Данный онлайн расчет трансформатора выполнен по типовым расчетам электрооборудования. В типовых расчётах все начинается с определения необходимой мощности вторичной обмотки, а уж потом с поправкой на КПД — коэффициент полезного действия, находим мощность всего трансформатора, и на основании этого рассчитываем необходимое сечение и тип сердечника и так далее. Изначально так и было в моём расчете. Пока не появились предложения от посетителей сайта внести изменения в расчет. По имеющимся размерам трансформаторного железа рассчитываем полную мощность трансформатора, а уж потом видим, какой ток и напряжение можно снять с этого железа. Далее все как по типовому расчёту, выбираем тип: броневой или стержневой, указываем напряжение первичной обмотки, вторичной, частоту переменного тока и так далее. В результате получаем необходимые расчетные данные трансформатора, например сечение обмоточных проводов, которые сравниваются со стандартными обмоточными проводами и представляются для дальнейшего расчёта. Диапазон обмоточных проводов сечением от 0,000314 до 4,906 мм 2. всего 63 позиции. На основании имеющихся данных рассчитывается площадь занимаемой обмотками трансформатора, для определения возможности их размещения в окнах трансформатора. Хотелось бы узнать в комментариях ваше мнение, и практические результаты, чтобы если это возможно сделать более качественный расчёт. 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. В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В. Определяем общую мощность вторичных обмоток: Мощность первичной цепи Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали: Число витков на один вольт Ток первичной обмотки Число витков и диаметр проводов обмоток равны: • для первичной обмотки • для повышающей обмотки • для обмотки накала ламп Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм. Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток: • для первичной обмотки • для повышающей обмотки • для обмотки накала ламп Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2. Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся. Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт. Эта мощность определяется по формулам: — для повышающего автотрансформатора — для понижающего автотрансформатора, причем Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность. Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15•Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора. Д алее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора. При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий. 9zip.ru Ламповый звук hi-end и ретро электроника Онлайн-калькулятор расчёта по размерам магнитопровода габаритной мощности трансформатора Ни для кого не секрет, что радиолюбители частенько самостоятельно мотают трансформаторы под свои нужды. Ведь не всегда найдётся, например, готовый сетевой трансформатор. Более актуальным этот вопрос становится, когда нужен анодно-накальный или выходной трансформатор для лампового усилителя. Здесь остаётся лишь запастись проволокой и подобрать хорошие сердечники. Достать нужный магнитопровод порой оказывается непросто и приходится выбирать из того, что есть. Для быстрого расчёта габаритной мощности был написан приведённый здесь онлайн калькулятор. По размерам сердечника можно быстро провести все необходимые расчёты, которые выполняются по приведённой ниже формуле, для двух типов: ПЛ и ШЛ. Можно ли использовать железо от трансформаторов бесперебойников для изготовления выходных трансформаторов? В этих трансформаторах пластины имеют толщину 0,5мм, что не приветствуется в аудио. Но при желании — можно. При расчётах выходников следует исходить из параметров 0,5Тл на частоте 30Гц. При расчётах же силовиков на этом железе следует задавать не более 1,2Тл. Можно ли использовать пластины от разных трансформаторов? Если они одинаковые по размерам, то можно. Для этого следует смешать их. Как правильно собирать магнитопровод? Для однотактного выходника можно две крайние Ш-пластины поставить с противоположной стороны, как часто сделано в заводских ТВЗ. В промежуток через бумажку уложить I-пластины, на 2 штуки меньше. Взяв трансформатор так, чтобы I-пластины оказались снизу, с лёгким ударом поместить его на толстую ровную металлическую плиту. Это можно делать несколько раз, контролируя процесс измерителем индуктивности, чтобы получить одинаковую пару трансформаторов. Как определить мощность трансформатора по магнитопроводу? Для двухтактных усилителей нужно разделить габаритную мощность железа на 6-7. Для однотактных — на 10-12 для триода и на 20 для тетрода-пентода. Как стягивать силовой трансформатор, нужно ли клеить магнитопровод? Если хочется склеить, то применяем жидкий клей. Подаём на первичную обмотку постоянку 5-15 вольт, чтобы получить ток около 0,2А. При этом подковы стянутся без деформации. После этого можно надеть бандаж, аккуратно затянуть и оставить, пока клей не высохнет. Как снять лак, которым покрыты трансформаторы бесперебойников? Замочить на пару дней в ацетоне или проварить пару часов в воде. После этого лак должен сниматься. Механическое снимание лака недопустимо, т.к. появятся заусенцы и пластины будут коротить между собой. Годятся ли эти трансформаторы куда-нибудь без разборки и перемотки? Если на них есть дополнительная обмотка (около 30 вольт), то, соединив её последовательно с первичной, можно получить мощный накальный трансформатор. Но нужно смотреть ток холостого хода, т.к. эти трансформаторы не предназначены для длительной работы и часто намотаны не так, как нам бы хотелось. 07.08.2013 © 9zip.ru Авторские права охраняет Роскомнадзор 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. 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 . 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. 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. 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, диаметр каждого из которых вдвое меньше нужного. 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. Материал статьи продублирован на видео: 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. 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 = I2 xU2 ; P3 = I3 xU3 ;P4 = I4 xU4. 