выбирается из таблицы и нормируется по нормализованному ряду диаметров.

2.2 Ориентировочная высота обмоток, выполненная из алюминиевого провода, м

где =(1,1 … 3,5) – коэффициент геометрии силового трансформатора.

2.3 Активное сечение стержня,

где Ккр – коэффициент заполнения круга диаметром многоступенчатой фигурой. Кз – коэффициент заполнения ступенчатой фигуры сталью, для электротехнической сталью толщиной листа 0,35мм при термостойком покрытии и однократной лакировки берется Кз=0,93; (Ккр=0,913-0,928).

3. Расчет обмоток ВН и НН

Как правило ближе к стержню располагают обмотку НН и называют ее «Внутренней» обмоткой, обмотку ВН называют «Наружной».

3.1 Электродвижущая сила одного витка, В

где — частота питающей сети, Гц;

— индукция в стержне, Тл

— активное сечение стержня, м 2

3.2 Число витков обмотки НН, округляется до ближайшего целого числа.

3.3 Число витков обмотки ВН, округляется до ближайшего целого числа

3.4 Коэффициент трансформации

-Результат удовлетворяет проверке разницы в 0.5%

3.5 Число витков для регулирования напряжения со стороны обмотки ВН

Т.к Wр целое чётное число то принимаем Wр=14 витков. Это число витков учитывается при определении размера обмотки ВН, но не учитывается при определении потерь короткого замыкания.

3.6 Плотность тока в обмотках, обеспечивающая получение заданных потерь короткого замыкания для трансформаторов, с естественным масленым охлаждением обычно принимают, j= 1,2….1,8 А/м

Примем ориентировочное значение плотности тока в обмотках

3.7 Ориентировочное сечение витка обмотки ВН, мм2

3.8 Ориентировочное сечение витка обмотки НН, мм2

3.9 Выбор типа обмотки.

Основным критерием при выборе типа обмотки предлагается считать сечение витка. Типы обмоток ВН и НН могут быть разными, если и значительно отличаются друг от друга.

В проекте рекомендуется использовать следующие типы обмоток:

— при сечении витка от 21 до 300 мм 2 — цилиндрическая многослойная обмотка из прямоугольного провода, обмотка ВН

— при сечении витка свыше 300 мм 2 — винтовая обмотка, обмотка НН;

3.10 Расчет обмотки НН.

Расчет обмотки НН выполняется в первую очередь. Винтовая обмотка применяется только как обмотка НН. Минимальное число параллельных проводов – 4, намотка только – плашмя. Подобно резьбе винта обмотка может быть – одноходовой, двухходовой либо, в отдельных случаях, четырехходовой.

3.10.1Ориентировочная высотка витка , мм, определяет количество ходов обмотки:

; — где величина горизонтального канала между витками для сухих трансформаторов. Примем

Так как ,то обмотка одноходовая винтовая.

3.10.2 Ориентировочный осевой размер изолированного проводника, мм;

3.10.3Подбираем число элементарных проводников, чтобы оно было кратно числу ходов обмотки =18

По таблице, выбираем значение, а так же соответствующие значения осевых размеров

3.10.4 Расчётное сечение витка, мм 2 ;

3.10.5 Уточненное значение плотности тока, ;

3.10.6 Высота обмотки НН, мм;

3.10.7 Радиальный размер обмотки, мм;

Для одноходовой обмотки, радиальный размер находится, исходя из выражения:

3.10.8 Внутренний диаметр обмотки, м;

где — изоляционное расстояние от стержня до обмотки НН, определяется испытательным напряжением, .

Для винтовой обмотки при испытательном напряжении от 3 кВ до 10кВ, следует принять не более 20 мм, пусть , тогда:

All-Audio.pro

Статьи, Схемы, Справочники

Упрощенный расчет трансформатора по сердечнику

Упрощенная методика расчета сетевого трансформатора. Целью расчета является получение заданных выходных параметров трансформатора для сети с частотой 50 Гц при его минимальных габаритах и массе. Расчет трансформатора целесообразно начать с выбора магнитопровода, т. Наиболее широко распространены три вида конструкции магнитопроводов, приведенные на рис. Конструкции магнитопроводов трансформаторов: а броневого пластинчатого; б броневого ленточного; в кольцевого ленточного Для малых мощностей, от единиц до десятков Вт, наиболее удобны броневые трансформаторы. Они имеют один каркас с обмотками и просты в изготовлении.

