Jak se měří zatížení transformátoru? Výpočet transformátoru s toroidním magnetickým jádrem

V domácnosti může být nutné vybavit osvětlení ve vlhkých prostorách: sklep nebo sklep atd. V těchto místnostech je zvýšené riziko úrazu elektrickým proudem.
V těchto případech byste měli používat elektrické zařízení určené pro snížené napájecí napětí,ne více než 42 voltů.
Můžete použít baterku na baterie nebo použít snižovací transformátor od 220 voltů do 36 voltů.
Vypočítáme a vyrobíme jednofázový výkonový transformátor 220/36 voltů, s výstupním napětím 36 voltů napájený střídavou elektrickou sítí 220 voltů.

K osvětlení takových prostor Dobře poslouží elektrická žárovka při 36 V a výkonu 25 - 60 Wattů. Takové žárovky s paticí pro běžnou elektrickou zásuvku se prodávají v obchodech s elektro zbožím.
Pokud najdete žárovku s jiným výkonem, například 40 wattů, není se čeho bát – to se také hodí. Jde jen o to, že transformátor bude vyroben s výkonovou rezervou.

UDĚLEME JEDNODUŠŠÍ VÝPOČET TRANSFORMÁTORU 220/36 VOLTŮ.

Výkon v sekundárním okruhu: P_2 = U_2 I_2 = 60 wattů

Kde:
P_2 – výkon na výstupu transformátoru, nastavíme 60 wattů;
U_2 - napětí na výstupu transformátoru, nastavíme 36 voltů;
I _2 - proud v sekundárním okruhu, v zátěži.

Účinnost transformátoru s výkonem do 100 wattů není obvykle větší než η = 0,8.
Efektivita určuje, kolik energie spotřebované ze sítě jde do zátěže. Zbytek jde na ohřev vodičů a jádra. Tato síla je nenávratně ztracena.
Pojďme určit výkon spotřebovaný transformátorem ze sítě s přihlédnutím ke ztrátám:

P_1 = P_2 / η = 60 / 0,8 = 75 wattů.

Výkon je přenášen z primárního vinutí na sekundární prostřednictvím magnetického toku v magnetickém jádře P_1, moc odebrané ze sítě 220 V, závisí na ploše průřezu magnetického obvodu S.

Magnetické jádro je jádro ve tvaru W nebo O vyrobené z plechů z transformátorové oceli. Jádro bude obsahovat primární a sekundární vinutí drátu.

Plocha průřezu magnetického obvodu se vypočítá podle vzorce:

S = 1,2 · √P_1.

Kde:
S - plocha v centimetrech čtverečních,
P_1 - výkon primární sítě ve wattech.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 cm².

Hodnota S se používá k určení počtu závitů w na volt pomocí vzorce:

w = 50/S

V našem případě je plocha průřezu jádra S = 10,4 cm2.

w = 50/10,4 = 4,8 otáčky na 1 volt.

Vypočítejme počet závitů v primárním a sekundárním vinutí.

Počet závitů v primárním vinutí při 220 voltech:

W1 = U_1 · w = 220 · 4,8 = 1056 otáček.

Počet závitů v sekundárním vinutí při 36 voltech:

W2 = U_2 w = 36 4,8 = 172,8 otáčky,

zaokrouhlit až na 173 otáček.

V režimu zátěže může dojít ke znatelné ztrátě části napětí na aktivním odporu vodiče sekundárního vinutí. Proto se pro ně doporučuje vzít počet otáček o 5-10% více, než je vypočteno. Vezměme W2 = 180 otáček.

Velikost proudu v primárním vinutí transformátoru:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ampéru.

Proud v sekundárním vinutí transformátoru:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ampéru.

Průměry drátů primárního a sekundárního vinutí jsou určeny hodnotami proudů v nich na základě přípustné proudové hustoty, počtu ampérů na 1 čtvereční milimetr plochy vodiče. U transformátorů proudová hustota, pro měděný drát, Je akceptován 2 A/mm².

Při této proudové hustotě je průměr drátu bez izolace v milimetrech určen vzorcem: d = 0,8√I.

Pro primární vinutí bude průměr drátu:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 mm. Vezměme 0,5 mm.

Průměr drátu pro sekundární vinutí:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 mm. Vezměme 1,1 mm.

POKUD NENÍ ŽÁDNÝ DRÁT POŽADOVANÉHO PRŮMĚRU, pak můžete vzít několik tenčích vodičů připojených paralelně. Jejich celková plocha průřezu nesmí být menší než plocha odpovídající vypočtenému jednomu drátu.

Plocha průřezu drátu je určena vzorcem:

s = 0,8 d².

kde: d - průměr drátu.

Například: nepodařilo se nám najít drát pro sekundární vinutí o průměru 1,1 mm.