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: 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 xn0 xU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n0 x U2 ; n3 = 1,03 x n0 x U3 ;n4 = 1,03 x n0 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. 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 «а9raquo; – ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами. 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. 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 kо х 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. При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра. 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. studvesna73.ru На этой страничке приведен простой метод расчета параметров трансформатора для сетей питания промышленной частоты (для России это 220V 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. [Шаг 1. Определение размеров магнитопровода] Когда разрабатывается трансформатор, первый шаг в разработке состоит в выборе подходящего сердечника, чтобы трансформатор мог передать необходимую мощность. Обычно чем больше мощность, тем больше должны быть размеры трансформатора. В действительности нет теоретических или физических ограничений на то, чтобы трансформатор меньшего размера мог передавать большую мощность. Но по практическим соображениям на сердечнике малого размера недостаточно места для размещения всех обмоток, поэтому можно выбрать только лишь сердечник не меньше определенного размера. Хороший базовый выбор может дать следующая эмпирическая формула (для рабочей частоты трансформатора 50 Гц): P = η * S2 / 14000 Это выражение связывает (допустимую) мощность P трансформатора с площадью поверхности поперечного сечения S, с учетом эффективности сердечника η (греческая буква "eta"). При измерении поверхности поперечного сечения следует удалить 5%, чтобы учесть толщину лака на ферромагнитных пластинах, составляющих сердечник трансформатора. Площадь поперечного сечения S соответствует минимальному сечению магнитного потока в трансформаторе, и S можно определить по размерам участка магнитопровода, на котором расположены обмотки, как показано на рисунке ниже: S=a*b Рисунок выше показывает сердечник с двумя петлями магнитного потока, который применяется чаще всего из-за незначительного магнитного поля рассеивания, небольшого размера и технологичности в изготовлении трансформатора. Это так называемый Ш-образный сердечник. Две петли магнитного потока получаются потому, что обмотки в таком трансформаторе находятся в середине трансформатора, и их магнитное поле разветвляется на 2 половины справа и слева от обмотки. Если в Вашем трансформаторе одна петля магнитного потока (это трансформатор наподобие тороидального), то тогда не имеет значения, в каком месте сердечника определять площадь его поперечного сечения. Эффективность η зависит от материала сердечника, и если Вы не знаете значение этого параметра, то следующая таблица даст грубую подсказку: Таблица 1. Значение эффективности η и плотности магнитного потока φ для некоторых типов сердечника. Чтобы упростить расчет трансформатора, ниже вставлен онлайн-калькулятор: В этом калькуляторе уже учтены 5% для уменьшения площади сечения сердечника из-за их лакового покрытия. [Шаг 2. Определение плотности магнитного потока в сердечнике] После того, как были определены размеры сердечника, нужно определить плотность магнитного потока φ (греческая буква "phi"). Она тоже зависит от типа материала сердечника, и если Вы не знаете этот параметр, то можно снова воспользоваться таблицей 1. Если предполагается, что трансформатор будет непрерывно работать долгое время, или условия его работы подразумевают плохой теплообмен (плохую вентиляцию), то следует немного снизить плотность магнитного потока (например на 10%). Это снизит потери и трансформатор будет меньше нагреваться, но повысятся затраты на железо сердечника и медь для обмоток, хотя учет подобных затрат может быть важен только для промышленного производства, но не для радиолюбительской практики. Противоположное решение (без снижения плотности магнитного потока) может быть принято если важны затраты на материалы трансформатора, и только если трансформатор не предназначен для работы длительное время на полной мощности. Как только плотность магнитного потока была определена, по следующей формуле можно вычислить константу трансформатора γ, выражающую количество витков на 1 вольт: γ = 106 * sqrt(2) / (2 * pi * f * φ * S) Множитель 106 учитывает, что площадь поперечного сечения сердечника S выражена в мм2. Следует сделать еще несколько замечаний по этой формуле: например, низкие частоты требуют больше витков, и поэтому трансформаторы на 60 Гц обычно получаются меньшего размера, чем трансформаторы на 50 Гц. Таким образом, сниженная плотность магнитного потока (и сниженные потери в сердечнике) потребует больше витков, даже если это кажется парадоксальным. И конечно, чем больше размер сердечника, тем меньше требуется витков: если Вы когда-нибудь видели большие, мощные высоковольтные трансформаторы, используемые энергетическими компаниями для своих высоковольтных линий, то у них имеется всего лишь несколько сотен витков для преобразования многих киловольт, в то время как маленький трансформатор на 230V в Вашем маленьком будильнике содержит тысячи витков. [Шаг 3. Вычисление числа витков] Теперь мы знает константу трансформатора γ, и по ней можно очень просто вычислить количество витков N для каждой обмотки трансформатора в зависимости от напряжения обмотки U: N = γ * U Обратите внимание, что все напряжения и токи учитываются в СКЗ (эта аббревиатура соответствует английской RMS), в то время как плотность магнитного потока выражена в своем пиковом значении, чтобы избежать насыщения. Этот факт объясняет наличие корня из 2 в формуле вычисления константы трансформатора γ. Для вторичной обмотки хорошей практикой будет увеличить количество витков примерно на 5%, что скомпенсирует потери энергии в трансформаторе. Чтобы упростить все расчеты, можно использовать следующий онлайн-калькулятор: В этом калькуляторе уже учтена поправка 5% для количества витков вторичной обмотки. Как уже отмечалось, количество витков в трансформаторе зависит от размеров сердечника и плотности магнитного потока в нем, но не от мощности трансформатора. Таким образом, если Ваш трансформатор требует больше одной вторичной обмотки, просто повторите описанное вычисление количества витков для каждой