Поиск данных по Вашему запросу:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Перейти к результатам поиска >>>

Как произвести расчет маломощных трансформаторов?

Для конструктивного расчета силового трансформатора должно быть задано: — напряжение питающей сети U1 ; — действующие напряжения вторичных обмоток U2 , U3 , … Un ; — действующие токи вторичных обмоток I2 , I3 , … In.

В результате расчета должны быть найдены: — тип и размеры сердечника если он не задан ; — количество витков каждой обмотки w1 , w2 , … , wn ; — диаметры проводов каждой обмотки d1 , d2 , Расчет производится в следующем порядке: 1. Определяется сумма мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке. Мощность каждой вторичной обмотки равна произведению действующих значений тока и напряжения.

Величины напряжения и тока обмоток, предназначенных для выпрямителей, определяются при расчете выпрямителя. Мощность трансформатора. Зависимость значения К. Определяется площадь сечения сердечника в см2. Его значение может изменяться от 2 — для высококачественных сталей, до 5,8 — для сталей самого низкого качества.

Как правило для трансформаторов наименьшей стоимости с низкокачественной сталью он равен 4,,5, и — для трансформаторов наименьшего веса с качественным сердечником. Примечания: 1. В трансформаторах повышенной частоты — гц индукция в сердечнике не должна превышать — гс. При использовании стали Э для витых сердечников индукция может быть принята равной 14 гс. Поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения сечения сталью, рассчитывается по следующей формуле.

Коэффициент заполнения сечения сердечника сталью kз зависит от толщины пластин или листа стали из которой изготовлен сердечник. Значения kз можно определить по таблице 3. Зависимость коэффициента заполнения сечения сердечника сталью от толщины листов стали.

Следует выбрать наиболее подходящий тип сердечника, у которого Sc примерно равно расчетному. Если тип пластин задан, или известен размер y для витых сердечников, то следует определить толщину набора y1 по следующей формуле. Все размеры в миллиметрах. Число слоев определяем делением общего количества витков в каждой обмотке на количество витков в одном слое. Где: w — число витков обмотки; w сл — число витков в слое этой об-мотки. Таким образом подсчитывают толщины всех обмоток.

В результате должно выполняться условие:. Если это условие не выполняется, то следует увеличить размеры сердечника и произвести расчет трансформатора сначала. Все приведенные расчеты, справедливы для трансформаторов на броневых Ш-образных сердечниках из штампованных пластин и броневых Ш-образных ленточных сердечниках.

Штампованные магнитопроводы Ленточные магнитопроводы Тороидальные магнитопроводы Трансформатор питания Выходной трансформатор Параметры расчета Автотрансформаторы Простой расчет тороида. Штампованные магнитопроводы. Ленточные магнитопроводы. Тороидальные магнитопроводы. Выходной трансформатор. Параметры расчета. Простой расчет тороида.

Толщина пластин в мм 0,5 0,35 0,2 0,1 Коэффициент заполнения ника сталью 0,92 0,86 0,75 0, Конструктивный расчет маломощного силового трансформатора Для конструктивного расчета силового трансформатора должно быть задано: — напряжение питающей сети U1 ; — действующие напряжения вторичных обмоток U2 , U3 , … Un ; — действующие токи вторичных обмоток I2 , I3 , … In.

Определяется сумма мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке Мощность каждой вторичной обмотки равна произведению действующих значений тока и напряжения.

Упрощенный расчет маломощных силовых однофазных и трехфазных трансформаторов

Код для вставки без рекламы с прямой ссылкой на сайт. Код для вставки с рекламой без прямой ссылки на сайт. Скопируйте и вставьте этот код на свою страничку в то место, где хотите, чтобы отобразился калькулятор. Калькулятор справочный портал.

