Простой расчет силового трансформатора

Необходимые сведения

Для производства намоточных изделий необходимо руководствоваться большим количеством информации. От этого будет напрямую зависеть качество и срок службы готового блока питания. Следует грамотно подойти к процессу расчета, учитывая такие показатели, как магнитная индуктивность, КПД и плотность тока. В противном случае изделие окажется ненадежным и вскоре выйдет из строя. К основным характеристикам следует отнести:

• Входное напряжение сети. Это зависит от источника, к которому должен быть подключен трансформатор. Стандарт: 110 В, 220 В, 380 В, 660 В. На практике может быть любым, в зависимости от характеристик промежуточных цепей.
• Выходное напряжение трансформатора является величиной, необходимой для обеспечения стабильной работы потребителя. Часто необходимо производить продукт с несколькими номиналами или с регулируемым напряжением. Тогда необходимо учитывать его максимальное значение.
• Ток нагрузки. При фиксированном значении рассчитываются жесткие свойства устройства, но часто необходимо дать регулируемое значение, тогда нужно будет учитывать максимальное значение.
• Частота сети. Мы используем европейский стандарт, т.е. 50 Гц.
• Мощность нагрузки. Это не основной параметр, потому что его можно определить по напряжению и току.
• Количество выходных обмоток. В некоторых электронных устройствах используются блоки питания с несколькими выходными напряжениями. Для производства силовой электроники используется в основном один номинал, например для сварочных трансформаторов.

Также нужно учитывать тип сердечника, ведь от конструкции напрямую зависит принцип расчета показателей изделия. Существует множество вариаций как по дизайну, так и по материалам. Если учитывать последнее, то не имеет смысла из-за мелких погрешностей, то большое значение имеют форма и размеры. Поэтому нужны разные алгоритмы расчета, зависящие от этого критерия. Начнем с самого простого и распространенного.

Не всегда необходимо выполнять расчет по требуемым данным. Часто в наличии есть какое-то железо, тогда надо будет определить мощность трансформатора по сечению магнитопровода. Онлайн-программы, доступные в Интернете, позволяют определять параметры в любом порядке.

Виды сердечников

Трансформаторы отличаются друг от друга не только областью применения, техническими характеристиками и габаритами, но и типом магнитопровода. Очень важным параметром, влияющим на величину магнитного поля, помимо соотношения витков, является размер сердечника. Насыщающая способность зависит от значения. Эффект насыщения возникает, когда при увеличении тока в катушке величина магнитного потока остается неизменной, т е сила не меняется.

Для предотвращения возникновения эффекта насыщения потребуется правильно рассчитать объем и сечение сердечника, размер которого определяет мощность трансформатора. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем больше должен быть сердечник.

По конструкции сердечник делится на три основных типа:

• полюс;
• бронированный;
• тороидальный.

Цепь магнитопровода представляет собой конструкцию П-образного или Ш-образного типа. Он собран из стержней, стянутых хомутом. Для защиты катушек от воздействия внешних электромагнитных сил применяют бронированные магнитопроводы. Их хомут расположен снаружи и замыкает стержень со шпулей. Кольцевидный внешний вид сделан из металлических полос. Такие сердечники являются наиболее экономичными из-за кольцевой конструкции.

Зная форму сердечника, легко рассчитать мощность трансформатора. Он находится по простой формуле: P=(S/K)*(S/K), где:

• S — площадь поперечного сечения сердечника.
• К – постоянный коэффициент, равный 1,33.

Площадь сердцевины зависит от вида, единицей измерения является квадратный сантиметр. Результат измеряется в ваттах. Но на практике часто приходится рассчитывать сечение сердечника по требуемой мощности трансформатора: Sc = 1,2√P, см2. На основании формул можно подтвердить вывод: чем больше мощность изделия, тем больше используемый сердечник.

Достоинство и плюсы этого способа

• Вам не нужно ничего считать
• Можно самостоятельно намотать трансформатор для своих целей
• В зависимости от размера ядра можно определить необходимые расчеты
• Упрощенный расчет трансформатора
• Все готово даже для новичков
• Это инструкция
• Все, что вам нужно сделать, это нажать одну кнопку!

Магнитопроводы бывают трех конструкций: бронированные, тороидальные и стержневые. Есть и другие более редкие конструкции, но обычно они всегда необходимы для расчета: входное напряжение, частота, выходное напряжение, выходной ток, общие размеры магнитопровода.