Průřez drátu má průměr 1,1 mm. se rovná:

s = 0,8 d² = 0,8 1,1² = 0,8 1,21 = 0,97 mm².

Zaokrouhleme na 1,0 mm².

Ztabulkyvolíme průměry dvou vodičů, součet jejich průřezů je 1,0 mm².

Jedná se například o dva dráty o průměru 0,8 mm. a ploše 0,5 mm².

Nebo dva dráty:
- první o průměru 1,0 mm. a plocha průřezu 0,79 mm²,
- druhý o průměru 0,5 mm. a plochou průřezu 0,196 mm².
což dává dohromady: 0,79 + 0,196 = 0,986 mm².

Cívka je navinuta dvěma dráty současně; je přísně dodržován stejný počet závitů obou drátů. Začátky těchto vodičů jsou vzájemně propojeny. Konce těchto vodičů jsou také spojeny.

Ukazuje se to jako jeden drát s celkovým průřezem dvou drátů.

Viz články:
- "Jak navinout transformátor na jádro ve tvaru W."
- "Jak vyrobit rám pro jádro ve tvaru W."

Elektrické zařízení - transformátor - slouží k přeměně příchozího střídavého napětí na jiné - odchozí, např.: 220 V na 12 V (toto konkrétní přeměny je dosaženo použitím snižovacího transformátoru). Než zjistíte, jak vypočítat transformátor, musíte nejprve znát jeho strukturu.

Nejjednodušší transformátor je uspořádání magnetického jádra a vinutí 2 typů: primární a sekundární, speciálně navinuté na něm. Primární vinutí přijímá přiváděné střídavé napětí ze sítě (např.: 220 V) a sekundární vinutí vytváří indukční vazbou další střídavé napětí. Rozdíl v závitech vinutí ovlivňuje výstupní napětí.

Výpočet transformátoru tvaru w

1. Uvažujme jako příklad proces výpočtu konvenčního transformátoru tvaru W. Předpokládejme, že jsou uvedeny následující parametry: zatěžovací proud i2=0,5A, výstupní napětí (napětí sekundárního vinutí) U2=12V, síťové napětí U1=220V.
2. První indikátor určuje výstupní výkon: P2=U2ˣi2=12ˣ0,5=6 (W). To znamená, že takový výkon vyžaduje použití magnetického jádra o průřezu asi 4 cm² (S=4).
3. Poté se určí počet závitů potřebný pro jeden volt. Vzorec pro tento typ transformátoru je: K=50/S=50/4=12,5 (otáčky/volty).
4. Poté určete počet závitů primárního vinutí: W1=U1ˣK=220ˣ12,5=2750 (závitů). A pak počet závitů umístěných v sekundárním vinutí: W2=U2ˣK=12ˣ12,5=150.
5. Proudovou sílu vznikající v primárním vinutí vypočítejte takto: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30mA To vám umožní vypočítat velikost průměru drátu položeného v primáru vinutí a není vybaveno izolací . Je známo, že maximální proud pro měděný drát je 5 ampér na mm², z čehož vyplývá, že: d1=5A/(1/i1)=5A/(1/0,03A)=0,15 (mm) .
6. Posledním krokem je výpočet průměru drátu sekundárního vinutí pomocí vzorce d2=0,025ˣ√i2, přičemž hodnota i2 se používá v miliampérech (mA): d2=0,025ˣ22,4=0,56 (mm).

Jak vypočítat výkon transformátoru

1. Předem si zjistěte dostupné napětí na sekundárním vinutí a maximální zatěžovací proud. Poté vynásobte faktor 1,5 maximálním zatěžovacím proudem (měřeno v ampérech). To určí vinutí druhého transformátoru (rovněž v ampérech).
2. Určete výkon, který usměrňovač spotřebovává ze sekundárního vinutí počítaného transformátoru: vynásobte maximální proud, který jím prochází, napětím sekundárního vinutí.
3. Vypočítejte výkon transformátoru vynásobením maximálního sekundárního výkonu číslem 1,25.

Pokud potřebujete určit výkon transformátoru, který bude potřeba pro konkrétní účely, pak je potřeba sečíst výkon instalovaných zařízení spotřebovávajících energii s 20 %, aby měl rezervu. Pokud máte například 10m LED pásek, který spotřebuje 48 wattů, musíte k tomuto číslu přidat 20 %. Výsledkem je 58 wattů - minimální výkon transformátoru, který bude nutné nainstalovat.

Jak vypočítat proudový transformátor

Hlavním charakteristickým znakem transformátoru je transformační poměr, který udává, jak moc se změní hlavní parametry proudu jeho průchodem tímto zařízením.

Pokud transformační poměr překročí 1, pak je transformátor snižovací transformátor, a pokud je menší než tento indikátor, pak se jedná o stupňovitý transformátor.