Расчет трансформатора, онлайн калькулятор

Трансформатор — устройство, в котором переменный ток одного напряжения преобразовывается в переменный ток другого напряжения. При этом преобразовании напряжений одновременно всегда происходит также преобразование силы тока: если трансформатор повышает напряжение, то сила тока при этом уменьшается. Трансформатор представляет собой стальной сердечник с двумя катушками, имеющими обмотки. Одна из обмоток называется первичной, другая — вторичной. При прохождении переменного тока по первичной обмотке в сердечнике появляется переменный магнитный поток, который возбуждает ЭДС во вторичной обмотке. Сила тока во вторичной обмотке, не присоединенной к цепи, потребляющей энергию, равна нулю. Если цепь подсоединена и происходит потребление электроэнергии, то в соответствии с законом сохранения энергии сила тока в первичной обмотке пропорционально возрастает.

Правильный расчет силового трансформатора

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает В, реже В и совсем редко В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение — 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.

Формулы для расчета трансформаторов

Простейший расчет силового трансформатора позволяет найти сечение сердечника, число витков в обмотках и диаметр провода. Переменное напряжение в сети бывает В, реже В и совсем редко В. Для питания анодных и экранных цепей электронных ламп чаще всего используют постоянное напряжение — 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. Его размеры, а точнее, площадь сечения средней части сердечника выбираются с учетом общей мощности, которую трансформатор должен передать из сети всем своим потребителям.

Каждый электрик должен знать:  Многоскоростные электродвигатели и их использование

Научный форум dxdy

В заводской практике электромонтера часто встречается необходимость изготовить маломощный до 1—1,5 кВт трансформатор для переносной лампы, точечной сварки, прибора и т. Приводим упрощенный расчет обмоток и сердечника однофазного трансформатора, обеспечивающий достаточную для практики точность. Электромонтеры часто нуждаются в маломощном трансформаторе, для переносной лампы, точечной сварки. Изготовить ее просто, опираясь на расчеты. Определяется она из формулы:. Сечение сердечника трансформатора:. Число витков вторичной обмотки:.

Упрощенный расчет трансформатора

На этой страничке приведен простой метод расчета параметров трансформатора для сетей питания промышленной частоты для России это V 50 Гц. Это может понадобиться для радиолюбительского творчества, ремонта и модификации трансформаторов. Обратите внимание, что даже если приведенный метод расчета и некоторые уравнения могли быть обобщены, здесь для упрощения вычислений принимались во внимание только классические сердечники трансформаторов с закрытым магнитным потоком, составленные из стальных пластин.

Расчет витков вторичной обмотки трансформатора. Силовые трансформаторы, простой расчет

Sep 10, — В статье приводится упрощенный расчет сетевого трансформатора. Так что все должно быть в разумных пределах. Для расчета трансформаторов написано уже много программ и анализируя их, приходишь к выводу, что многие авторы выбирают минимальный коэффициент. Число витков каждой из вторичных обмоток находим из простой пропорции: где w1 — кол-во витков первичной обмотки, U1 напряжение первичной обмотки, U2 напряжение вторичной обмотки.

Алгоритм упрощенного расчета трансформатора

Войти на сайт Логин:. Сделать стартовой Добавить в закладки. Мы рады приветствовать Вас на нашем сайте! Мы уверены, что у нас Вы найдете много полезной информации для себя, читайте, скачивайте, все абсолютно бесплатно и без паролей. Периодически материал сайта пополняется, поэтому добавьте Komitart в закладки или подпишитесь на новостную рассылку RSS, так будет проще узнавать о публикуемых новинках. Друзья сайта.

На страницу Пред. Приветствую всех! Сколько сложнейших вычислений и формул.

Простейший расчет силовых трансформаторов

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100—200 Вт проводится следующим образом.

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100—200 Вт проводится следующим образом.

Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Далее, принимая КПД трансформатора небольшой мощности, равным около 80 %, определяем первичную мощность:

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

По значению S определяется число витков w’ на один вольт. При использовании трансформаторной стали

Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w’ на 20—30 %.

Теперь можно рассчитать число витков обмоток

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5—10 % больше рассчитанного.

Ток первичной обмотки

Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл. 1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2—3 раза. Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

Таблица данных обмоточных проводов.