обмотки. Однако в этом случае может потребоваться выбор сердечника большего размера, чтобы на нем поместились все обмотки, или другими словами, следует выбирать размер сердечника по общей мощности, снимаемой со всех вторичных обмоток. Также используйте площадь сечения сердечника достаточно большую, чтобы трансформатор мог передавать требуемую мощность. [Шаг 4. Как правильно выбрать провода для обмоток трансформатора] На последнем шаге следует вычислить диаметр провода для каждой обмотки. Чтобы сделать это, для провода выбирается плотность тока c. Хорошим компромиссом будет выбор 2.5 A/мм2. Если выбрать значение c меньше, то для обмоток понадобится больше меди, но в трансформаторе будет меньше потерь: этот вариант подойдет для мощных трансформаторов. Выбор значения c больше приведет к меньшим затратам на провод и удешевит трансформатор, но он будет больше нагреваться, и это может быть допустимо только когда трансформатор используется недолго на своей полной мощности, или на полной мощности понадобится дополнительное охлаждение. Обычно выбирают значение в диапазоне 2..3 A/мм2. Как только была определена плотность тока в проводе, то диаметр провода может быть вычислен по следующей формуле: d = 2 * sqrt( I / (pi * c) ) Или для c = 2.5 A/мм2: d = 0.72 * sqrt(I) Чтобы упростить расчет диаметра провода, используйте следующий онлайн-калькулятор: [Практика в изготовлении трансформатора] Теперь, когда все вычисления завершены, начинаются сложности: поместятся ли вычисленные витки обмоток на выбранном сердечнике трансформатора? Ответ непростой, и зависит от множества факторов: сечения и вида провода, качества намотки (виток к витку или "внавал"), наличия и толщины изоляции между слоями обмотки и отдельными обмотками, и так далее. Другими словами, тут некоторый опыт окажется полезнее, чем множество уравнений. Обычно сложно купить пустой сердечник трансформатора, и поэтому домашние проекты часто начинаются с перемотки старого трансформатора. Не все трансформаторы можно разобрать: некоторые сердечники проклеены смолой, которая слишком прочна, чтобы её удалить, не изгибая пластины сердечника. К счастью, многие трансформаторы можно разобрать, если снять с них верхний кожух, который скрепляет пластины. Кожух обычно снимается, если отогнуть или зашлифовать ушки крепления. Иногда сердечники имеют специальные не залитые краской винты, стягивающие сердечник, такой трансформатор разобрать проще всего. Каждая пластина сердечника должна быть аккуратно удалена, чтобы получить доступ к обмоткам трансформатора. Изогнутые или поцарапанные пластины сердечника следует выбросить, потому что они будут производить лишние потери и дополнительный шум в работе трансформатора. Если получится, то можно использовать готовую первичную обмотку трансформатора, перемотав только вторичные обмотки. Это возможно, когда первичная обмотка намотана первой, и не закрывает собой вторичные обмотки трансформатора. В принятии решения, стоит ли перематывать или снимать конкретную обмотку, или она должна быть сохранена, полезно узнать количество витков этой обмотки, однако это невозможно, не разматывая её, если обмотка намотана в несколько слоев или "внавал". К счастью, есть трюк для определения количества витков обмоток: перед разборкой сердечника нужно намотать временную обмотку из малого количества витков изолированного провода (например, 10 витков), подключить трансформатор к сети, и измерить напряжение на полученной тестовой обмотке. По измеренному напряжению можно просто рассчитать количество витков на 1 вольт, и по нему достаточно точно вычислить количество витков каждой обмотки по её напряжению, без необходимости разматывать обмотки и считать их витки. После того, как новые обмотки намотаны, время снова собрать трансформатор, поместив пластины сердечника на свое место. Бывает сложно без дополнительных усилий вернуть все пластины обратно на место, однако даже если одна или две пластины не будут вставлены, то все равно трансформатор будет нормально работать. Но по этой причине при выборе сердечника по площади поперечного сечения следует немного повысить требования к его размерам. Когда на трансформатор подано напряжение сети, важно, чтобы все пластины были при этом плотно сжаты или склеены друг с другом, иначе сердечник трансформатора будет вибрировать и издавать неприятный шум. Многие трансформаторы имеют пластины сердечника в форме букв E и I (в России их называют Ш-образными сердечниками), наподобие таких, как показаны на картинке выше. Когда собираете трансформатор, такие пластины следует вставлять друг в друга с чередованием E-I на одном слое и I-E на следующем, и так далее. Это минимизирует воздушный зазор в магнитном потоке и повышает взаимосвязь обмоток. Для обмоток всегда используйте эмалированный провод. Использовать провод в изоляции ПВХ (PVC, это обычные электрические провода) очень плохая идея, потому что слой изоляции у них слишком толстый, будет потеряно слишком много пространства под обмотки. Также ПВХ-изоляция очень плохо проводит тепло и может даже оплавиться, что приведет к замыканиям. Ваш трансформатор быстро перегреется и может выйти из строя. Всегда размещайте слой изоляции между первичной и вторичной обмотками, чтобы снизить риск удара током при касании вторичных электрических цепей. Для изоляции используйте тонкие материалы, желательно негорючие, которые служат хорошим изолятором и проводником тепла. Часто для межвитковой изоляции используют лакоткань, слюду и пропитанную воском бумагу. Я использую ленту Каптона, и иногда обычную матерчатую изоленту. Изоляция эмалированного провода хорошо выдерживает напряжение до 1000V (пиковое значение. Когда это возможно, обращайтесь к спецификации производителя. Если напряжение обмоток превышает это значение, то лучше поделить обмотку на несколько слоев, проложив изоляцию между ними. [Общие выводы] Самостоятельная намотка или перемотка трансформаторов требуется в специальных случаях ремонта, или когда требуется получить напряжения, которых нет в готовом трансформаторе. Но перед тем, как разбирать трансформатор, делать на нем новые обмотки и собирать его обратно, лучше всего провести некоторые расчеты, чтобы получить нужные результаты с первой попытки и не тратить лишнее время. [Используемые символы] Примечание: 1 Wb/m2 = 1 T = 10000 Gauss [Ссылки] 1. Calculating