1. Konvenční transformátor se skládá ze dvou cívek. Rozhodněte o počtu závitů cívek N1 a N2, které jsou spojeny magnetickým obvodem. Transformační poměr k zjistěte vydělením počtu závitů primární cívky N1 připojené ke zdroji proudu počtem závitů cívky N2, ke které je připojena zátěž: k=N1/N2.
2. Změřte elektromotorickou sílu (EMF) na obou vinutích transformátoru ε1 a ε2, pokud v nich nelze zjistit počet závitů. To lze provést takto: připojte primární vinutí ke zdroji proudu. Výsledkem jsou tzv. volnoběžné otáčky. Pomocí testeru určete napětí na každém vinutí. Bude odpovídat EMF měřeného vinutí. Nezapomeňte, že výsledné energetické ztráty v důsledku odporu vinutí jsou tak malé, že je lze zanedbat. Transformační koeficient se vypočítá jako poměr EMF primárního vinutí k EMF sekundárního: k= ε1/ε2.
3. Zjistěte transformační poměr transformátoru v provozu, když je spotřebič připojen k sekundárnímu vinutí. Určete jej vydělením proudu v primárním vinutí I1 výsledným proudem v sekundárním vinutí I2. Změřte proud zapojením testeru do série (přepnutého na provozní režim ampérmetru) k vinutí: k=I1/I2.

Bylo potřeba výkonné napájení. V mém případě existují dvě magnetická jádra: pancéřová páska a toroidní. Typ zbroje: ШЛ32х50 (72х18). Toroidní typ: OL70/110-60.

VÝCHOZÍ ÚDAJE pro výpočet transformátoru s toroidním magnetickým jádrem:

• napětí primárního vinutí, U1 = 220 V;
• napětí sekundárního vinutí, U2 = 36 V;
• proud sekundárního vinutí, l2 = 4 A;
• vnější průměr jádra, D = 110 mm;
• vnitřní průměr jádra, d = 68 mm;
• výška jádra, v = 60 mm.

Výpočet transformátoru s magnetickým jádrem typu ШЛ32х50 (72х18) ukázal, že samotné jádro je schopno produkovat napětí 36 voltů s proudovou silou 4 ampéry, ale nemusí být možné navinout sekundární vinutí z důvodu nedostatečného okna. plocha. Začněme s výpočtem transformátoru s magnetickým jádrem typu OL70/110-60.

Softwarový (on-line) výpočet vám umožní experimentovat s parametry za běhu a zkrátit dobu vývoje. Můžete také vypočítat pomocí vzorců, které jsou uvedeny níže. Popis zadávaných a počítaných polí programu: světle modré pole - výchozí údaje pro výpočet, žluté pole - údaje se vybírají automaticky z tabulek, pokud zaškrtnete políčko pro úpravu těchto hodnot, pole změní barvu na světle modrou a umožňuje zadat vlastní hodnoty, zelené pole - vypočítaná hodnota.

Vzorce a tabulky pro ruční výpočet transformátoru:

1. Výkon sekundárního vinutí;

2. Celkový výkon transformátoru;

3. Skutečný průřez oceli magnetického jádra v místě cívky transformátoru;

4. Vypočtený průřez oceli magnetického jádra v místě cívky transformátoru;

5. Skutečná plocha průřezu okna jádra;

6. Hodnota jmenovitého proudu primárního vinutí;

7. Výpočet průřezu vodiče pro každé z vinutí (pro I1 a I2);

8. Výpočet průměru vodičů v každém vinutí bez zohlednění tloušťky izolace;

9. Výpočet počtu závitů vinutí transformátoru;

n - číslo vinutí,
U‘ je úbytek napětí ve vinutí, vyjádřený v procentech jmenovité hodnoty, viz tabulka.

U toroidních transformátorů je relativní hodnota celkového úbytku napětí ve vinutí výrazně menší ve srovnání s pancéřovanými transformátory.

10. Výpočet počtu závitů na volt;

11. Vzorec pro výpočet maximálního výkonu, který může magnetický obvod dodat;

Sst f - skutečný ocelový průřez stávajícího magnetického obvodu v místě cívky;

Sok f - aktuální plocha okna ve stávajícím magnetickém obvodu;

Vmax - magnetická indukce viz tabulka č. 5;

J - proudová hustota viz tabulka č. 3;

Kok - faktor výplně okna, viz tabulka č. 6;

Kst je součinitel zaplnění magnetického obvodu ocelí, viz tabulka č. 7;

Velikosti elektromagnetických zátěží Vmax a J závisí na výkonu odebíraném ze sekundárního vinutí obvodu transformátoru a pro výpočty se berou z tabulek.

Po určení hodnoty Sst*Sok můžete vybrat požadovanou lineární velikost magnetického obvodu s poměrem ploch ne menším, než jaký byl získán jako výsledek výpočtu.