Получаем работающий онлайн-калькулятор трансформаторов, который может решать наши задачи с помощью расчетных формул. Если вы взяли старый трансформатор, который проработал всю жизнь, то теперь вы можете все рассчитать для безопасной работы с ним. Полученные расчеты окажутся оптимальными, скорее даже идеальными, поэтому просто не может быть провода подходящего диаметра. Поэтому выбирайте значение, наиболее близкое к оптимальному.

Источник

Выполнение обмоток

Обмотки трансформатора выполнены на каркасе из изоляционного материала. Каркас может быть сплошным или разборным. Несмотря на кажущуюся сложность, проще сделать разборную раму, к тому же размеры легко пересчитываются под любой существующий сердечник. Из материалов для каркаса можно взять листы гетинакса, текстолита или стеклоткани. В щеках рамки нужно предусмотреть отверстия для выводов.

Складная рама

Как расшифровать маркировку трансформатора

Выводы обмотки выполнены из гибкого многожильного провода, тщательно изолирующего место пайки. Сама намотка осуществляется по возможности виток за витком. Такая намотка позволяет лучше использовать свободное пространство, снижает расход провода, а главное, при пересечении проводов с некачественной намоткой возникает риск повреждения изоляции и коротких замыканий. Это правило не распространяется на тонкий провод диаметром менее 0,2 мм, так как выполнить обычную намотку в домашних условиях на него очень сложно.

Каждая обмотка должна быть изолирована друг от друга, особенно первичная обмотка. Для утепления можно использовать несколько слоев ФУМ-ленты. Он изготовлен из ПТФЭ, обладающего хорошими электроизоляционными свойствами.

Важно! Лента ФУМ имеет небольшую толщину, а фторопласт – текучесть, поэтому приходится делать несколько слоев изоляции.

Фум-лента

Расчёт трехфазного трансформатора

Различные способы подключения одной, двух и более ламп

Читайте также: Хотите купить фрезерный станок с ЧПУ по дереву в Челябинске?

Изготовление трехфазного трансформатора и его точный расчет – более сложный процесс, так как первичная и вторичная обмотки уже состоят из трех витков. Это разновидность силового трансформатора, магнитопровод чаще всего выполнен стержневым методом. Здесь уже появляются такие понятия, как фазное и линейное напряжения. Линейная измеряется между двумя фазами, а фаза между фазой и землей. Если трехфазный трансформатор рассчитан на 0,4 кВ, то линейное напряжение будет 380В, а фазное 220 В. Обмотки могут быть соединены звездой или треугольником, что дает разные значения токов и напряжений.

Обмотки трехфазного трансформатора размещают на стержнях так же, как и у однофазного, т.е низковольтные обмотки низковольтного трансформатора располагают ближе к стержню, а высоковольтные обмотки обмотки высокого напряжения размещены на обмотках низкого напряжения.

Высоковольтные трехфазные трансформаторы тока рассчитываются и изготавливаются исключительно в промышленных условиях. Кстати, любой понижающий трансформатор при повторном включении действует как повышающее устройство.

Расчет броневого трансформатора

Распространенный тип трансформатора используется практически во всех устройствах от зарядных устройств для шуруповертов до блоков питания магнитофонов. При эксплуатации всех этих агрегатов часто случаются поломки питателя, связанные с перегоревшим изделием обмотки. Потом для восстановления приходится перематывать, но это не решает проблему.

Часто приходится увеличивать мощность источника, при этом как рассчитать трансформатор, чтобы утюг не перегревался? Вам нужно выбрать утюг большего размера и использовать более толстый шнур. Такой ход поможет сохранить производительность устройства и даже повысить его производительность, сделав его более стабильным и устойчивым при скачках напряжения в сети.

К сожалению, не все производители учитывают этот фактор, но наша сеть нестабильна и в ней регулярно наблюдаются возмущения в виде высоковольтных игольчатых импульсов. Также бывают ситуации, когда происходит просадка сети до 170 В, что характерно зимой. Тогда необходимо обеспечить запас по напряжению не менее 40-45%, что повышает эффективность и компенсирующего стабилизатора. Такие ситуации часто наблюдаются в частном секторе.