mains frequency power transformers site:giangrandi.ch.2. Coil and transformer calculator site:dicks-website.eu.3. РАСЧЕТ СЕТЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРА site:rcl-radio.ru. microsin.net Как бы ни развивалась электроника, но всё же отказаться от такого устройства, как трансформатор пока не удаётся. Каждый надёжный блок питания и преобразователь напряжения содержит этот электромагнитный аппарат с гальванической развязкой обмоток. Они применяются широко и на производстве, и в быту, и представляют собой статическое электромагнитное устройство, работающее по принципу взаимоиндукции. Состоят такие устройства из двух основных элементов: Обмотки трансформаторов не имеют между собой никакой связи, кроме индуктивной. Предназначен он для преобразования только переменного напряжения, частота которого, после передачи по магнитопроводу, будет неизменна. Расчет параметров трансформатора необходим для того, чтобы на вход этого устройства было подано одно напряжение, а на выходе генерировалось пониженное или повышенное напряжение другой заданной величины. При этом нужно учесть токи, протекающие во всех обмотках, а также мощность устройства, которая зависит от подключаемой нагрузки и от назначения. Любой даже простейший расчет трансформатора состоит из электрической и конструктивной составляющей. Электрическая часть включает в себя: К конструктивным относятся: Через один квадратный сантиметр сечения магнитопровода протекает магнитная индукция, единица измерения её — Тесла. Тесла, в свою очередь, выдающийся физик, в честь которого и она и названа. Это значение напрямую зависит от частоты тока. И так при частоте 50 Гц и, допустим, 400 Гц величины индукция (тесла) будет разной, а значит и габариты устройства с увеличением частоты снижаются. После этого определяют падение напряжения и потери в магнитопроводе, на этапе электрического расчёта все эти величины определяются лишь примерно. Расчет нагрузки в трансформаторе является ключевым в его исполнении. В сварочном, например, нагрузочную особенность выражают из режима короткого замыкания. Большое значение тока короткого замыкания, связано с малым значением сопротивления трансформатора в данных условиях работы. Важнейшим элементом всех формул данного расчёта является коэффициент трансформации, который определяется как соотношение числа намотанных витков в первичной обмотке, к количеству витков во вторичной обмотке. Если обмоток не две, а больше, значит и соответственно таких коэффициентов тоже будет несколько. Если известны напряжения обмоток, то можно его рассчитать как отношение напряжений первичной обмотки, ко вторичной. Расчет силового трансформатора напрямую зависит от количества фаз в питающей сети, то есть однофазной или же трехфазной. Прежде всего в силовом трансформаторе основную роль играет его мощность. Упрощенный расчет трансформаторов малой мощности и большой можно выполнить и в домашних условиях. Расчёт потерь неизбежен, как и для любых электромагнитных устройств, здесь же он состоит из двух основных магнитных составляющих: Рассчитывая понижающие трансформаторы однофазного тока, как самые распространенные в быту, для начала нужно выяснить его мощность. Конечно, понизить напряжение можно и другими способами, но этот самый эффективный и даёт ещё вдобавок гальваническую развязку, а значит возможность подключения силовой нагрузки. Например, если напряжение первичной обмотки 220 Вольт, что свойственно для стандартных сетей однофазного тока, то вторичное напряжение нужно определить по нагрузке, которая будет подключаться к нему. Это может быть как низшее, так и высшее напряжение. Например, для зарядки автомобильных аккумуляторов необходимо напряжение 12-14 Вольт. То есть вторичное напряжение и ток тоже должно быть заранее известно. Примерная мощность будет равна произведению тока на напряжение. Стоит учесть также и КПД. Для силовых аппаратов он составляет примерно 0,8–0,85. Тогда с учётом этого коэффициента полезного действия расчётная мощность будет составлять: Ррасч= P*КПД Именно эта мощность и ложится в основу расчёта поперечного сечения сердечника, на котором будут произведены намотки обмоток. Кстати, видов этих сердечников магнитопровода может быть несколько, как показано на рисунке снизу. Далее, по этой формуле определяем сечение S (см2) = (1,0 ÷1,3) √Р Коэффициент 1–1,3 зависит от качества электротехнической стали. К электротехнической стали относится чистое железо в виде листов или ленты толщиной 0,1–8 мм либо в виде сортового проката (круг или квадрат) различных размеров. После чего определяется количество витков, на один вольт напряжения. N = (50 ÷70)/S (см2) Берем среднюю величину коэффициента 60. Теперь зная количество витков на один вольт есть возможность подсчитать количество витков в каждой обмотке. Осталось всего лишь найти сечение провода, которым выполнится намотка обмоток. Медь, для этого лучший материал, так как обладает высокой токопроводимостью и быстро остывает в случае нагрева. Тип провода ПЭЛ или ПЭВ. Кстати, нагрев даже самого идеального электромагнитного устройства неизбежен, поэтому при изготовлении сетевого трансформатора актуален и вопрос вентиляции. Для этого хотя бы предусмотреть на корпусе естественную вентилируемую конструкцию путём вырезания отверстий. Ток в обмотке равен I=P/U Диаметр сечения проводника для обмотки определяется по формуле: D= (0,7÷0,9)√I где 0,7-0,9 это коэффициент плотности тока в проводнике. Чем больше его значение, тем меньше будет греться провод при работе. Существует множество методов расчёта характеристик и параметров, этот же самый простой, но и примерный (неточный). Более точный расчет обмоток трансформатора применяется для производственных и промышленных нужд. Изготовление трехфазного трансформатора и его точный расчёт процесс более сложный, так как здесь первичная и вторичная обмотка состоят уже из трёх катушек. Это разновидность силового трансформатора, магнитопровод которого выполнен чаще всего стержневым способом. Здесь уже появляются такие понятие, как фазные и линейные напряжения. Линейные измеряются между двумя фазами, а фазные между фазой и землёй. Если трансформатор трехфазный рассчитан на 0,4 кВ, то линейное напряжение будет 380В, а фазное 220 В. Обмотки могут быть соединены в звезду или треугольник, что даёт разные величины токов и