Диаметр без изоляции, мм

Сечение меди, мм²

Сопротивление 1м при 20ºС, Ом

Допустимая нагрузка при плотности тока 2А/мм²

упрощённый расчёт маломощных трансформаторов

Поперечное сечение стержня автотрансформаторов рассчитывается по вышеприведённым формулам, но постоянная К увеличивается на 15 – 20%. Сечение (см2) сердечника может быть выражено через его размеры Qc =ab, где а – ширина пластин, см; b – толщина пакета пластин, см.
Сечение стержня обычно имеет квадратную, прямоугольную или ступенчатую форму, вписанную в окружность. Стержни прямоугольного сечения обычно применяют для трансформаторов до 700 В*А. Высоту (см) прямоугольного стержня можно вычислить по формуле Hc = (2.5÷3.5)а.
Соотношение размеров сердечника может находится в пределах b/а = 1,2÷1,8. Ширину окна сердечника принимают по формуле с = Нс/m, где m – коэффициент, учитывающий наивыгоднейшие размеры окна сердечника (m = 2,5 ÷3).
Сечение ярма трансформатора с учётом изоляции между листами принимается Qя = 1,0÷1,152Qc для трансформаторов броневого типа.
Сечение проводов для первичной и вторичной обмоток определяют в зависимости от тока в обмотках и допустимой плотности тока.
Токи первичной и вторичной обмоток определяют следующим образом:
I1 = S1U2; I2 = S2U2 – для однофазных трансформаторов;
I2 = S13U2 ; I2 = S23Uл2 — для трёхфазных трансформаторов, где Uл1 и Uл2 — линейные напряжения первичных и вторичных обмоток. При соединении обмоток в звезду
Uл = 3Uф , а в треугольник Uл = Uф, где Uф – фазное напряжение.
Токи в отдельных частях обмотки автотрансформатора могут быть определены из выражений:
I1 = S2U1ῆ ; I2 = S2U2.
Сечение проводов первичной и вторичной обмоток определяют по формулам:
S1 = I1δ; S2 = I2δ — для одно- и трёхфазных трансформаторов
S1 = I2δ; S2 = I2-I1δ – для понижающего автотрансформатора
S1 = I1- I2δ; S2 = I2δ — для повышающего автотрансформатора, где S1 и S2 – сечение проводов первичной и вторичной обмоток, мм2; δ – плотность тока в обмотке, А/мм2.
Число витков первичной и вторичной обмоток определяют по формулам:
ὼ1 = U1 104222BcQc ; ὼ2 = ὼ1U2U1 — для одно- и трёхфазных трансформаторов;
ὼ1 = ὼ1 + ὼ2 = U1104222BcQc ; ὼ2 = U2104222BcQc — для повышающего автотрансформатора
ὼ1 = U1104222BcQc; ὼ2 = (U2-U1)104222BcQc — для повышающего автотрансформатора, где Вс – магнитная индукция в сердечнике.
Для компенсации потери напряжения в проводах обмоток нужно увеличить число витков вторичных обмоток на 5 – 10%. Радиолюбители обычно определяют число витков на 1 В рабочего напряжения по упрощенной формуле:
ὼ0 = 55Qcгде 55 – постоянная величина для трансформаторной стали.
Далее определяют количество витков первичной и вторичной обмоток
ὼ2 = (1,05÷1,1)ὼ0U2; ὼ1 =ὼ0U1.
После расчёта основных параметров трансформатора необходимо проверить, разместятся ли обмотки в окне выбранного магнитопровода.
Пользуемся упрощённым способом проверки. Для этого по наружному диаметру провода и числу витков находим площадь, занимаемую каждой обмоткой в окне сердечника, затем складываем площади всех обмоток на полученную сумму сравниваем с площадью окна, т.е. определяем коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой
К0 = QобмQ0 ,
где Qобм = dи2ὼ — площадь, занимаемая обмоткой; dи – диаметр провода с изоляцией; ὼ — число витков обмотки; Q0 = H0C – площадь окна сердечника трансформатора.
