Számítása a tápegység hálózati transzformátort

Számítása a tápegység hálózati transzformátort

A lineáris tápegységek, a most „klasszikus”, a fő eleme - hálózati transzformátor, jellemzően csökkenti, ami csökkenti a tápfeszültséget a kívánt szintre. Arról, hogy hogyan kell kiszámítani helyesen (válassza ki az igát, kiszámításához az átmérője a huzal, a menetek száma a tekercsek, és így tovább. D.), lesz szó ebben a cikkben.

Hogyan válasszuk ki a mágneses mag

Kiviteli alak szerinti mágneses magok transzformátorok a hálózat vannak osztva a páncélt, és a toroid mag, és a gyártási technikák - a lemezt (1. ábra) és a szállítószalag (2. ábra). Ábra. Az 1. és 2. ábrákon a mágneses magok: a) - páncélozott, b) - sarkalatos) - toroid.

A kis transzformátorok (Z00 W), és az átlagos teljesítmény (1000 W) gyakran használnak szalagot kengyelek [1]. És a leginkább alkalmazható szalag mag mágneses körök. Van számos előnye van összehasonlítva, például páncélozott [2]:

1. Kevesebb, mint körülbelül 25% tömeg ugyanazon transzformátor.
2. Kevesebb, mint körülbelül 30% szórt induktivitás.
3. Nagyobb hatékonyságot.
4. Kevésbé érzékeny a külső elektromágneses mezők, mivel a zaj okozta EMF a tekercseket, amelyek különböző részein helyezkednek bár ellenkező előjelű és kiesik.
5. A nagy felület a hűtőkígyók.

Azonban rúd magnitoprovodom eredendő hátrányai:

1. Továbbra is jelentős szivárgási induktivitása.
2. Gyártásának szükségessége két tekercs.
3. Kisebb tekercsek védelmet a mechanikai hatás.

A toroid transzformátorok szinte az összes mágneses fluxus áthalad a mágneses kör, így az szivárgási induktivitás minimális, de bonyolítja a gyártási a tekercsek nagyon magas.

A fentiek alapján úgy döntünk, a mag mágneses szalag [3]. Az ilyen mágneses magok koholt következő típusú: PL-core szalag; PLV - egy rúd öv legkisebb tömeg; PLA - szalag mag csökkentett réz; LHP - Szár szalag legkisebb költség.

Ábra. A 3. ábra a megnevezések a méretei a mágneses kör: A - szélesség; H - magassága; és - a vastagsága a rúd; b - a szélessége a szalag; c - a szélessége az ablak; H - magassága az ablak; h1 - a magassága a járom.

A mag mágneses kör hozzárendelve rövidítése, például PL8h 12,5x16, ahol PL - U-alakú öv, 8 - a vastagsága a rúd 12,5 - szélesség szalag 16 - a magassága az ablak. Méretek magok FL RLP és táblázatban mutatjuk be. Az 1. és 2..

Lehetőségek elhelyezése tekercsek mágneses kör

Különböző kiviteli alakoknál a elrendezése a tekercsek a rudak a mágneses kör összehasonlítható egyik a fő paraméterei a transzformátorok - szórt induktivitás által számított a [2] képletű

ahol # 956; 0 = 4π · 10-7 H / m - mágneses állandó; w, - a szám az elsődleges fordulók; vsr.ob - átlagos hossza a tekercs tekercsek, cm; b - a vastagsága a tekercsek, cm; h -. coil magasság, cm Ez a képlet kaptuk a feltétellel, hogy a tekercselés - hengeres nem megosztjuk, és koncentrikusan vannak elrendezve. kanyargós csatlakozó rendszer minden változatra ábrán mutatjuk be. 4.

Összehasonlítható számításokat a mágneses kör PLx10x12,5x40 transzformátort, amelynek egy elsődleges és egy szekunder tekercse. Ahhoz, hogy az összes tervezési változatok voltak az azonos körülmények között, azt feltételezzük, a vastagsága tekercsek b = c / 4, és a menetszáma a primer tekercs w1 = 1000.