напряжений. Обмотки трехфазного трансформатора расположены на стержнях так же, как и в однофазном, т. е. обмотки низшего напряжения НН размещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения ВН — на обмотках низшего напряжения. Высоковольтные трансформаторы трёхфазного тока рассчитываются и изготавливаются исключительно в промышленных условиях. Кстати, любой понижающий трансформатор при обратном включении, выполняет роль повышающего напряжение устройства. Простой расчет тороидального трансформатора состоит из 5 пунктов: Сварочный полуавтомат предназначен для сварки с механической подачей специальной сварочной проволоки вместо электрода. Источник питания такого устройства также имеет в своей основе мощный трансформатор. Расчёт основан на принципе его работы, на выходе которого должно быть 60 Вольт при холостом ходу. Работает он в короткозамкнутом режиме поэтому и нагрев его обмоток явление нормальное. Расчёт в принципе тоже аналогичен, только в этом случае ещё стоит учесть мощность при продолжительной сварке Pдл = U2I2 (ПР/100)0.5 *0.001. Напряжение и силу одного витка измеряют в вольтах и оно будет равно E=Pдл0.095+0.55. Зная эти величины можно приступить и к полному расчёту. Преимуществом двухтактных преобразователей является их простота и возможность наращивания мощности. В правильно сконструированном двухтактном преобразователе через обмотку проходит неизменный ток, поэтому сильное подмагничивание сердечника отсутствует. Это позволяет использовать полный цикл перемагничивания и получить максимальную мощность. Так как он выполняется на ферритовом сердечнике то и расчет выходного напряжения трансформатора аналогичен обычному тороидальному. Упростить варианты расчета трансформатора можно применяя специальные калькуляторы расчета, которые предлагают некоторые интернет-ресурсы. Стоит только внести желаемые данные, и автомат выдаст нужные параметры планируемого электромагнитного устройства. amperof.ru ОАО РЖД РОССИЙСКАЯ ОТКРЫТАЯ АКАДЕМИЯ ТРАНСПОРТА КУРСОВАЯ РАБОТА По дисциплине: «Электрические машины» Специальность: «Системы обеспечения безопасности поездов» Специализация: «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного транспорта» Выполнил: студент III курса Щербакова М.Д. Шифр: 1110-ц/СДс-1168 Проверил: доцент Сальников И.А. Москва, 2014г. Содержание: Введение Задание Выбор магнитопровода 1.Расчетная мощность 2. Конструкция магнитопровода 3. Материал сердечника 4.Значения Bmax, jср, kст, kок 5.Произведение сечения сердечника на площадь окна 6.Определение отношения Qст /Qок 7.Выбор типоразмера магнитопровода Определение числа витков обмоток 8.Определение падения напряжения 9.Электродвижущая сила на витках 10.Число витков обмоток Определение потерь в стали и намагничивающего тока 11.Определяем потери в стали 12.Активная составляющая намагничивающего тока 13.Реактивная составляющая намагничивающего тока 14. Ток первичной обмотки при номинальной нагрузке 15.Ток холостого хода 16.Относительное значение тока холостого хода 17.Оценка результатов выбора магнитной индукции 18.Коэффициент мощности Электрический и конструктивный расчет обмоток. 19.Выбор плотности тока в обмотках 20.Ориентировочное значение сечения проводов 21.Стандартное значение и диаметры проводов 22.Амплитудное значение рабочих напряжений 23.Определяем изоляционные расстояния 24.Определяем осевую длину каждой обмотки 25.Толщина каркаса 26.Толщина межслоевой изоляции 27.Толщина межобмоточной изоляции 28.Количество слоев наружной изоляции 29.Число витков в одном слое каждой обмотки 30.Число слоев 31.Радиальный размер каждой обмотки 32.Полный радиальный размер катушки 33.Зазор между катушкой и сердечником 34.Средняя длина витка обмоток 35.Масса меди каждой обмотки 36.Потери в каждой обмотке Определение падения напряжения в трансформаторе 37.Активное сопротивление обмоток 38.Индуктивные сопротивления рассеяния обмоток 39.Падение напряжения на обмотках при номинальной нагрузке 40.Полные падения напряжения на вторичных обмотках при номинальной нагрузке трансформаторов 41.Напряжения на вторичных обмотках Определение КПД трансформатора и выбор проводов для выводов обмоток 42.Определение КПД трансформатора 43.Выбор проводов для выводов обмоток Список используемой литературы. Введение. Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной первичной системы в другую вторичную систему, имеющую другие характеристики, в частности другое напряжение. В данной курсовой работе мы рассчитывали маломощный трехобмоточный трансформатор, имеющий три обмотки высшего напряжения, среднего и низшего напряжений. Данный трансформатор является понижающим, так как первичной является обмотка высшего напряжения, а вторичной обмотка низшего напряжения. В конструкции трансформатора используется броневой ленточный магнитопровод, который собирается в стык из отдельных сердечников подковообразной формы с поперечным разрезом. Для получения возможно меньшего магнитного сопротивления в местах стыка сердечников их торцевые поверхности подвергают шлифовке. Изоляция обмотки от стержневого магнитопровода осуществляется при помощи каркаса. Каркас представляет собой гильзу, изготовленную из электрокартона. Крепление магнитопровода осуществляется при помощи накладок, стягивающихся шпильками. Накладки имеют ребра жесткости. Основание трансформатора имеют отверстия его к панели. Задание. Рассчитать маломощный трансформатор с воздушным охлаждением. Дано: S2=10 B∙A S3=5 B∙A U2=127 B U3=4,5 B U1=380 B Cosϕ2= 0,9 Cosϕ3= 0,7 f= 50 Гц Q = 50 ⁰C ∆U12=4% ∆U12=5% Q ≤ 50 ⁰C Расчетные условия: Qст ÷Qмеди=4÷6 ß=1,25÷2,5 Выбор магнитопровода. Sp=1|2 (S2+S3)∙(1+1|ƞ) Sp=1|2 (10+5)∙(1+1|0,6)=0,5∙15∙2,66=20B∙A Значение КПД выбираем в соответствии с таблицей 2(1) ƞ=0.6 Для силовых трансформаторов мощностью до 30 В∙А рекомендуется изготавливать броневые трансформаторы при использовании как пластинчатых, так и ленточных магнитопроводов. Согласно таблицы 3(1) при заданной частоте 50Гц, и расчетном условии на минимум стоимости выбираем марку стали Э310, Э320 толщиной 0,35мм. 4. По найденной величине Sp для данной конструкции магнитопровода из таблиц 3-6 (1) находим ориентировочное значение максимальной индукции Bmax, с плотностью тока jср, коэффициента заполнения окна kok, коэффициента заполнения магнитопровода kст Bmax = 1,55 принимаем значение 1,55 табл (3) jср = 3,8 ÷ 3,5 А/мм2 принимаем значение 3, 65 табл (4) kok = 0,13 ÷ 0,23 принимаем значение 0,18 табл (5) kст = 0,93 принимаем значение 0, 93 табл (6) (QстQok) = , см (QстQok) = см4 Где – отношение массы стали к массе меди, согласно примечания к таблице 1(1) = 4÷6 С1=0,7 – для броневых трансформаторов. Приняв значение С1 и подставив крайние значения , найдем пределы изменения величины Зная произведение (QстQok)= 14,269см4 и пределы изменения Из табл. 2(2) выбираем стандартный магнитопровод, у которого значение kQPлежит в требуемых пределах kQPMIN≤kQTTPE≤kQPMAX Магнитопровод ПЛМ 20 х 20 Размеры: а=20мм, h=36мм, с=12мм, b=20мм, С=65мм, Н=56,5мм. Площадь сечения магнитопровода Qст = 4см2 Средняя длинна магнитной силовой линии lст = 12,7 см Qcn∙Qок = 17,30см4 Qcn / Qок = 0,92 Масса магнитопровода Gст=0,350кг Уточняем значение С1: Где – средняя длинна витков Уточняем значение kQP: KQmma = 0,92 Выполняется условие kQPMIN≤kQTTPE≤kQPMAX 0,726≤0,92≤1,089 Определяем число витков обмоток. При расчете трансформатора на минимум стоимости последовательность намотки зависит от диаметра провода обмотки. Чем меньше диаметр провода обмотки, тем ближе она располагается к стержню, так как 1кг тонкого провода дороже 1кг толстого провода. В остальных случаях первой обычно наматывается сетевая обмотка, а затем вторичные – в порядке возрастания диаметра провода. Для оценки порядка расположения обмотки предварительно определяем их токи: Значение ЭДС: Где значение относительных величин падения напряжения в первичной и вторичных обмотках трансформатора. Тогда значение ЭДС: 10. Число витков обмотки Округляем число витков до 37 витков, тогда получаем Определяем потери в стали и намагничивающего тока. 11. Определяем потери в стали. Рст=Руд∙Gст, Вт Руд – величина удельных потерь, определяемых по рис. 3(1) Руд=4 Вт/кг Рст=4∙0,35 = 1,4 Вт 12. Активная составляющая намагничивающего тока. 13. Реактивная составляющая намагничивающего тока. Где Нс – напряженность поля в стали, выбираем для индукции Вс из кривых намагничивания рис.6-9 Нс = 8 А/см n – число зазоров (стыков) на пути силовых линий, n=2 – 0, 002см – величина эквивалентного воздушного зазора в стыках сердечника трансформатора. - число витков первичной обмотки – средняя длинна силовых линий, см. 15.Ток первичной обмотки при номинальной нагрузке. I1p = Iop+I’2p+I’3p I1a = Ioa+I’2a+I’3a I1p = 0,036+0,012+0,0098=0,05780,059 А I1а = 0,004+0,025+0,0097=0,03870,039 А 16.Ток холостого хода. 17. Относительное значение тока холостого хода. 18. Оценка результатов выбора магнитной индукции. Величина относительно тока холостого хода при частоте 50Гц, лежит в пределах 0,3÷0,5 0,3≤0,36≤0,5 Согласно рекомендациям на стр. 39(1) выбор магнитопровода на этой стадии расчета можно считать оконченным. 19. Коэффициент мощности. Электрический и конструктивный расчет обмоток. 20. Выбор плотности тока в обмотках. Согласно рекомендациям на стр.40 (1) в случае расположения обмоток в порядке 2,1,3 принимаем 22. Выбираем стандартные сечения и диаметр проводов. По таблице П1 (3) выбираем стандартные провода. Согласно рекомендациям на стр. 31(1) при напряжении обмоток до 500В а токов до нескольких Ампер применяем провода марки ПЭВ-1, справочные данные заносим в таблицу: № обмотки q пр. мм2 d пр. мм d из. мм g пр. гр. 1 0,02011 0,16 0,19 0,179 2 0,02270 0,17 0,20 0,202 3 0,3526 0,67 0,72 3,13 Где q пр. – номинальное сечение, d пр. – номинальный диаметр проволоки по меди, d из пр. – наибольший наружный диаметр, g пр. – масса одного метра проволоки в граммах. Фактическая плотность тока studfiles.net Для блока питания нужен трансформатор и Дима из мастерской Lumenus indi расскажет, как его рассчитать и намотать. Так же, на Pikabu Вы можете почитать про его блок питания. Ссылка. Limenus indi вКонтакте. Наверно это некрасиво, но я скопирую статью, по которой был снят этот ролик к себе на сайт, что бы она всегда была доступна пользователям канала. Наиболее распространённые типы магнитопроводы изображены на рисунке. Ш-образные пластинчатые сердечники, аналогичны расчету Ш-образного ленточного сердечника. Тороидальный трансформатор может использоваться при мощностях от 30 до 1000 Вт, когда требуется минимальное рассеяние магнитного потока или когда требование минимального объема является первостепенным. Имея некоторые преимущества в объеме и массе перед другими типами конструкций трансформаторов, тороидальные являются вместе с тем и наименее удобными в изготовлении. Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются: 1.Расчет трансформатора Расчет габаритной мощности трансформатора При выборе железа для трансформатора надо учитываять, чтобы габаритная мощность трансформатора была строго больше расчетной электрической мощности вторичных обмоток. Мощность вторичной обмотки Р2 = I2 * U2 = Рвых Если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой мощностей всех вторичных обмоток (Рвых). Другими словами - габаритная мощность трансформатора - это мощность которую способно "вынести" железо. Прежде чем перейти к формуле, сделаем несколько оговорок: Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид: Где: Sc и So - площади поперечного сечения сердечника и окна, соответственно [кв. см]; 2. Определение количества витков в обмотках. Прежде всего рассчитываем количество витков в первичной обмотке. Расчёт одинаков, для всех типов сердечников. Упрощенная формула выглядит так: Где: Sc - площадь поперечного сечения сердечника в квадратных сантиметрах; U - напряжение первичной обмотки в Вольтах; Количество витков во вторичной обмотке можно расчитать по этой же формуле, увеличив число витков примерно на 5% (КПД трансформатора), но можно поступить проще: после того как намотана первичка - наматываем поверх нее 10 витков и измеряем напряжение. Зная какое напряжение требуется получить на выходе трансформатора и зная какое напряжение приходится на 10 витков - определяем необходимое число витков. 