Коэффициент заполнения окна сердечника обмотки для маломощных трансформаторов принимают к = 0,2÷0,4.
Пример 1
Определить основные параметры понижающего трансформатора для радиоприёмника, первичная обмотка которого на напряжении U1 = 220 В и две вторичные обмотки на напряжение U2 = 6.3 В и Ú2 = 4 В. Токи вторичных обмоток соответственно равны I2 = 4 А и Ȉ = 2 А. Трансформатор однофазный стержневого типа.
Решение
На основании заданных нагрузок подсчитываем вторичную полную мощность трансформатора
S2 = 6.3 *4 + 4*2 = 33.2 В *А.
Первичная полная мощность трансформатора
S1 = S2ῆ = 33.20.86 = 38.6 В*А
Поперечное сечение сердечника трансформатора
Qc = kS12f = 838.62*50 = 4.96 см2
При учёте изоляции между листами сечение сердечника получается на 10% больше, т.е. Qc = 1.1*4.96 = 5.45 см2. Принимаем его размеры следующими: ширина стержня а = 2 см, высота стержня
Нс = 2,5а = 2,5*2 = 5 см, ширина окна с = Нсm = 52,5 = 2 см, толщина пакета пластин b = 3 см.
Фактическое сечение выбранного сердечника Qcф = ab = 2*3 = 6 см2.
Определяем ток первичной обмотки
I1 = S1U1 = 38.6220 = 0.175 А.
Определяем сечение провода первичной и вторичной обмоток, исходя из плотности тока, равной 3,5 А/мм2:
S1=I1δ = 0.1753.5 = 0.05 мм2 ; S2 = I2δ = 43.5 = 1.14 мм2; Ṥ2 = Ȉ2δ = 23.5 = 0.57мм2
Принимаем для первичной и вторичной обмоток провод со следующими данными: диаметр провода без изоляции d1 = 0.265 мм, d2 = 1.25 мм, ď2 = 0,85 мм, диаметры проводов с изоляцией dи1 = 0,295 мм, dи2 = 1,32 мм, ďи2 = 0,9 мм.
Определяем число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника
Bc = 1.3 Тл:
ὼ1 = U1104222BcQcф = 220*104222*1.3*6 = 1270 витков
ὼ2 = ὼ1 U2U1 =1270* 6.3220 = 36 витков
ὼ2 = ὼ1 U2U1 = 1270*4220 = 23 витка.
С учётом компенсации падения напряжения в проводах число витков вторичных обмоток принимаем: ὼ2 = 1,1 * 36 = 39 витков, ὼ2 = 1,1 * 23 = 25 витков.
Проверим, разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь, занимаемая первичными и вторичными, Qобм = Qобм1+Qобм2 + Qобм2 = 0,2952 * 1270 + 1,322 * 30 + 0,92 * 25 = 200,2 мм2.
Площадь окна сердечника Qо = Нсс = 50 * 20 = 1000 мм2.
Отношение расчётной и фактических площадей окна сердечника
К0 = QобмQо = 200,21000 = 0,2.
Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне выбранного сердечника трансформатора.
Пример 2
Рассчитать повышающий автотрансформатор по следующим данным: напряжение питающей сети U1 = 127 В, частота питающей сети f = 50 Гц, напряжение вторичной обмотки U2 = 220 В, мощность вторичной обмотки S2 = 220 ВА.
Решение
Первичная полная мощность автотрансформатора
S1 = S2ῆ = 2200.93 = 236.5 ВА.
Поперечное сечение трансформатора (стержневого типа)
Qc = 1.2K√S12f = 1.2 * 8√236.52*50 = 14.77 cм2.
Qcф = 3 *6 = 18 см2.
Определяем токи первичной и вторичной обмоток:
I1= S1U1 = 236.5127 = 1.86 A.
I2 = S2S2 = 220220 = 1 А.
Находим сечение первичной и вторичной обмоток:
S1 = I1-I2δ = 1.86-12 = 0.43 мм2,
S2 = I2δ = 12 = 0.5 мм2
Принимаем провод марки ПЭВ – 1 для обеих обмоток одинакового сечения, т.е. S1=S2 = 0.567 мм2.
Определяем число витков отдельных секций обмотки:
ὼ1 = 55U1Qсф =55 12718 = 390 витков,
ὼ2 = U2-U1U2ὼ1 = 220-127220390 = 165 витков.

Добавить комментарий