Tekintsük az első kiviteli alakban, amikor a primer és szekunder tekercsek vannak elhelyezve egy rúd (4a.). coil rajz ábrán látható. 5. Először kiszámítjuk az átlagos hossza tekercselést

majd a szivárgási induktivitás tekercs az első kiviteli alak

A második kiviteli alakban, a primer és szekunder tekercsek vannak osztva két egyenlő részre vannak elrendezve két rúd (4B.). Minden tekercs áll fele a tekercs W1 és W2 felét. Rajz tekercsek ábrán látható. 6. kiszámítja a szivárgási induktivitás az egyik tekercs (W1 = 500), akkor az eredmény a kettős, mint az azonos tekercs:

Két primer tekercse a harmadik kiviteli alakban vannak elrendezve a két tekercs különböző rudak, amelyek mindegyike tartalmaz 1000 fordulat. Mindkét primer tekercsek párhuzamosan vannak kapcsolva. A szekunder tekercs is el van helyezve a két tekercs különböző rudak, ahol két lehetőség van: két poluobmotki a teljes száma tekercsek párhuzamosan csatlakoztatott (lásd a 4. ábrán.) Or a szekunder tekercs két részre van osztva poluobmotki fele a menetek száma sorba kapcsolt (ábra . 4d). Rajz tekercsek ábrán látható. 6. Ebben a kiviteli alakban, a szivárgási induktivitás megegyezik a második kiviteli alaknál: LS3 = LS2 = 2,13 mH.

Nem szabad elfelejteni, hogy a második és harmadik kiviteli alak, a primer és szekunder tekercsek és poluobmotki lehetnek benne szerinti mágneses fluxusok által generált őket a mágneses körben azonos irányba. Más szavakkal, a mágneses fluxus ki kell egészíteni, nem levonva. Ábra. 7 és megmutatja helytelen kapcsolatot, és ábra. 7b - helyes.

Hogy tiszteletben kell tartani a szabályokat, kanyargós csatlakozás és poluobmotok - hiánya a második és a harmadik lehetőség. Továbbá, a harmadik kiviteli alakban a teljes mágneses fluxus a primer tekercs kétszer összehasonlítva a többi, ami oda vezethet, hogy a telítettség a mágneses kör és, következésképpen, hogy a torzítás szinuszos feszültség. Ezért alkalmazzák a harmadik kiviteli gyakorolni a tekercsek alá kell óvatosan.

A negyedik kiviteli alaknál, a primer tekercs teljesen található egyik a mágneses rúd, és a másodlagos - a másik (4. ábra, d.). Rajz tekercsek ábrán látható. 8. Mivel a tekercsek nem koncentrikusan elrendezett kiszámításához szivárgási induktivitása a használata a [2] képletű:

ahol b = c / 4 - tekercselés vastagsága cm-ben; = RVN PSA / (2π) - külső sugara tekercs, cm; PSA = 2a + 2b + 2πb - külső tekercselés hossza tekercs, a külső tekercs számítási cm hosszúságú, és egy külső tekercs sugara = 6,5 cm. RVN = 1,04 cm. Behelyettesítve a számított értékeket a képlet a szivárgási induktivitás kapjunk LS4 = 88,2 mH.

Amellett, hogy a négy tárgyalt, sok más lehetőség a helyét a tekercsek a mágneses rudak, de minden más esetben, a szivárgási induktivitás nagyobb, mint a második és harmadik kiviteli alakok.

Eredményeinek elemzése, levonhatjuk az alábbi következtetéseket:

1. Szivárgás induktivitása legalább a második és harmadik kiviteli alakoknál a tekercs helyszíneken, és tároljuk olyan arányban: LS4 >> LS1 >> LS2 = LS3.
2. Egy harmadik kiviteli alak szerint a transzformátor két azonos primer tekercse, így azok sokkal nehezebb, időigényesebb és költségesebb, mint a második verzió.

Következésképpen, a gyártása alacsony fogyasztású transzformátorok kell választania bekötési ábrát és elrendezése tekercsek tárgyalt a második kiviteli alakban. Másodlagos poluobmotki lehet sorosan, és ha szükséges, hogy egy magasabb kimeneti feszültséget, és ezzel párhuzamosan szükség esetén nagyobb kimeneti áram.