3. Расчет диаметра провода. Рассчитываем диаметры проводов обмоток исходя из протекающих в них токов по следующим формулам (для меди, серебра или алюминия): Дополнительная таблица по диаметрам провода. the7line.clan.su Всевозможных схем сварочных агрегатов от простейших и до инверторов существует превеликое множество. Для создания самодельного сварочного аппарата лучше выбрать простую и высоконадежную схему, которая не содержит сложной и дорогой электроники. Но в любом случае, кроме схемы, потребуется предварительный расчет сварочного трансформатора. Только после этого можно приступать к его практическому изготовлению. Схема сварочного трансформатора. Специфика расчета таких трансформаторов заключается в том, что параметры их компонентов в большинстве случаев подбираются в соответствии с уже имеющимися деталями — чаще всего с данными магнитопровода. Поэтому стандартные методы расчета, которые разработаны для промышленного трансформатора, для самодельного сварочника не всегда применимы. Особенно ярко это проявляется при выходе того или иного параметра за стандартные границы. Таблица 1. Характеристики сварочных трансформаторов. Прежде всего, следует определиться, на какое максимальное значение сварочного тока будет рассчитываться трансформатор. Взаимосвязь между толщиной свариваемых металлов, диаметром электродов и сварочным током показана в таблице 1. Учитывая, что используя однофазный трансформатор, получить ток более 200 А практически нереально, домашнему мастеру приходится ограничиваться электродами диаметром не более 4 мм. Чаще всего 3 мм. Следует установить наиболее подходящий верхний предел сварочного тока и наматывать обмотки под соответствующую ему мощность. При этом следует ясно понимать, что с ее ростом возрастают вес сердечника, сечение и стоимость провода. Кроме того, более мощный трансформатор сильнее греется и быстрее изнашивается. Да и не каждая сеть выдержит такую нагрузку. Золотая середина — аппарат с выходным током 110-120 А. Трёхфазный стержневой трансформатор. Максимальная величина выходного тока — главная характеристика любого сварочника, но наряду с нею следует определиться и с другими важными параметрами: В зависимости от формы магнитопровода различают следующие разновидности трансформаторов: Основные понятия и классификация трансформаторов. На стержневом трансформаторе обмотки окружают стержни сердечника. На броневом, напротив, магнитопровод частично обхватывает обмотки. В тороидальном обмотки распределяются по магнитопроводу равномерно. Броневые и стержневые сердечники изготовляются из отдельных тонких, изолированных друг от друга пластин. Материал — трансформаторная сталь. Тороидальные наматываются в виде рулона из ленты, изготовленной из той же трансформаторной стали. Важнейшей характеристикой любого сердечника является площадь его поперечного сечения. Именно от нее в очень большой степени зависит мощность трансформатора. У стержневого магнитопровода под площадью его поперечного сечения понимают площадь любого из стержней, а у тороидального — тора. У броневого — это площадь сечения его среднего стержня. КПД трансформаторов стержневого типа выше, чем броневых. Кроме того, у них лучше условия охлаждения обмоток и, следовательно, допустимые плотности тока в обмотках. Поэтому сварочные трансформаторы, как правило, бывают стержневыми. Но все чаще для его изготовления стараются применить тороидальный сердечник. Дело в том, что масса и габариты такого сварочника почти в полтора раза меньше, чем стержневого при прочих равных параметрах. Но здесь возникают трудности с его намоткой. Схема намотки сварочного трансформатора. Поскольку при самостоятельном изготовлении сварочника приходится довольствоваться имеющимися в распоряжении магнитопроводами, производить строгий расчет не имеет смысла. Чаще всего достоверно неизвестны магнитные свойства и другие характеристики трансформаторной стали. Одной магнитной проницаемости, которую нетрудно определить экспериментально, для точного расчета недостаточно. Поэтому рациональнее ограничиться приблизительным расчетом. Сначала производится оценка потребной электрической мощности. Основное мерило здесь — максимальная величина сварочного тока, которая, в свою очередь, определяется наибольшим диаметром электрода (см. таблицу 1). Электрическая мощность сварочника: Р = Uд * Iм, где Uд — напряжение горения дуги (обычно берется значение 25 В), Iм — максимальный сварочный ток. Например, для трансформатора, рассчитанного на ток до 150 А, электрическая мощность должна составлять: Р = 25 В * 150 А = 3750 Вт. Габаритная мощность трансформатора, зависящая от параметров магнитопровода, должна быть обязательно больше электрической. Именно габаритную мощность способен «потянуть» сердечник. При расчетах в качестве исходной чаще всего используется следующая формула, связывающая габаритную мощность с размерами сердечника: Sо* Sс = 100 * Рг /(2,22 * Вс * j * f * kо* kc) (см4), Схема трансформатора с первичной и вторичной обмоткой. где Sо — площадь окна сердечника, Sс — площадь его поперечного сечения, Рг — габаритная мощность, Вс — магнитная индукция поля в сердечнике, j — плотность тока в проводах обмоток, f — частота переменного тока, kо— коэффициент заполнения окна, kc— коэффициент заполнения сердечника. Sо и Sс находят прямыми измерениями габаритов сердечника. Например, для стержневого магнитопровода (см. рис. 2) Sо= h * l, Sс= а * b. С достаточной для практического расчета точностью можно считать, что: Если подставить в формулу все эти значения, получается формула, связывающая между собой Sо, Sс и Рг: Рг = k * Sо* Sс, где k — коэффициент, значение которого зависит от формы сердечника и материала обмоток. Выглядит она следующим образом: Пользуясь последней формулой, можно легко оценить «потянет» ли имеющийся сердечник заданные параметры. Если да, остается рассчитать число витков в каждой из обмоток. Для первичной адаптированная формула выглядит следующим образом: N1 = 40 * U1 / Sс, где U1 — напряжение на ней (В). Тороидальный трансформатор. Для вторичной катушки с учетом КПД трансформатора формула приобретет следующий вид: N2 = 42 * U2 / Sс, где U2 — напряжение вторичной обмотки (В). Число витков во вторичной обмотке можно найти и экспериментально — намотать поверх первичной обмотки несколько (лучше 10) витков, измерить на них напряжение, а затем пересчитать — сколько витков нужно для обеспечения необходимого выходного напряжения. Площадь поперечного сечения провода в обмотках можно рассчитать по формуле: S = I / j, где I — значение силы тока в обмотке, j — допустимая плотность тока в ней. В качестве примера рассмотрим расчет и изготовление сварочника, изготовленного из статора асинхронного трехфазного электродвигателя. Удалив провода обмоток