Вернемся к расчету Ш-образного трансформатора на Ш-сердечнике. Принцип будет таким же и с сердечником типа PL, при условии, что обмотка расположена на средней части. Что нужно сделать для следующих шагов:

• Определить площадь поперечного сечения центральной части сердечника. Она выражается буквой S сек и находится из произведения сторон. Взяв линейку, измеряем параметры сечения, умножаем и получаем значение в квадратных сантиметрах.
• Следующим шагом нужно решить, как рассчитать мощность трансформатора. Это расчетное значение, которое можно определить, возведя S сек в квадрат. Значение будет измеряться в ваттах и ​​обозначаться буквой «P».
• При расчете мощности сердечника необходимо учитывать тип используемых пластин. Например, если бы они использовались для комплекта Ш-20, общая толщина сердечника должна быть 30 мм при мощности 36 Вт. Если для трансформатора использовались пластины Ш-30, то толщины набора будет достаточно в 20 мм, а при использовании Ш-24 – 25 мм. Существуют справочные таблицы, где можно найти мощность трансформатора по сечению магнитопровода для конкретной ситуации. Для наилучшей стабильности электропитания утюги следует использовать с избыточной мощностью не менее 25%. То есть, если расчетная мощность ранее была равна 6 Вт, то для надежной работы и исключения насыщения сердечника следует учитывать не менее 8 Вт. Это обязательное условие. Если использовать магнитопровод с меньшей площадью сечения сердечника, то трансформатор быстро выйдет из строя, так как железо будет насыщено, что приведет к увеличению токов в обмотках.
• Следующим шагом является определение количества обмоток. Для современных транзисторных устройств достаточно одного или двух с центральной точкой. Поэтому рассмотрим пример расчета именно такого трансформатора. Для этого нужно использовать понятие «вольт на виток». Величина определяется следующим образом: Вт /B=(50÷70) / S сек. Формула справедлива только для сердечников типа ШП и ПЛ.При расчете первичной и вторичной обмоток нужно взять произведение полученного соотношения на входное напряжение: W1 = Вт/В ∙ U1, W2 = 1,2 ∙ Вт/В ∙ У2.
• Производится расчет и подбор диаметра проволоки. Его выбрали исходя из хорошей теплоотдачи и теплоизоляции, для чего рекомендуется использовать ПЭЛ или ПЭВ, покрытые лаком. Определить размер можно по формуле: d = 0,7∙√I. Значение выражается в мм. Свинец выбирается с небольшим запасом до 4-6%.

Все программы расчета трансформаторов позволяют найти параметры изделия в любом порядке. Они используют стандартные алгоритмы, с помощью которых выводятся значения. При необходимости вы можете создать свой собственный калькулятор, используя электронные таблицы Excel. Аналогично работает калькулятор для расчета трансформатора на стержневом сердечнике.

Как рассчитать силовой трансформатор по формулам за 5 этапов

Привожу упрощенную методику, которую использовал десятилетиями для изготовления и испытания самодельных трансформаторных блоков из железа неизвестной по мощности нагрузки марки.

Согласно ему, мне почти всегда удавалось накрутить раунд с первого раза. Очень редко приходилось добавлять или уменьшать определенное количество витков.

Этап №1. Как мощность сухого трансформатора влияет на форму и поперечное сечение магнитопровода

Расчет основан на среднем коэффициенте полезного действия ŋ, который представляет собой отношение электрической мощности S2, преобразованной во вторичной обмотке, к приложенной общей мощности S1 в первичной обмотке.

ŋ = S1 / S2

Потери мощности во вторичной обмотке оцениваются по статистической таблице.

Мощность трансформатора, Вт	Эффективность ŋ
15÷50	0,50÷0,80
50÷150	0,80÷0,90
150÷300	0,90÷0,93
300÷1000	0,93÷0,95
>1000	0,95÷0,98

Электрическая мощность устройства определяется произведением номинального тока, протекающего через первичную обмотку в амперах, на напряжение бытовой электропроводки в вольтах.

См также: Станок токарный универсальный одностоечный 1510 Формы, описание, особенности

Она преобразуется в магнитную энергию, протекающую через сердечник, полностью распределенную в нем, в зависимости от формы распределения потока:

1. для кольцевой фигуры из П-образных пластин площадь поперечного сечения под катушкой магнитопровода рассчитывается как Qc=√S1;
2. для сердечника из W-образных пластин Qc=0,7√S1.

Таким образом, первый этап расчета позволяет: узнать требуемое значение первичной или вторичной мощности, выбрать магнитопровод по форме и сечению сердечника; или, исходя из размеров существующего магнитопровода, оценить электрическую мощность, которую может пропустить построенный трансформатор.

Этап №2. Особенности вычисления коэффициента трансформации и токов внутри обмоток

Силовой трансформатор предназначен для преобразования электрической энергии одного значения напряжения в другое, например U1=220 вольт на входе и U2=24 вольта на выходе.

Коэффициент трансформации в приведенном выше примере записывается в виде выражения 220/24 или дроби со значением первичного напряжения в числителе и вторичного напряжения в знаменателе. Он также позволяет определить соотношение числа витков между обмотками.

n = W1/W2

На первом шаге мы уже определили электрическую мощность каждой обмотки. По ним и величине напряжения необходимо рассчитать силу электрического тока I = S/U внутри любой катушки.

Этап №3. Как вычислить диаметры медного провода для каждой обмотки

При определении сечения проводника катушки используется эмпирическое выражение, учитывающее, что плотность тока находится в пределах 1,8÷3 ампер на квадратный миллиметр.

Мы определили значение тока в амперах для каждой обмотки на предыдущем шаге.

Теперь мы просто возьмем квадратный корень из этого и умножим на коэффициент 0,8. Полученное число записывается в миллиметрах. Это расчетный диаметр проволоки для катушки.

Его выбирают с учетом выделения допустимого тепла за счет протекающего через него тока. Если позволяет место в основном окне, диаметр можно немного увеличить. Тогда эти обмотки будут лучше приспособлены к тепловым нагрузкам.

Когда даже при плотной намотке все витки провода не помещаются в окно магнитопровода, сечение можно немного уменьшить. Но такой трансформатор следует использовать для кратковременной работы и последующего охлаждения.

При выборе диаметра провода достигается оптимальное соотношение между нагревом при работе и размерами свободного пространства внутри сердечника, что позволяет разместить все обмотки.

Читайте также: Тиристорное импульсное зарядное устройство 10А на КУ202

Этап №4. Определение числа витков обмоток по характеристикам электротехнической стали: важные моменты

Расчет основан на использовании магнитных свойств железного сердечника. Промышленные трансформаторы собираются из разных марок электротехнической стали, подобранных для конкретных условий работы. Они рассчитываются по сложным, индивидуальным алгоритмам.

Домашнему мастеру достаются магнитопроводы неизвестной марки, определить какие именно электрические характеристики ему практически невозможно. Поэтому в формулах учитываются средние параметры, которые несложно скорректировать при вводе в эксплуатацию.

Для расчета вводится эмпирический коэффициент ω’. Он учитывает величину напряжения в вольтах, которое индуцируется за один оборот катушки и связано с сечением магнитопровода Qc (см кв).

ω’=45/Qc (оборот/вольт)

В первичной обмотке количество витков рассчитывается как W1= ω’∙U1, а во вторичной — W2= ω’∙U2.

Этап №5. Учет свободного места внутри окна магнитопровода

На этом шаге нужно определить, все ли обмотки поместятся в свободное пространство окна сердечника с учетом габаритов катушки.

Для этого будем считать, что провод имеет сечение не круглое, а квадратное со стороной того же диаметра. Тогда при совершенно идеальной натянутой закладке он будет занимать площадь, равную произведению единичного сечения на число витков.

Увеличиваем эту площадь процентов на 30, потому что идеально вывернуть углы не получится. Это будет где-то внутри полостей катушки и все равно займет некоторое место.

Затем полученные площади витков каждой обмотки сравниваем с окном магнитопровода и делаем выводы.

Второй способ оценки — качать витки «на счастье». Его можно использовать, если новая конструкция перематывается нитью со старых рабочих бобин на тот же сердечник.

Программы для расчета

Существует множество программ, предлагающих онлайн-расчет параметров любого трансформатора на якорном или стержневом сердечнике. Одним из таких может быть сервис на сайте Скрутка. Для определения свойств необходимо указать ряд следующих данных:

• входное напряжение — У1;
• выходное напряжение — U2;
• ширина плиты — а;
• толщина стопки — b ;
• частота сети — Гц;
• общая мощность — В*А;
• Эффективность;
• магнитная индуктивность магнитопровода — Тл;
• плотность тока в обмотках — А/мм кв.

Последние 4 значения в табличном виде, поэтому нужно пользоваться справочником.

Необходимо грамотно и ответственно подойти к расчету параметров трансформатора, ведь от качества выполненных работ будет зависеть и качество функционирования вашего блока питания. Не всегда стоит доверять программам, в них могут быть ошибки. Выберите один или несколько параметров и рассчитайте их вручную по приведенным ранее формулам. Если получится примерно равное значение, результат можно считать правильным.

Расчет трансформатора онлайн

Существует формула расчета трансформатора, которая помогает рассчитать силовой трансформатор. Чтобы упростить себе жизнь и избежать ошибок в расчетах, вы можете воспользоваться этой программой. Это позволит очень быстро и без проблем проектировать трансформаторы на разные напряжения и мощности. Это очень удобный калькулятор для радиолюбителей и профессионалов. Он поможет не только рассчитать трансформатор, но и поможет изучить устройство, как все работает. Это самый простой и быстрый способ все рассчитать. Для этого заполните все известные вам данные и нажмите кнопку. Получается, что для расчета трансформатора нужно нажать одну кнопку!

Трансформатор и особенности его конструкции

Такое устройство, как трансформатор, включает в себя следующие компоненты: сердечник (магнитопровод); наложенная на него обмотка.
Обмотка, подключенная к источнику преобразуемого напряжения, называется первичной, а та, к которой подключены источники потребления тока, соответственно вторичной. По согласованию трансформаторы бывают:

• импульс;
• источники питания;
• координировать.

Необходимые расчеты для приборов на базе старых самодельных устройств выполнить практически невозможно, так как крайне сложно найти необходимое железо и обмоточный провод. Поэтому необходимо брать магнитопровод с мощностью, превышающей потребности и увеличивающей размеры трансформаторов.

Видео: Тороидальный трансформатор

Назначение и функциональность

Итак, какова функция трансформатора?

1. Это снижение напряжения до требуемых параметров.
2. С его помощью снижается гальваническая развязка сети.

Что касается второй функции, то необходимо дать пояснения. Обе обмотки (первичная и вторичная) трансформатора тока напрямую друг с другом не связаны. Это означает, что сопротивление устройства фактически должно быть бесконечным. Это на самом деле идеально. Связь обмоток происходит через магнитное поле, создаваемое первичной обмоткой. Вот такой сложный функционал.

Определение нагрузки на трансформаторы тока для релейной защиты

Нагрузка на ТТ для релейной защиты состоит из последовательно соединенных сопротивлений релейной аппаратуры, соединительных проводов и переходных сопротивлений в контактных соединениях. Величина вторичной нагрузки также зависит от схемы подключения ТТ и вида короткого замыкания.

Релейная защита в условиях короткого замыкания обычно срабатывает при больших токах, во много раз превышающих номинальный ток ТТ. Расчетами и опытом эксплуатации установлено, что для обеспечения корректной работы релейной защиты погрешности ТТ не должны превышать предельно допустимых значений.

По ПУЭ, как правило, эта погрешность не должна быть более 10%.

В ГОСТ 7746-88 точность ТТ, используемых для релейной защиты, нормируется на их суммарную погрешность (ε) по току намагничивания. По условию ε < 10% построены кривые предельных кратностей ТТ.

При этом наибольшее отношение первичного тока к его номинальному значению, при котором суммарная погрешность для данной вторичной нагрузки не превышает 10 %, называется предельной кратностью (К10).

По тому же ГОСТ поставщики ТТ обязаны гарантировать значение номинального предельного коэффициента (К10н), при котором суммарная погрешность работы ТТ с номинальной вторичной нагрузкой не превышает 10%.

Для нахождения допустимой нагрузки по кривым предельной кратности необходимо предварительно определить расчетную кратность тока КЗ, т.е отношение тока КЗ в расчетной точке к минимальному току ТТ (Крщ.)

Принцип работы устройства

Трансформатор — это электрическое устройство, предназначенное для передачи энергии без изменения ее формы и частоты. Используя в своей работе явление электромагнитной индукции, устройство используется для преобразования переменного сигнала или создания гальванической развязки. Каждый трансформатор состоит из следующих конструктивных элементов:

• основной;
• обмотки;
• рамка для расположения обмоток;
• изоляция;
• дополнительные элементы, обеспечивающие жесткость устройства.

Принцип работы любой трансформаторной установки основан на эффекте возникновения магнитного поля вокруг проводника с протекающим по нему электрическим током. Такое поле возникает и вокруг магнитов. Ток представляет собой направленный поток электронов или ионов (зарядов). Взяв проволочный проводник, намотав его на катушку и подключив к концам прибор для измерения потенциала, можно наблюдать увеличение амплитуды напряжения при помещении катушки в магнитное поле. Это говорит о том, что при приложении магнитного поля к катушке с намотанным проводником получается источник энергии или ее преобразователь.

В трансформаторном блоке такая катушка называется первичной или сетевой катушкой. Он предназначен для создания магнитного поля. Стоит отметить, что такое поле обязательно должно все время изменяться по направлению и размеру, то есть быть переменным.

Классический трансформатор состоит из двух катушек и соединяющей их магнитной цепи. При подаче переменного сигнала на контакты первичной катушки возникающий магнитный поток передается через магнитопровод (сердечник) на вторую катушку. Таким образом, катушки связаны магнитными силовыми линиями. Согласно закону электромагнитной индукции, при изменении магнитного поля в катушке индуцируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). Поэтому в первичной обмотке возникает ЭДС самоиндукции, а во вторичной ЭДС взаимной индукции.

Количество витков на обмотках определяет амплитуду сигнала, а диаметр провода определяет максимальный ток. При равных витках катушек уровень входного сигнала будет равен выходному. В случае, когда вторичная катушка имеет в три раза больше витков, амплитуда выходного сигнала будет в три раза больше входного — и наоборот.

Нагрев всего агрегата зависит от сечения провода, используемого в трансформаторе. Выбрать нужный раздел можно с помощью специальных таблиц из энциклопедий, но проще воспользоваться онлайн-калькулятором-трансформером.

Отношение полного магнитного потока к потоку катушки определяет прочность магнитной связи. Для его увеличения обмотки катушек размещены на замкнутом магнитопроводе. Изготавливается из материалов с хорошей электромагнитной проводимостью, например феррита, альцифера, карбонильного железа. Таким образом, в трансформаторе возникают три цепи: одна электрическая, образованная током в первичной обмотке, одна электромагнитная, образующая магнитный поток, и другая электрическая, связанная с появлением тока во вторичной обмотке при подключении нагрузки к этому.

Корректная работа трансформатора также зависит от частоты сигнала. Чем он больше, тем меньше потерь при передаче энергии. А это значит, что размеры магнитопровода зависят от величины: чем выше частота, тем меньше размеры устройства. По такому принципу строятся импульсные преобразователи, производство которых связано с трудностями освоения, поэтому для расчета трансформатора по сечению сердечника часто используют калькулятор, помогающий избавиться от ошибок ручного расчета.

Расчёт трансформатора по сечению сердечника

Конструкция трансформатора зависит от формы магнитопровода. Они бывают стержневые, бронированные и тороидальные. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на сердечники. В якоре обмотки лишь частично намотаны на магнитопровод. В тороидальных конструкциях обмотки равномерно распределены по магнитопроводу.

Отдельные тонкие пластины трансформаторной стали, изолированные друг от друга, используются для изготовления стержневых и броневых сердечников. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные ленточные рулоны, для производства которых также используется трансформаторная сталь.

Важнейшим параметром для каждой жилы является площадь поперечного сечения, которая оказывает большое влияние на мощность трансформатора. КПД стержневых трансформаторов значительно превышает КПД бронированных устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, что влияет на допустимую плотность тока. Поэтому данную конструкцию рекомендуется рассматривать в качестве примера для расчетов.

В зависимости от параметров сердечника определяется значение полной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, так как возможности ядра связаны именно с общей мощностью. Эта взаимная связь отражена и в расчетной формуле: Так хШк = 100 хРг/(2,22*Вс хjхфх кокс кс). Здесь So и Sc – площади окна и поперечного сечения сердечника соответственно, Rg – значение полной мощности, Vs – магнитная индукция в сердечнике, j – плотность тока в проводниках обмотки, f – частота переменного тока, ко и кс — коэффициенты заполнения окна и сердечника.

 Этапы определения параметров

Прежде всего, для правильного расчета необходимо будет определить основные параметры будущего трансформатора. К ним относятся:

• напряжение и ток на первичной обмотке;
• такие же показатели на вторичной обмотке.