Rövid tájékoztatás anyag a mágneses magok

Mostanáig nem vette figyelembe a veszteség egy igazi transzformátor, mely tartalmazza a veszteségek a mágneses - a örvényáram és a mágneses megfordulása (hiszterézis) A számítások figyelembe veszik azokat a teljesítmény veszteség az acél PCT és veszteségek a tekercseket - a teljesítmény veszteség a réz PM. Így a teljes teljesítmény veszteség a transzformátor egyenlő:

PΣ = pst + PM = Rv.t + Pr + PM,

ahol Rv.t - teljesítmény veszteség az örvényáramú; Pr - teljesítmény hiszterézisveszteségeket.

Hogy csökkentsék a hőkezelt acélból - szenet eltávolítjuk, és a ligáit - hozzáadunk szilícium, alumínium, réz és más elemeket. Mindez növeli az áteresztő képesség csökkenti a kényszerítő erő, és ennek megfelelően a hiszterézisveszteségeket. Továbbá, az acél vetjük alá hideg vagy meleg hengerelt, hogy megkapjuk a kívánt szerkezetet (hengerelt textúra).

Attól függően, hogy a tartalom ötvöző elemek, a szerkezeti állapotban, a mágneses tulajdonságokat vált jelzett négy számjegyű szám, például 3412.

Az első szám jelzi az osztály elektromos acélból készült szerkezeti állam és osztály gördülő: 1 - Hot-izotróp; 2 - hideg izotróp; 3 - hidegen hengerelt anizotrop bordázott textúra.

A második számjegy - százalékos tartalma a szilícium: 0 - ötvözetlen acél, amelynek teljes tömege az ötvöző elemek nem több, mint 0,5%; 1 - adalékolt teljes súlya több mint 0,5, de nem több, mint 0,8%; 2-0,8. 1,8%; 3-1,8. 2,8%; 4-2,8. 3,8%; 5-3,8. 4,8%.

A harmadik számjegy - csoport által fő normalizált jellemző (specifikus elvesztését és mágneses fluxussűrűség): 0 - specifikus veszteség mágneses indukció 1,7 T-t egy 50 Hz frekvenciával (Pij / így); 1 - veszteség mágneses indukció 1,5 Tesla 50 Hz (P1,5 / 50); 2 - indukálásának hatására 1 T frekvencián 400 Hz (P1 / 400); 6 - indukciós egy gyenge mágneses térerősség 0,4 A / m (V0,4); 7 - indukciós a szekunder mágneses mezőt intenzitással 10 A / m (B10) vagy 5 A / m (B5).

Az első három számjegy a típusú elektromos acélból.

A negyedik - sorszáma típusú acél.

Mágneses transzformátorok háztartási készülékek készül egy hidegen hengerelt irányított szemcsézetű acélfajták 3411-3415 konkrét veszteségeket normáltuk [3] a mágneses indukció 1,5 Tesla 50 Hz és ellenállása 60 · 10-8 ohm · m. A paraméterei bizonyos minőségű villamos acélok táblázatban adjuk. 3.

Hidegen hengerelt acél elektromos magasabb mágneses jellemzőkkel. Továbbá, egy simább felületet lehetővé teszi mennyiségének növelése töltési arányát a mágneses kör (FTC), hogy 98% [4].

Kezdeti adatok kiszámításához a transzformátor

Kiszámítjuk a transzformátort, amelynek primer és két azonos szekunder tekerccsel, a következő paraméterekkel: a hatékony (aktív) a primer tekercs feszültség U1 = 220 V; hatékony (érvényes), a feszültség a szekunder tekercsek U2 = U3 = 24 V;

hatékony (aktív) szekunder tekercsei jelenlegi L2 = I3 = 2A. Hálózati feszültség frekvencia f = 50 Hz.

A transzformálási arány az arány a feszültség, hogy a primer feszültség a nyitott (EMF) a szekunder tekercs. Ebben az esetben figyelmen kívül hagyja a hibát következtében fellépő különbség az EMF feszültséget a primer oldali:

ahol W1 és W2 - a menetek száma, illetve a primer és szekunder tekercs; E1 és E2 - EMF a primer és a szekunder tekercsek.

A jelenlegi a primer tekercselés egyenlő:

Összességében hálózati transzformátor is:

A számítás során szükség van, hogy meghatározzuk a méretei a mágneses kör, a menetek száma minden tekercsek, és a hozzávetőleges hosszát átmérője mágnes huzal, a veszteségi teljesítmény a transzformátor teljes teljesítmény, a hatékonyság, maximális méretét és súlyát.

Kiszámítása a mágneses transzformátor

Számítási módja a méreteit és egyéb paramétereket származó főként [1].

Először, kiszámítjuk a termék a keresztmetszeti területe a rúd a terület a mágneses mag ablakot. Úgynevezett mágnesrúd rész (axbxh), amely kiszolgálja a tekercs:

ahol B - a mágneses indukció, T; j - áramsűrűség a tekercsek, A / mm2; # 951; - hatékonysága a transzformátor, n - a mágneses magok; kc - a kitöltési tényező, a keresztmetszet a mágneses acél; km - együtthatója kitöltésével a mágneses réz.

Ajánlott értékek a mágneses indukció és az átlagos áramsűrűség, a hatékonyság és a kitöltési tényező az ablak számára az f frekvencia - 50 Hz táblázatban mutatjuk be. 4.

A kitöltési tényező a mágneses kör részben acélok 3411-3415 0.95. 0,97 és acél 1511-1514 - 0,89. 0.93.

Kiszámításához take B = 1,35 T; J = 2,5 A / mm2; # 951; = 0,95; Kc = 0,96; km = 0,31; n = 2:

A vastagság a mágnesrúd képlettel számítottuk ki

Alkalmas mágneses táblázatból kiválasztott. Az 1. és 2. Ha kiválasztja biztosítására kell törekedni, hogy a szakasz a mágneses mag közel volt a téren, mint a jelen esetben a lehető legkisebb fogyasztás mágnes huzal.

A szélessége a mágnesszalag képlettel számítottuk ki

Kiválasztása mágneses PLR18h25, hogy van egy - 1,8 cm; b = 2,5 cm; h = 7,1sm;

Kiszámítása tekercselés

Kiszámítjuk EMF egy fordulattal, amelyet a képlet

Számolja körülbelül a feszültségesést tekercseit:

Ezután kiszámítja a száma primer menetes:

Kiszámítjuk az átmérője a huzal szigetelés nélkül, amelyet a képlet

Behelyettesítve számértékek, megkapjuk a kezdeti a huzal átmérőjének:

és szekunder tekercsek:

Táblázat szerint. 5, válasszuk védjegy és az átmérője a tekercselő huzal elszigetelten [5]: primer tekercs - ELP vagy PEV-1 di = 0,52 mm; másodlagos - ELP vagy PEV-1 d2 = d3 = 1,07 mm.

Mi határozza meg a tekercsmenetek száma. Ehhez először tisztázni a feszültségesés a tekercsek:

Kiszámítjuk az átlagos hossza a tekercs segítségével ábra. 5 vagy 6:

majd a hossza drót a tekercsek:

Pontosabb értékeket a feszültségesés a tekercsek:

Mivel a kapott értékek kiszámításához számú primer fordulatok:

és szekunder tekercsek:

Kiszámítjuk a súlya a huzal tekercsek

ahol m1 és m2 - lineáris tömege huzalok, illetve a primer és szekunder tekercsek a táblázat. 5.

Mágneses tömeget meghatározzuk a táblázatban. 2: Um = 713

Mass transzformátor nélkül tömege a rögzítéseket az M = 288 + 2-165 + 713 = 1331, a maximális méretek: (b + c) x (A + C) xH = 43x72x107 mm. Az átalakulás aránya k = W1 / W2 = 1640/192 = 8,54.

Számítása teljesítményveszteség

A veszteség a mágneses mag van:

ahol érc - sajátos veszteséget a mágneses körben az asztalra. 3. Tegyük fel, hogy a mágneses mag készült 3413 acélszalag 0,35 mm vastag, míg a táblázatból. 3, azt találjuk, hogy a konkrét veszteségeket egy mágneses mag volt 1,3 W / kg. Ennek megfelelően, a veszteség a mágneses Pst = 0,713-1,3 = 0,93 watt.

Tekercselés veszteségek - az aktív ellenállását a huzal - számított képlet szerint

ahol R1, R2 - ellenállás, illetve a primer és szekunder tekercsek, I'1 - primer áram figyelembe véve a veszteségeket:

ahol r1m, R2M - rezisztencia egy egységnyi hosszúságú vezetékek, illetve a primer és szekunder tekercsek a táblázat. 5.

Mi újratervezi az áram a szekunder tekercsek a primer tekercs áram:

primer tekercs áramot a veszteség:

ahol # 951; = 0,95 - táblázat transzformátor hatékonyságot. 4. a teljesítménye 100 watt. Veszteségeket a tekercsek:

Teljes hálózati transzformátor beleértve a veszteségeket is:

Transzformátor hatékonyságot képlettel számítottuk ki

Transzformátor kell gyártani szerint a második kiviteli alak a fentiekben tárgyaltuk. Hely tekercsek ábrán látható. 6. Erre a célra két tekercs a gyártandó, amelyek mindegyike tartalmaz egy másfél fordulatot Parvin és az egyes szekunder tekercsek: w'1 = 820 huzalmenetre PEL (vagy PEV-1), amelynek átmérője 0,52 mm; w'2 = w'3 = 96 huzalmenetre PEL (vagy PEV-1), amelynek átmérője 1,07 mm.

Mivel a transzformátor egy kis kapacitású és méretei, tekercsek lehet keret nélküli. tekercs vastagsága b ≤ s / 2 = 9 mm, magassága hK ≤ 71 mm.

A menetszáma a primer tekercs réteget

A menetek száma a szekunder tekercs réteg

Tekercsek vannak feltekercselve egy fából készült tüskén készült szoros összhangban a méret a mágneses mag résszel, amelyen a tekercs lesz található (18x25x71 mm). Ahhoz, hogy a végén a tüske rögzített arcán.

Annak ellenére, hogy a tekercshuzal bevonva zománc szigeteléssel, és ezért van egy nagy dielektromos szilárdságú, általában a tekercselési rétegek további útburkoló, például a papír szigetelés. A legtöbb esetben, hogy izolálja a tekercseket a mag és egy transzformátort használnak papír között 0,1 mm vastagságú. Számítsuk ki a maximális feszültséget két szomszédos réteg vagy a primer tekercs

Mivel a feszültség a rétegek között kicsi, extra szigeteléssel lehet teríteni a réteg vagy annak érdekében, hogy vékonyabb, például papírt használ kondenzátor. Az elsődleges és a másodlagos árnyékolást tekercset kell elhelyezni - egy tekercset kioldott vékony vörösréz fóliával vagy egy réteg tekercselő huzal, amely megakadályozza a behatolást a interferencia a hálózat a szekunder tekercs, és fordítva.

Először is, a tüske csomagolva három réteg papír szalag (9.), A szalag van ragasztva a pályán arcán. Ezután, egy primer tekercse sebet, szóló mindegyik réteg szigetelés. Között a primer és szekunder tekercsek az árnyékoló burkolat két szigetelő réteg. A teljes vastagsága koholt a tekercsek nem haladja meg a 8 mm-t.

A szerelt transzformátor először ellenőrizze alapjáraton - üresjáratban. Amikor a hálózati feszültség 220 V, az áram a primer tekercs

feszültség a szekunder tekercsek

A feszültség a szekunder tekercsek pontosan mérhető csak egy voltmérőt nagy bemeneti impedancia. Végül a feszültség a szekunder tekercsek a transzformátor mérjük a névleges terhelés.

1. Linde, D. P., és munkatársai. Handbook of elektronikus eszközök. Ed. A. A. Kulikovskogo. T. 2. - M. Energy 1978.
2. Gorski A. N. és munkatársai. A számítás a elektromágneses elemek másodlagos áramforrások. - M. Rádió és Hírközlési 1988.
3. Sidorov I. N. és munkatársai. Kis magok és kengyelek. Könyvtárba. - M. Rádió és a kommunikáció. 1989.
4. Gerasimov V., et al. Electrical Engineering Handbook. T. 1. - M. Energy 1980.
5. Malinin RM Handbook rádióamatőr-tervezője. - M. Energy 1978

Kapcsolódó cikkek

• kiszámítása a transzformátor