Jak vypočítat výkonový transformátor a navinout jej sami.
Hotový transformátor si můžete vybrat z unifikovaných typů TN, TA, TNA, TPP a dalších. A pokud potřebujete navinout nebo převinout transformátor na požadované napětí, co byste měli udělat?
Poté je třeba vybrat výkonový transformátor ze starého televizoru, který je vhodný z hlediska výkonu, například transformátor TS-180 a podobně.
Tomu je třeba jasně rozumět čím více závitů je v primárním vinutíčím větší je jeho odpor a tím menší ohřev a za druhé, tím silnější je drát lze získat více proudu, ale záleží na velikosti jádra - zda umíš umístit vinutí.
Co uděláme dál, když neznáme počet závitů na volt? Potřebujete k tomu LATR, multimetr (tester) a přístroj, který měří střídavý proud – ampérmetr. Dle vašeho uvážení namotáme vinutí přes stávající, průměr drátu je pro pohodlí libovolný, jednoduše navineme izolovaným instalačním drátem.

Vzorec pro výpočet závitů transformátoru

50/S

Související vzorce: P=U2*I2 Smyk(cm2)= √ P(va) N=50/S I1(a)=P/220 W1=220*N W2=U*N D1=0,02*√i1(ma) D2 =0,02 *√i2(ma) K=okno/(W1*s1+W2*s2)

50/S je empirický vzorec, kde S je plocha jádra transformátoru v cm2 (šířka x tloušťka), předpokládá se, že platí do výkonu řádově 1 kW.
Po změření plochy jádra odhadneme, kolik závitů je třeba navinout na 10 voltů, pokud to není příliš obtížné, bez demontáže transformátoru navíjíme řídicí vinutí přes volný prostor (slotu). Laboratorní autotransformátor připojíme k primárnímu vinutí a přivedeme na něj napětí, sériově zapneme kontrolní ampérmetr, postupně zvyšujeme napětí s LATR, až se začne objevovat proud naprázdno.
Pokud plánujete navinout transformátor s poměrně „tvrdou“ charakteristikou, může to být například zesilovač výkonu vysílače v SSB, telegrafním režimu, kde dochází při vysokém napětí (2500 -3000 V) k poměrně prudkým rázům zátěžového proudu. , pak proud naprázdno Transformátor je nastaven na cca 10 % maximálního proudu, při maximálním zatížení transformátoru. Po změření výsledného napětí navinutého sekundárního řídicího vinutí vypočítáme počet závitů na volt.
Příklad: vstupní napětí 220 voltů, naměřené napětí sekundárního vinutí 7,8 voltů, počet závitů 14.

Vypočítejte počet závitů na volt
14/7,8=1,8 otáčky na volt.

Pokud nemáte po ruce ampérmetr, můžete místo něj použít voltmetr, změřit úbytek napětí na rezistoru připojeném k napěťové mezeře k primárnímu vinutí a poté vypočítat proud ze získaných měření.

Možnost 2 výpočtu transformátoru.
Při znalosti požadovaného napětí na sekundárním vinutí (U2) a maximálního zatěžovacího proudu (In) se transformátor vypočítá v následujícím pořadí:

1. Určete hodnotu proudu procházejícího sekundárním vinutím transformátoru: I2 = 1,5 palce, kde: I2 - proud vinutím II transformátoru, A; In - maximální zatěžovací proud, A. 2. Určete výkon spotřebovaný usměrňovačem ze sekundárního vinutí transformátoru: P2 = U2 * I2, kde: P2 - maximální výkon odebíraný ze sekundárního vinutí, W; I2 - maximální proud sekundárním vinutím transformátoru, A. 3. Vypočítejte výkon transformátoru: Ptr = 1,25 P2, kde: Ptr - výkon transformátoru, W; P2 - maximální výkon odebíraný ze sekundárního vinutí transformátoru, W. Pokud musí mít transformátor několik sekundárních vinutí, vypočítejte nejprve jejich celkový výkon a poté výkon samotného transformátoru. 4. Určete hodnotu proudu tekoucího primárním vinutím: I1 = Ptr / U1, kde: I1 - proud vinutím I, A; Rtr - vypočtený výkon transformátoru, W; U1 - napětí na primárním vinutí transformátoru (síťové napětí).

5. Vypočítáme požadovanou plochu průřezu magnetického jádra: S = 1,3 Ptr, kde: S - průřez magnetického jádra, cm2; Rtr - výkon transformátoru, W. 6. Určete počet závitů primárního (síťového) vinutí: w1 = 50 U1/S, kde: w1 - počet závitů vinutí; U1 - napětí na primárním vinutí, V; S - průřez magnetického jádra, cm2. 7. Spočítejte počet závitů sekundárního vinutí: w2 = 55 U2/S, kde: w2 - počet závitů sekundárního vinutí; U2 - napětí na sekundárním vinutí, V; S-řez magnetického jádra, cm2. 8. Vypočítejte průměr vodičů vinutí transformátoru: d = 0,02 I, kde: průměr d-wire, mm; I-proud vinutím, mA.

Přibližný průměr drátu pro vinutí vinutí transformátoru je v tabulce 1.

							Tabulka 1
Irev, mami	<25	25 - 60	60 - 100	100 - 160	160 - 250	250 - 400	400 - 700	700 - 1000
d, mm	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,4	0,5	0,6

Po dokončení výpočtů přistoupíme k výběru samotného hardwaru transformátoru, vodičů pro vinutí a zhotovení rámu, na který budeme vinutí navíjet. Pro položení izolace mezi vrstvy vinutí připravíme lakovanou tkaninu, surové nitě, lak a fluoroplastovou pásku. Bereme v úvahu skutečnost, že jádra ve tvaru W mají různé okenní plochy, takže by nebylo nadbytečné provést výpočet pro kontrolu, zda budou pasovat na vybrané jádro. Před navinutím spočítáme, zda budou vinutí pasovat na vybrané jádro.
Pro výpočet možnosti umístění požadovaného počtu vinutí:
1. Vydělte šířku okénka vinutí průměrem navinutého drátu, dostaneme počet závitů navinutých
na vrstvu - N¹.
2. Vypočítáme, kolik vrstev je potřeba k navinutí primárního vinutí, vydělíme W1 (počet závitů primárního vinutí) N¹.
3. Vypočítejte tloušťku vrstev vinutí primárního vinutí. Když známe počet vrstev pro navíjení primárního vinutí, vynásobíme jej průměrem navinutého drátu, přičemž vezmeme v úvahu tloušťku izolace mezi vrstvami.
4. Obdobným způsobem počítáme pro všechna sekundární vinutí.
5. Po sečtení tlouštěk vinutí vyvodíme závěr: můžeme na kostru transformátoru umístit požadovaný počet závitů všech vinutí?

Další metoda pro výpočet výkonu transformátoru na základě jeho rozměrů.
Výkon transformátoru můžete zhruba vypočítat pomocí vzorce:
P=0,022*S*C*H*Bm*F*J*Kcu*Účinnost;
P - výkon transformátoru, V*A;
S - průřez jádra, cm²
L, Š - rozměry okna jádra, cm;
Bm - maximální magnetická indukce v jádře, T;
F - frekvence, Hz;
Kcu je faktor plnění okna jádra mědí;
Účinnost - účinnost transformátoru;
Mějte na paměti, že pro železo je maximální indukce 1 Tesla.
Varianty hodnot pro výpočet výkonu transformátoru: účinnost = 0,9, f = 50, B = 1 - magnetická indukce [T], j = 2,5 - proudová hustota ve vodiči vinutí pro trvalý provoz, účinnost = 0,45 - 0,33 .

Pokud máte docela běžný hardware - transformátor OSM-0,63 U3 a podobně, můžu to přetočit?
Vysvětlení označení OSM: O - jednofázové, S - suché, M - víceúčelové.
Podle technických charakteristik není vhodný pro zapínání jednofázové sítě 220 V, protože... navrženo pro napětí primárního vinutí 380 voltů.
Co dělat v tomto případě?
Existují dvě řešení.
1. Převiňte všechna vinutí a převiňte zpět.
2. Naviňte pouze sekundární vinutí a primární vinutí nechte, ale protože je dimenzováno na 380V, je nutné z něj navinout pouze část vinutí a ponechat na 220V.
Při navíjení primárního vinutí se získá přibližně 440 závitů (380V), když je jádro ve tvaru W, a když je jádro OSM transformátoru navinuto na ShL, je údaj jiný - počet závitů je menší.
Údaje o primárních vinutích pro 220V transformátory OSM Minsk Electrotechnical Plant 1980.

• 0,063 - 998 závitů, průměr drátu 0,33 mm
• 0,1 - 616 závitů, průměr drátu 0,41 mm
• 0,16 - 490 závitů, průměr drátu 0,59 mm
• 0,25 - 393 závitů, průměr drátu 0,77 mm
• 0,4 - 316 závitů, průměr drátu 1,04 mm
• 0,63 - 255 závitů, průměr drátu 1,56 mm
• 1,0 - 160 závitů, průměr drátu 1,88 mm

OSM 1.0 (výkon 1 kW), hmotnost 14,4 kg. Jádro 50x80mm. Iхх-300 ma

Připojení vinutí transformátorů TPP

Podívejme se na příklad TPP-312-127/220-50 konstrukce brnění.


V závislosti na napětí v síti lze přivést napětí na primární vinutí na svorky 2-7 připojením svorek 3-9, pokud je vysoké, pak na 1-7 (připojit 3-9) atd. Schéma zapojení ukazuje případ nízkého napětí v síti.
Často je potřeba použít normalizované transformátory typu TAN, TN, TA, TPP pro požadované napětí a pro získání požadované zatížitelnosti a zjednodušeně řečeno potřebujeme vybrat například transformátor se sekundárním vinutím 36 voltů a tak, aby při zátěži dodával 4 ampéry, primár samozřejmě 220 voltů.
Jak vybrat transformátor?
Nejprve určíme požadovaný výkon transformátoru potřebujeme transformátor o výkonu 150 W.
Vstupní napětí je jednofázové 220 voltů, výstupní napětí je 36 voltů.
Po výběru na základě technických údajů určíme, že v tomto případě je pro nás nejvhodnější transformátor značky TPP-312-127/220-50 s celkovým výkonem 160 W (od nejbližší hodnoty transformátorů TN a). Značky TAN nejsou v tomto případě vhodné.
Sekundární vinutí TPP-312 mají tři samostatná vinutí s napětím 10,1 V, 20,2 V a 5,05 V, pokud je zapojíte do série 10,1 + 20,2 + 5,05 = 35,35 voltů, získáme výstupní napětí téměř 36 voltů. Proud sekundárních vinutí podle pasportu je 2,29A, pokud paralelně zapojíte dvě stejná vinutí, dostaneme zatížitelnost 4,58A (2,29+2,29).
Po výběru už jen musíme správně zapojit výstupní vinutí paralelně a sériově.
Vinutí zapojíme do série, abychom je připojili k síti 220 V. Sekundární vinutí zapneme sériově, na obou polovinách transformátoru vytočíme požadované napětí 36V a zapojíme je paralelně pro získání dvojnásobné zatížitelnosti.
Nejdůležitější je správné zapojení vinutí při paralelním i sériovém zapojení primárního i sekundárního vinutí.

Pokud špatně zapnete vinutí transformátoru, bude hučet a přehřívat se, což pak povede k předčasnému selhání.

Na stejném principu lze vybrat již hotový transformátor pro téměř jakékoli napětí a proud, pro výkon až 200 W, samozřejmě pokud jsou napětí a proud víceméně standardní hodnoty.
Různé dotazy a rady.
1. Zkontrolujeme hotový transformátor, ale jeho primární proud vinutí se ukáže být příliš vysoký, co máme dělat? Abyste se nepřevíjeli a neztráceli čas navíc, naviňte navrch další vinutí a zapojte jej do série s primární.
2. Při navíjení primárního vinutí, kdy děláme velkou rezervu pro snížení proudu naprázdno, mějte na paměti, že účinnost transu se odpovídajícím způsobem snižuje.
3. Pro kvalitní navíjení, pokud je použit drát o průměru 0,6 a více, pak je třeba jej narovnat, aby neměl sebemenší ohyb a při navíjení těsně ležel, upněte jeden konec drátu do svěráku a silou protáhněte přes suchý hadr, poté navíjejte potřebnou silou, postupně navíjejte vrstvu po vrstvě. Pokud si musíte udělat přestávku, nezapomeňte zajistit cívku a drát, jinak budete muset vše opakovat. Někdy přípravné práce zaberou spoustu času, ale pro získání kvalitního výsledku to stojí za to.
4. Chcete-li prakticky určit počet závitů na volt, pro železo nalezené ve stodole můžete namotat vinutí kolem jádra drátem. Pro pohodlí je lepší navíjet v násobcích 10, tzn. 10 otáček, 20 otáček nebo 30 otáček, další navíjení nedává moc smysl. Dále postupně přivádíme napětí z LATR, zvyšujeme ho od 0, dokud testované jádro nezačne bručet, to je limit. Dále vydělíme výsledné napětí dodávané z LATR počtem závitů vinutí a dostaneme počet závitů na volt, ale tuto hodnotu mírně zvýšíme. V praxi je lepší navinout přídavné vinutí s odbočkami pro volbu napětí a proudu naprázdno.
5. Při demontáži a montáži pancéřových jader nezapomeňte označit poloviny, jak do sebe zapadají, a znovu je smontujte v opačném pořadí, jinak se ozve bzučení a chrastění. Někdy se hučení nevyhneme ani při správné montáži, proto se doporučuje jádro smontovat a něčím upevnit (nebo smontovat na stůl a navrch přiložit velkou zátěž přes kus desky), přivést napětí a pokusit se najít dobrou pozici pro půlky a teprve pak ji definitivně zajistit. Pomáhá i tato rada: hotový sestavený transformátor vložte do laku a poté dobře vysušte při teplotě do úplného vyschnutí (někdy používají epoxidovou pryskyřici, slepení konců a sušení až do úplné polymerace pod tíhou).

Zapojení vinutí jednotlivých transformátorů

Někdy je potřeba získat napětí požadované hodnoty nebo proud větší hodnoty a jsou k dispozici hotové samostatné unifikované transformátory, ale pro nižší napětí, než je nutné, vyvstává otázka: je možné zapnout jednotlivé transformátory? společně získat požadovanou hodnotu proudu nebo napětí?
Pro získání konstantního napětí ze dvou transformátorů, např. 600 voltů stejnosměrného proudu, je potřeba mít dva transformátory, které by za usměrňovačem daly 300 voltů a po zapojení do série se dvěma zdroji konstantního napětí, na výstupu získáme 600 voltů.

Při návrhu transformátoru je hlavním parametrem jeho výkon. Právě to určuje rozměry transformátoru. V tomto případě bude hlavním určujícím faktorem celkový výkon dodávaný do zátěže:

U transformátoru s velkým počtem sekundárních vinutí lze celkový výkon určit součtem výkonu spotřebovaného zátěží připojenou ke všem jeho vinutím:

(2)

Při zcela odporové zátěži (žádné indukční nebo kapacitní složky v proudu) je spotřeba energie aktivní a rovná se výstupnímu výkonu S 2. Při výpočtu transformátoru je důležitým parametrem typický nebo celkový výkon transformátoru. Kromě celkového výkonu tento parametr zohledňuje výkon spotřebovaný transformátorem ze sítě přes primární vinutí. Typický výkon transformátoru se vypočítá takto:

(3)

Stanovme typický výkon pro transformátor se dvěma vinutími. Celkový výkon primárního vinutí S 1 = U 1 já 1 kde U 1 , já 1 - efektivní hodnoty napětí a proudu Právě tento výkon určuje rozměry primárního vinutí. V tomto případě závisí počet závitů primárního vinutí transformátoru na vstupním napětí, průřez vodiče závisí na maximálním proudu, který jím protéká (efektivní hodnota). Celkový výkon transformátoru určuje požadovaný průřez jádra s c. Lze jej vypočítat následovně:

(4)

Z výrazu lze určit napětí na primárním vinutí transformátoru U 1 = 4k F W 1 fsB m, kde s je plocha průřezu magnetického jádra, definovaná jako součin šířky jádra a jeho tloušťky. Ekvivalentní plocha průřezu jádra transformátoru je obvykle menší a závisí na tloušťce desek nebo pásky a vzdálenosti mezi nimi, proto se při výpočtu transformátoru zavádí faktor plnění jádra, který je definován jako poměr ekvivalentní plochy průřezu magnetického jádra k jeho geometrické ploše. Jeho hodnota se obvykle rovná k c = 1 ... 0,5 a závisí na tloušťce pásky. Pro extrudovaná jádra (vyrobená z feritu, alsiferu nebo karbonylového železa) k c = 1. Tedy s = k C s c a výraz pro napětí primárního vinutí transformátoru má následující tvar:

U 1 = 4k F k C W 1 fs C B m (5)

Podobný výraz lze napsat i pro sekundární vinutí. V transformátoru se dvěma vinutími jsou výkon primárního vinutí a typický výkon transformátoru stejné. Výkon primárního vinutí lze určit následujícím výrazem:

U 1 = U 1 já 1 = 4k F k C fs C B m W 1 já 1 (6)

V tomto případě bude typický výkon transformátoru vypočítán pomocí následujícího vzorce:

(7)

Poměr proudu v drátu vinutí k jeho průřezu se nazývá proudová hustota. Ve správně vypočítaném transformátoru je proudová hustota ve všech vinutích stejná:

(8) kde s obm1, s obm2 - plocha průřezu vodičů vinutí.

Vyměňme proudy já 1 = js obm1 a já 2 = js exchange2, pak lze součet v závorkách výrazu (7) zapsat takto: W 1 já 1 + W 2 já 2 = , j(s obm1 W 1 + s obm2 W 2) = js m, kde s m - průřez všech vodičů (měď) v okénku jádra transformátoru. Obrázek 1 ukazuje zjednodušenou konstrukci transformátoru, kde je jasně viditelná oblast jádra s s, oblast okna magnetického obvodu s ok a oblast, kterou zabírají vodiče primárního a sekundárního vinutí s m

Obrázek 1 Zjednodušený návrh transformátoru

Uveďme koeficient vyplnění okna mědí. Jeho hodnota je uvnitř k m = 0,15 ... 0,5 a závisí na tloušťce izolace drátu, konstrukci rámu vinutí, mezivrstvové izolaci a způsobu navíjení drátu. Pak js m = jk m s OK a výraz pro typický výkon transformátoru lze napsat následovně:

(9)

Z výrazu (9) vyplývá, že typický výkon je určen součinem s S s OK. Když se lineární velikost transformátoru zvětší mkrát, jeho objem (hmotnost) se zvětší m³krát a jeho výkon se zvýší m4krát. S rostoucím jmenovitým výkonem se proto zlepšuje měrná hmotnost a rozměry transformátorů. Z tohoto hlediska jsou vícevinuté transformátory výhodnější než několik dvouvinutí.

Při vývoji konstrukce transformátorů se snaží zvýšit faktor plnění okna jádra vinutím, protože to zvyšuje hodnotu jmenovitého výkonu S typ. K dosažení tohoto cíle se používají vodiče vinutí s obdélníkovým průřezem. Je třeba poznamenat, že v praktických výpočtech je vzorec (9) převeden do pohodlnější podoby.

(10)

Při výpočtu transformátoru pro daný výkon zátěže se na základě výrazu (10) určí součin s S s OK. Poté se pomocí referenční knihy vybere konkrétní typ a velikost magnetického jádra transformátoru, u kterého bude tento parametr větší nebo roven vypočítané hodnotě. Poté začnou počítat počet závitů v primárním a sekundárním vinutí. Vypočítejte průměr drátu a zkontrolujte, zda se vinutí vejde do okénka magnetického obvodu.

Literatura:

Společně s článkem "Výkon transformátoru" čtěte:

http://site/BP/KlassTransf/

http://site/BP/SxZamTransf/

Nejběžnější magnetická jádra jsou následující typy:

1. Prstencový (toroidní) magnetický obvod;
2. Ш- (nebo ШЛ-) tvarovaný páskový magnetický obvod;
3. Páskový magnetický obvod ve tvaru U (nebo O);
4. Magnetický obvod ve tvaru Ш- (nebo ШЛ-) ve tvaru desky (zastaralý).

Vzhled a hlavní rozměry jader jsou znázorněny na obrázku:

Výpočet plátových jader ve tvaru W je podobný výpočtu pásových jader ve tvaru W.

Toroidní transformátor s magnetickým jádrem je nejkompaktnější a nejúčinnější, lze jej použít při výkonech od 30 do 1000 W a zejména tam, kde je důležité minimální rozptylování magnetického toku nebo když je prvořadý požadavek na minimální objem.

Díky výhodám v objemu, hmotnosti a vlastnostech oproti jiným typům konstrukcí transformátorů jsou toroidní transformátory zároveň technologicky nejméně vyspělé ve výrobě.

Výpočet transformátoru

Počáteční počáteční údaje pro zjednodušený výpočet jsou:

1. napětí primárního vinutí U1
2. napětí sekundárního vinutí U2
3. sekundární proud I2

Výpočet celkového výkonu transformátoru

Při výběru železa pro transformátor je třeba vzít v úvahu, že celkový výkon transformátoru je přísně větší než vypočtený elektrický výkon sekundárních vinutí.

Sekundární výkon

P2 = I2 * U2 = Pout

Pokud je vinutí mnoho, pak je výkon dodávaný transformátorem určen součtem všech výkonů sekundárních vinutí (Pout).
Jinými slovy, celkový výkon transformátoru je výkon, který žehlička „unese“.

Než přejdeme ke vzorci, uděláme několik výhrad:

1. Hlavním ukazatelem kvality výkonového transformátoru pro rádiová zařízení je jeho spolehlivost. Důsledkem spolehlivosti je minimální zahřívání transformátoru za provozu (tj. vždy musí být studený!) a minimální pokles výstupních napětí při zátěži (tj. transformátor musí být „tvrdý“);
2. Ve výpočtech budeme uvažovat účinnost transformátoru 0,95;
3. Protože se článek zaměří na běžný síťový transformátor, budeme uvažovat pracovní frekvenci 50Hz;
4. Vzhledem k tomu, že potřebujeme spolehlivý transformátor a vezmeme-li v úvahu, že napětí v síti může mít odchylky od 220 voltů do 10 %, bereme V = 1,2 T;
5. Proudovou hustotu ve vinutí považujeme za 3,5 A/mm2;
6. Faktor plnění jádra ocelí se považuje za 0,95;
7. Vezmeme faktor výplně okna na 0,45;

Na základě přijatých předpokladů bude mít vzorec pro výpočet celkového výkonu tvar:

P = 1,9 * Sc * So

Kde:
Sc a So jsou plochy průřezu jádra a okna [sq. cm];

Stanovení počtu závitů vinutí.

Nejprve vypočítáme počet závitů primárního vinutí.
Zjednodušený vzorec bude vypadat takto:

P = 40* U / Sc

Kde:
Sc je plocha průřezu jádra [sq. cm];
U - napětí primárního vinutí [V];

Počet závitů v sekundárním vinutí lze vypočítat pomocí stejného vzorce, čímž se počet závitů zvýší asi o 5% (účinnost transformátoru), ale můžete to udělat jednodušeji: po navinutí primárního vinutí navineme 10 závitů na vrch a změřte napětí. Když víme, jaké napětí je třeba získat na výstupu transformátoru a víme, jaké napětí je na 10 závitů, určíme požadovaný počet závitů.