Затем подсчитывается количество витков на каждой из обмоток, по таблице и результатам расчета тока выбирается тип провода, но предварительно нужно измерить размеры сердечника, если он есть. Или, наоборот, задать необходимое усилие и рассчитать параметры кольца. Это то, что предлагают все онлайн-программы для расчета трансформаторов.

При выборе количества витков на первичной обмотке необходимо помнить, что если витков будет недостаточно, она будет сильно греться и в итоге сгорит. А при достаточно большом напряжении на вторичке придется строго пользоваться справочными данными и формулами из учебников.

Рассмотрим пример расчета трансформатора, намотанного на тороидальный сердечник и питающегося от сети частотой 50 Гц.

Для упрощения процесса расчета устройства можно воспользоваться табличными данными, в которых указаны формулы и переменные, используемые для определения параметров намоточных изделий, сведенных в таблицу ниже:

Для производства сердечников таких сетевых трансформаторов используют 2 вида стали:

• Э310-330 холоднокатаный тип и толщина листа в пределах 0,35-0,5 мм ;
• Сталь обыкновенная Э340-360 толщиной 0,05 — 0,1 мм .

Следует понимать, что количество витков для каждого вида стали может быть разным, что связано с магнитной проницаемостью сердечника и другими показателями. В таблице ω 1 и ω 2 — количество оборотов для холоднокатаной и обычной стали соответственно. Рг – полная мощность трансформатора; S — параметры сердечника (площадь поперечного сечения), ∆ — максимально допустимая плотность тока в обмотках; η — КПД устройства.

Одной из особенностей изготовления тороидального трансформатора является то, что в нем используется внешняя и обмоточная изоляция, поэтому проводники должны иметь достаточно эластичное покрытие. В связи с этим часто выбирают ПЭЛШО или ПЭШО, также популярен ПЭВ-2. В качестве наружного вида утепления используются следующие виды материалов:

• лакированная ткань;
• батистовая лента;
• триацетатная пленка;
• фторопластовая пленка.

Типы магнитопроводов

Основой трансформатора переменного тока является магнитопровод, который должен обладать определенными магнитными свойствами. В трансформаторах используется сталь особого состава и со специальной обработкой (трансформаторное железо). При работе трансформатора в магнитопроводе образуются вихревые токи, которые нагревают сердечник и приводят к снижению КПД трансформатора. Для уменьшения вихревых токов сердечник изготавливают не монолитно, а собирают из тонких стальных пластин или полос, покрытых непроводящим оксидным слоем.

По типу используемого металла сердечники делятся на:

• Пластинчатый;
• Лента.

Первый тип сердечников собирается в виде пакета отдельных пластин подходящей формы, а второй наматывается из ленты. В дальнейшем ленточный сердечник можно разрезать на отдельные отрезки, чтобы было легче наматывать провод.

По типу магнитопровода различают сердечники:

• Бронированный;
• Полюс.

Каждый из перечисленных типов может различаться по форме пластин или сегментов:

• Бронированный;
• W-образный;
• Кольцеобразный.

Форма и тип сердечника в теории не влияют на метод расчета, но на практике это следует учитывать при определении КПД и числа витков обмоток.

Основные типы

Кольцевой (тороидальный) сердечник обладает лучшими свойствами. Трансформатор, выполненный на таком магнитопроводе, будет иметь максимальный КПД и минимальный ток холостого хода. Это оправдывает наиболее трудоемкую намотку, так как в домашних условиях эта работа выполняется исключительно вручную, без применения намоточной машины.

Расчёт трансформатора своими руками: онлайн-калькуляторы, особенности автотрансформаторов и торов

Одним из часто используемых устройств в энергетике, электронике и радиотехнике является трансформатор. Часто от его параметров зависит надежность устройства в целом. Бывает, что при выходе из строя трансформатора или при самостоятельном изготовлении радиоблоков найти блок с необходимыми параметрами для серийного производства не удается. Поэтому расчет трансформатора и его мощности необходимо проводить самостоятельно.

Чтобы купить Расчет силового трансформатора онлайн потерь мощности

Запросить предложение на почту: ✉ e@transformator-energum.ru Скачать анкету Рассчитать доставку Стоимость и сроки монтажа, пуско-наладки и монтажа Расчет потери мощности силового трансформатора онлайн
также уточняйте информацию о сметах и ​​типовых проектах на ✉ e@transformator-energum.ru