из пазов статора и вынув его из корпуса электродвигателя, получаем неплохой тороидальный сердечник — основу будущего сварочного трансформатора. Выступы пазов иногда срубают острым зубилом, что позволяет уменьшить вес сердечника. Но на электрические параметры трансформатора они практически не влияют, поэтому в большинстве случаев их не трогают. Вид на сердечник с торца показан на рис. 3а, сбоку — на 3б, намотанный трансформатор — на 3в. Схема расчета сварочного трансформатора. Зададимся целью изготовить трансформатор, рассчитанный на максимальный сварочный ток 150 А и напряжение 60 В. Его электрическая мощность равна: Р = 150 А * 60 В = 9000 Вт. Произведем оценку габаритной мощности магнитопровода. Диаметр окна равен 12 см (см. рис. 3а), а его площадь: Sо= π * d2/ 4 = 3,14 * 144 / 4 (см2) ≈ 113 см2. Площадь поперечного сечения сердечника: Sс=h * Н = 1,74 см * 20 см ≈ 35 см2 Габаритная мощность сердечника: Рг = 2,76 * 113 * 35 (Вт) ≈ 10916 Вт. Поскольку Рг > Р — магнитопровод подходит для изготовления трансформатора с требуемыми параметрами. Переходим к расчету обмоток. Начинаем с числа витков. Для первичной обмотки оно равно: N1 = 40 * 220 / 35 = 251 виток. Количество витков для вторичной обмотки: N2 = 42 * 60 / 35 = 72 витка. Максимальный ток во вторичной обмотке 150 А. Тогда площадь поперечного сечения проводника, которым она наматывается, должна быть равна: S2 = 150 А /(8 А/мм2) ≈ 19 мм2. Из определения коэффициента трансформации ток в первичной обмотке: I1= I2 * N2 / N1 = 150 А * 72 / 251 (А) ≈ 43 А. Площадь поперечного сечения провода, которым она намотана: S1 = 43 А /(8 А/мм2) ≈ 5,4 мм2. Таким образом, можно утверждать, что предлагаемая методика расчета сварочного трансформатора, позволяет осуществить его практически для любого сердечника, оказавшегося в распоряжении домашнего мастера. moyasvarka.ru Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под обыкновенный электропатрон продаются в магазинах электротоваров.Если вы найдете лампочку на другую мощнось, например на 40 ватт, нет ничего страшного — подойдет и она. Просто трансформатор будет выполнен с запасом по мощности. 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. 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, округляем до 173 витка. 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 1,1 мм. 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. domasniyelektromaster.ruСпособы расчёта различных конфигураций трансформаторов. Как определить мощность трансформатора по сечению сердечника
Расчет трансформатора по железу — studvesna73.ru
Введите размеры магнитопровода сердечника трансформатора. При необходимости подкорректируйте остальные значения. Внизу Вы увидите рассчитанную габаритную мощность трансформатора, который можно сделать на таком сердечнике, по формуле:
И небольшой FAQ:
В статье на конкретном примере приводится простой метод расчета силового трансформатора для блока питания или зарядного устройства.
Расчет силового трансформатора
. С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n0 . соответствующее 1 вольту напряжения: n0 = 50/Q.
Здесь используется общая мощность трансформатора.
Как рассчитать мощность трансформатора
Расчёт трансформатора по сечению сердечника
Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку
Простой расчет силового трансформатора | hardware
Материал сердечника
η (коэффициент)
φ (единицы Wb/m2)
Холоднокатаная текстурированная сталь, легированная кремнием (grain-oriented silicon steel), M5
0.88
1.3
То же самое, толщина пластин 0.35 мм, M6
0.84
1.2
Обычная сталь, легированная кремнием, толщина пластин 0.5 мм, M7
0.82
1.1
Обычная кремниевая сталь (или сталь для повышенной прочности)
0.80
1.0
Мягкая низкоуглеродистая сталь (mild steel)
0.70
0.8
Символ
Описание
Единица измерения
S
Площадь поперечного сечения
мм2
d
Диаметр провода
мм
f
Рабочая частота трансформатора
Гц
I
СКЗ тока обмотки
A
N
Количество витков обмотки
количество
P
Передаваемая трансформатором мощность
VA (Вт)
U
СКЗ напряжения обмотки
V
γ
Количество витков на 1 вольт
витков/V
η
Эффективность сердечника
коэффициент
φ
Плотность магнитного потока в сердечнике
Wb/m2
Как выполнить расчет трансформатора в полном объеме
Расчет силового трансформатора
Расчет однофазного трансформатора
Расчёт трехфазного трансформатора
Расчет тороидального трансформатора
Такая конструкция трансформаторов используется в радиоэлектронной аппаратуре, они обладают меньшими габаритами, весом, а также повышенным значением КПД. За счёт применения ферритового стержня помехи практически отсутствует, это даёт возможность не экранировать данные устройства.
Расчет трансформатора для сварочного полуавтомата
Расчет импульсного трансформатора двухтактного преобразователя
Видео с расчетом трансформатора
1. Определяем расчетную мощность трансформатора
2. Выбираем конструкцию магнитопровода по величине расчетной мощности, частоте и максимальному напряжению.
3.Выбираем материал сердечника.
5. Определяем произведение сечения сердечника на площадь окна
6. Определяем отношение
7. Выбираем типоразмер магнитопровода.
8. Определяем падение напряжения.
9. Электродвижущая сила на виток.
Изготовление сетевого трансформатора. - Гитарное оборудование - Каталог статей
Расчет сварочного трансформатора для любого сердечника
Основные характеристики и структура сварочного трансформатора
Выбор максимального значения сварочного тока
Прочие рабочие характеристики
Устройство сердечника трансформатора
Расчет сварочного трансформатора
Пример расчета сварочного трансформатора
расчет обмоток трансформатора | Электрознайка. Домашний Электромастер.
В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электичческим током.В этих случаях следует пользоваться электрооборудованием рассчитанным на пониженное напряжение питания, не более 42 вольт. Можно пользоваться электрическим фонарем с батарейным питанием или воспользоваться понижающим трансформатором с 220 вольт на 36 вольт. Рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт, с выходным напряжением 36 вольт с питанием от электрической сети переменного тока напряжением 220 вольт.Сделаем упрощенный расчет трансформатора 220/36 вольт.
Поэтому от значения Р_1, мощности потребляемой от сети 220 вольт, зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S.
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: