Каждый электроприбор характерен номинальной электрической мощностью. Она обеспечивается источником питания. Он может располагаться либо внутри электроприбора, либо снаружи как внешнее устройство. Наглядный пример — ноутбук, телефон и многие другие приборы. В них содержится батарея, от которой питается устройство в автономном режиме. Но ее ресурс ограничен, и когда он исчерпывается, прибор подключается через адаптер к электросети 220 В. Некоторые батареи обеспечивают напряжение всего лишь в 3–5 вольт. Поэтому адаптер служит для того, чтобы напряжение уменьшилось и стало равным батарейным параметрам. Основную функцию в изменении величины напряжения выполняют трансформаторы. Эта статья будет полезна тем читателям, у которых появится желание своими руками изготовить источник питания с трансформатором для тех или иных целей. Напомним вкратце о том, как трансформатор устроен и что в нем происходит. Довольно давно, если судить по меркам человеческой жизни, было открыто явление электромагнитной индукции. Оно основано на принципиальном отличии электрических свойств прямого проводника от витка, если по ним пропускать один и тот же переменный ток. Так появился параметр индуктивности. С каждым новым витком индуктивность увеличивается. Дополнительное ее увеличение достигается заполнением внутреннего пространства витков материалом с магнитными свойствами (сердечником). Однако влияние сердечника на силу тока ограничено. Как только он полностью намагничивается, эффект от его использования исчезает. Витки, расположенные поверх сердечника, называются обмоткой. Если на нем расположены две одинаковые обмотки, но переменное напряжение подается только на одну из них (первичную), на выводах другой обмотки (вторичной) будет напряжение по частоте и величине такое же, как и на первой обмотке. В этом проявляется трансформация электроэнергии, а само устройство называется трансформатором. Если между обмотками существует электрический контакт, устройство называется автотрансформатором. Выбор материала определяют вихревые токи и потери, связанные с ними. Они увеличиваются с частотой напряжения на выводах первичной обмотки. На низких частотах (50–100 Гц) применяются пластины из трансформаторной стали. На более высоких частотах (единицы килогерц) — пластины из специального сплава, например, пермаллоя. Десятки и сотни килогерц — это область применения ферритовых сердечников. Виды (форма и размеры, особенно сечение по витку) магнитопровода определяют величину мощности, которую можно получить во вторичной обмотке. Геометрические пропорции промышленно выпускаемых сердечников стандартны. Поэтому их выбирают по размерам сечения внутри витка. Еще один параметр, который влияет на выбор магнитопровода — это индуктивность рассеяния. Она меньше у броневых и тороидальных конструкций. Что-либо вычислять не стоит — в многочисленных справочниках приводятся таблицы, а в интернете на тематических сайтах их аналоги. Например, необходимо присоединить к сети нагрузку мощностью 100 Вт 12 В. По базовой таблице, показанной далее, выбирается типоразмер магнитопровода. Но учитываем то, что мощность ВТ меньше, чем ВА плюс неполная нагрузка для надежности. Поэтому используем коэффициент 1,43. Искомая мощность и типоразмер получатся как произведение, т.е. 143 ВА. По таблице выбираем ближайшее большее значение габаритной мощности и магнитопровод: Выбираем 150 ВА и ШЛ25х32. В таблице также приведено рекомендованное число витков на 1 вольт — W0: 3,9. Следовательно, число витков W1 первичной обмотки будет равно произведению напряжения сети на W0: W1=220*3,9=858. Раз число витков на 1 вольт известно, легко рассчитать и вторичную обмотку. В рассматриваемом случае три витка мало, а четыре много. Чтобы не ошибиться, наматываем три витка и оставляем запас провода для добавления после испытания трансформатора под нагрузкой. Для провода сетевой обмотки диаметр рассчитываем, используя силу тока. Ее определяем на основе мощности в первичной обмотке и сетевого напряжения. В сетевой обмотке расчетная сила тока составит: 150/220=0,7 А Во вторичной обмотке сила тока составит: 100/12=8,3 А Затем по таблице выбираем диаметр провода при плотности тока 2,5 А/мм кв: Для первичной обмотки диаметр провода получается 0,59 мм, для вторичной — 2,0 мм. После этого надо выяснить, помещаются ли обмотки в окна магнитопровода. Это несложно определить на основе числа витков и диаметров проводов с учетом толщины каркасов катушек и слоев дополнительной изоляции. Рекомендуется сделать эскиз для наглядного расчета. Если вторичных обмоток несколько, должны быть известны мощности для каждой из них. Они суммируются для получения параметров первичной обмотки. Затем расчет выполняется аналогично рассмотренному выше примеру. Но определение токов делается по мощности каждой вторичной обмотки. Расчетные данные в виде таблиц приведены в справочниках для всех типов сердечников, но при определенных частотах напряжений первичной обмотки: Для рассматриваемой нагрузки 100 Вт выбираем ПЛ20х40-50 Если требуемые параметры не совпадают с табличными значениями, придется использовать формулы: S0 – площадь окна в магнитопроводе, Sc – сечение материала магнитопровода по витку, Рг – габаритная мощность, kф – коэффициент формы напряжения на первичной обмотке, f – частота напряжения на первичной обмотке, j – плотность тока в проводе обмотки, Bm – индукция насыщения магнитопровода, k0 – коэффициент заполнения окна магнитопровода, kс – коэффициент заполнения стали. Упрощенные формулы справедливы только для тех случаев, которые эти упрощения определяют. Поэтому они не могут охватить все возможные ситуации и не будут обеспечивать приемлемую точность в большинстве из них. domelectrik.ru Хороший и надёжный силовой трансформатор - это уже половина собираемой и разрабатываемой конструкции.В настоящее время выбор силовых трансформаторов, предлагаемых рынком, для радиолюбителей довольно широк. Но не смотря на это, не все предлагаемые трансформаторы идеально подходят для нужд радиолюбителя (по току, напряжению, количеству обмоток и т.д.), и поэтому довольно часто ему приходится самостоятельно изготавливать силовые трансформаторы для своих разработок и собираемых конструкций.В этой статье я попробую объяснить, как правильно выбрать, или рассчитать силовой трансформатор для своей конструкции.Нового я здесь ничего не открою, и постараюсь как можно проще и на примерах, объяснить Вам то, что уже давно доказано и решено. Просто в силу каких либо обстоятельств, не все это могут знать. В основном радиолюбителю приходится изготавливать силовые трансформаторы средней мощности 50 - 300 Вт.КПД таких трансформаторов достигает 0,88 - 0,92. У более мощных промышленных трансформаторов, при мощностях более 1 кВт, КПД может достигать 0,97-0,98, так как обмотки их намотаны толстым проводом и потери в них на активное сопротивление минимальны.У менее мощных трансформаторов, с мощностью до 40 Вт, КПД понижается и обычно не превышает 0,8 - 0,85. Чтобы правильно рассчитать трансформатор, нужны довольно сложные вычисления, радиолюбители-же пользуются для этих целей упрощёнными формулами и радиолюбительскими программами, которые в принципе тоже довольно точно позволяют это сделать, поэтому я тоже постараюсь не отходить от этой традиции и всё попробую объяснить на практических примерах и готовых расчётах, используя по минимуму формулы и вычисления. Как обычно производится расчёт силового трансформатора.Зная напряжение и ток, который должна давать вторичная (или несколько вторичных) обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.Мощность вторичной обмотки Р2 по Закону Ома равна; Отсюда можно найти и мощность первичной обмотки, где для трансформаторов средней мощности к нашим расчётам мы берём КПД трансформатора 0,9 (90%). Для трансформаторов меньшей мощности соответственно и КПД берётся меньше (0,8).Мощность первичной обмотки Р1 (мощность трансформатора) в этом случае будет равна; То есть поясню, если расчётная мощность вторичной (вторичных) обмотки у нас получилась например 100 Вт, то общая мощность трансформатора будет равна 111,1 Вт (100/0,9). Это ещё не учитывая ток холостого хода, который тоже прибавляется к общей мощности трансформатора. Как определить мощность первичной обмотки мы уяснили, теперь как правильно определить мощность вторичной обмотки?Для этого у нас имеется какая либо нагрузка, которая потребляет определённый ток при определённом напряжении. Например имеется нагрузка, потребляющая ток 2 Ампера при напряжении 15 Вольт.Кажется что может быть проще, по Закону Ома умножаем 2 на 15 и вуаля - получаем 30 Вт. Да, это так, ток отдаваемый вторичной обмоткой будет равен току потребления нагрузкой, но только тогда, когда вторичная обмотка нагружена на активную нагрузку! Например обмотка накала ламп.Если же вторичная обмотка нагружена на нагрузку через элементы выпрямителя, или выпрямителя и фильтра, то ситуация приобретает совсем другой оборот. Ток отдаваемый вторичной обмоткой будет больше тока, потребляемого нагрузкой!Почему так, давайте попробуем вместе с этим разобраться.Работа вторичной обмотки на активную нагрузку мы рассматривать не будем, здесь всё ясно, давайте пойдём дальше. Поставим перед нагрузкой выпрямительный диод. То есть у нас получился однополупериодный выпрямитель. Соберём такую же схемку. Трансформатор у меня тороидальный, мощностью 60 Вт, с напряжением ХХ вторичной обмотки около 20 вольт (номинальный ток нагрузки 3,8 А, номинальное напряжение 16,5 Вольт), ток ХХ трансформатора 7 мА.В разрыв первичной обмотки, для измерения её тока, я поставил резистор, величиной 1,0 Ом, в разрыв вторичной (последовательно с нагрузкой) резистор, величиной 0,1 Ом. Для измерения в цепях переменного и пульсирующего тока и напряжения, я использовался среднеквадратичный (RMS) микровольтметр В3-57, ну и для измерения в цепях постоянного тока - цифровой мультиметр "Mastech MY64". Для безопасности измерений, вся эта конструкция подключалась через разделительный трансформатор. В качестве нагрузочных резисторов использовались проволочные переменные сопротивления различных величин, мощностью 25 Вт.Действующий ток нагрузки был установлен 0,5 ампер (рисунок выше). Предел измерения 100 мВ, шунт во вторичной цепи 0,1 Ом.Сопротивление переменного резистора получилось 19 Ом, действующее напряжение на нагрузке 9,5 вольт. То есть мощность потребляемая нагрузкой получилась 4,75 Вт.Измерим ток, потребляемый первичной обмоткой. Ток первичной обмотки получился 97 мА, минус 7 мА ХХ, итого 90 мА. Напряжение на первичной обмотке 215 вольт. Мощность потребляемая первичной обмоткой получилась 19,35 Вт, то есть в 4 (четыре) раза больше мощности потребляемой нагрузки. Почему так? Кому интересны все подробности происходящих процессов в трансформаторе, рекомендую почитать первоисточники, приведённые в конце статьи, кому лень читать, попробую объяснить по простому. При установке диода последовательно с нагрузкой, у нас получается однополупериодный выпрямитель. На нагрузку подаётся импульс напряжения (тока) только в положительный полупериод, а в отрицательный ничего нет (пауза). В результате чего среднее напряжение на нагрузке уменьшается более, чем в два раза (точнее в 2,2) по сравнению с напряжением на вторичной обмотке. Средний ток через диод соответствует току нагрузки, а действующий ток диода и самой вторичной обмотки - больше тока нагрузки в 1,57 раза.Давайте подсчитаем мощность вторичной обмотки;Ток нагрузи 0,5 А, умножаем на 1,57=0,785 (ток вторичной обмотки). Полученный ток умножаем на напряжение вторичной обмотки (19 Вольт) 0,785х19=14,9 Вт - это получается отдаваемая мощность вторичной обмотки, плюс сюда ещё добавляются и переходные процессы при работе диода (вентиля), плюс реактивные токи, которые просто нагревают обмотку, в итоге мощность трансформатора получается минимум в 3,5 раза больше мощности потребляемой нагрузкой.Ещё при работе этой схемы во вторичной обмотке возникает постоянная составляющая (из-за того, что ток в обмотке протекает только в одном направлении в один полупериод), которая намагничивает сердечник трансформатора и тем больше, чем больше ток нагрузки. Из-за этого свойства сердечника ухудшаются и увеличивается ток ХХ, в последствии чего повышается потребляемая мощность трансформатора (у нас получилась мощность в 4 раза больше). Например уже при токе нагрузки в 1,0 Ампер, напряжение на нагрузке получилось 9,0 Вольт, сопротивление нагрузки 9,0 Ом, мощность нагрузки 9,0 Вт. Ток первичной обмотки получился 230 мА (минус 7 мА) итого 223 и напряжение на первичной обмотке 210 вольт. Итоговая потребляемая мощность трансформатора 46,83 Вт, то есть больше мощности потребляемой нагрузкой уже в 5,2 раза. Сильно увеличился ток ХХ с увеличением тока нагрузки (от которого увеличилось намагничивание сердечника). Ну, с однополупериодным выпрямителем разобрались, давайте пойдём дальше. Посмотрим как ведёт себя двухполупериодная схема.Что из себя представляет двухполупериодная схема выпрямителя. Это два однополупериодных выпрямителя, которые работают на общую нагрузку. Каждый выпрямитель имеет свою обмотку, но в отличии от другого - противофазную, в результате чего выпрямляются (поступают в нагрузку) оба полупериода, за счёт чего эффективность такого выпрямителя, по сравнению с однополупериодным, повышается два раза. Посмотрим, как он себя ведёт. Соберём схему двухполупериодного выпрямителя. Для этой схемы нужен трансформатор с отводом от средней точки вторичной обмотки. Трансформатор другой, вторичная обмотка имеет напряжение 193-193 Вольт, ток ХХ у него 36 мА (какой нашёл).Проволочными резисторами выставил ток нагрузки 150 мА. Нагрузочный резистор получился с сопротивлением 1,17 кОм, измеренное напряжение на нём 175 Вольт. Мощность потребляемая нагрузкой получилась 26,17 Вт. Смотрим ток первичной обмотки. Ток первичной обмотки 210 мА, минус ток ХХ (36) итого 174 мА. Мощность потребляемая трансформатором получилась 38,28 Вт. Это больше мощности потребляемой нагрузкой в 1,46 раз.Как видите, здесь показатели гораздо лучше, чем у однополупериодного выпрямителя.Идём дальше. Проверим, как поведёт себя мостовая схема выпрямителя.Для этого соберём следующую схему. Трансформатор возьмём тот, что был и раньше, с одной вторичной обмоткой из первого рассматриваемого случая для однополупериодного выпрямителя.Ток нагрузки я выставил 0,5 А, проволочное переменное сопротивление получилось величиной 32 Ома. Напряжение на нагрузке 16 Вольт. Мощность потребляемая нагрузкой получилась 8 Вт. Смотрим ток потребляемый первичной обмоткой. Ток первички 53 мА минус ток ХХ (7 мА) = 45 мА. Мощность потребляемая первичной обмоткой получилась 9,9 Вт. Это в 1,23 раза больше, чем мощность потребляемая нагрузкой.Как видите, здесь показатели ещё лучше, чем у двухполупериодного выпрямителя, не говоря уже об однополупериодном. В основном радиолюбители используют в своей практической деятельности выпрямители с сглаживающими фильтрами, начинающимися с ёмкости (конденсатора), то есть нагрузка с ёмкостной реакцией.Переписывать учебники не имеет смысла, кому интересно, список литературы в конце статьи. Просто я здесь дальше кратко изложу основные схемы выпрямителей применяемых радиолюбителями, их особенности и приближённые электрические характеристики, и как они влияют на общую мощность трансформатора. Начнём как обычно с однополупериодного выпрямителя. У такого выпрямителя конденсатор фильтра заряжается до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки (при отсутствии нагрузки). То есть если напряжение вторички 10 Вольт, то конденсатор зарядится до 10х1,41=14,1 Вольта (это без падения напряжения на диоде).Достоинства выпрямителя;Простота схемы, используется всего один вентиль (диод, кенотрон).Недостатки;Большая зависимость выходного напряжения от тока нагрузки, пониженная частота пульсаций по отношению с другими схемами, что требует применение конденсаторов в два раза большей ёмкости, плохое использование трансформатора (низкий КПД), присутствует вынужденное намагничивание сердечника. При пробое вентиля, переменное напряжение поступает на конденсатор, что ведёт его к выходу из строя и взрыву.Особенности схемы;Применяется радиолюбителями для питания слаботочных цепей. Обратное напряжение в этой схеме прикладываемое к вентилю, приблизительно в три раза больше напряжения вторичной обмотки (точнее в 2,82 раза), почему так происходит - попробуйте сами определить. То есть если у Вас вторичка имеет напряжение 100-110 Вольт, то диод необходимо ставить на обратное напряжение не менее 400 Вольт, на 300 Вольт может пробить.Средний ток через вентиль здесь соответствует току нагрузки, а действующее значение тока через вентиль в два раза больше тока нагрузки. Вторичная обмотка для однополупериодного выпрямителя выбирается в 1,8 -1,9 раз больше по току (лучше в 2 раза), чем ток потребления нагрузки. К общей расчётной мощности трансформатора, если есть ещё другие обмотки, добавьте мощность этой Вашей нагрузки умноженной на 2. Двухполупериодный выпрямитель обладает гораздо лучшими параметрами, чем однополупериодный. Выходное напряжение этого выпрямителя (напряжение на конденсаторе) в 1,41 раз выше, чем напряжение вторичной обмотки (половины). Это при отсутствии нагрузки. Достоинства выпрямителя;Малое количество используемых вентилей (2). Среднее значение тока через вентиль почти в два раза меньше тока нагрузки. Уровень пульсаций у этой схемы в 2 раза меньше по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций, может быть в 2 раза меньше. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника, но это зависит от конструкции трансформатора и способа намотки обмоток, о чём будет сказано ниже.Недостатки;Сложная конструкция трансформатора, вторичная обмотка состоит из двух половин, откуда не рациональное использование меди. Обратное напряжение на один вентиль здесь также больше напряжения (половины) вторичной обмотки в 2,82 раза. Плохое использование трансформатора, так как общая расчётная мощность всей вторичной обмотки получается в 2,2 раза больше мощности потребляемой нагрузкой.Особенности схемы;Так как за один период, в этой схеме работают обе половины вторичной обмотки по очереди, соответственно и вентили (диоды) тоже работают по очереди, то среднее значение тока через один вентиль (за период) здесь получается почти в два раза меньше, чем ток нагрузки. То есть например, если поставить в эту схему диоды с допустимым постоянным током на 5 Ампер, то снять с этого выпрямителя можно будет 7-8 Ампер без особого риска выхода из строя диодов, естественно обеспечив им необходимое охлаждение. Действующий же ток через вентиль и вторичную обмотку здесь будут в 1,1 раза больше тока нагрузки.Провод для вторичной обмотки в этой схеме, можно выбирать на 30-40% меньше по току (сечение), чем ток нагрузки, так как половины вторичной обмотки так же работают по очереди и среднее значение тока вторичной обмотки получается меньше тока нагрузки. Но лучше, если позволяют размеры трансформатора и возможности, мотать вторичку проводом соответствующего сечения с током нагрузки. Насчёт вынужденного намагничивания сердечника. Если сердечник трансформатора Ш-образный, броневой, и все обмотки размещены на одном каркасе, то вынужденного намагничивания сердечника здесь не будет.Если сердечник трансформатора стержневой и в конструкции трансформатора предусмотрены два каркаса, на которых размещены обмотки, и сетевая обмотка состоит из двух половин, размещённых на разных стержнях (ТС-180, ТС250), то вторичную обмотку в таких трансформаторах необходимо выполнять следующим образом;Каждая половина вторичной обмотки делится ещё раз пополам и наматывается на разных стержнях, потом всё соединяется последовательно, сначала четверти одной половины, затем другой. Как ниже на рисунке. Иначе будет намагничивание сердечника. Так как кенотроны обладают большим внутренним сопротивлением, то при выборе кенотронной схемы выпрямителя, напряжение вторичной обмотки (половины) выбирается в среднем примерно на 10-15% меньше планируемого выходного напряжения выпрямителя. Это ещё зависит от тока нагрузки. Чем больше ток нагрузки, тем меньше должна быть разница.Ещё запомните, что во всех выпрямителях и с кенотронами и с диодами, конденсаторы фильтра при отсутствии нагрузки, всегда заряжаются до амплитудного напряжения вторичной обмотки (UC = U2 x 1,41). Это учитывайте при выборе напряжения конденсаторов фильтра. Как примерно определить здесь, какая мощность добавится к общей мощности трансформатора? Не углубляясь глубоко в теорию, так как там очень много зависящих друг от друга факторов, можно поступить следующим образом; Зная расчётный ток нагрузки, умножаем его на 1,7 (схема с кенотронами), или на 1,6 (схема с диодами), потом полученный результат умножаем на напряжение нагрузки. Это будет приблизительный результат полученной мощности, которая добавится к общей мощности трансформатора. Большой ошибки здесь не будет. Мостовой выпрямитель, так же как и двухполупериодный, обладает гораздо лучшими параметрами, чем однополупериодный и немного получше КПД, чем у двухполупериодного. Поэтому это наиболее распространённая схема. Достоинства выпрямителя;Среднее значение тока через вентиль почти в два раза меньше тока нагрузки. Уровень пульсаций у этой схемы в 2 раза меньше по сравнению с однополупериодной схемой выпрямления. Емкость конденсатора при одинаковом с однополупериодной схемой коэффициенте пульсаций, может быть в 2 раза меньше. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника. Используется всего одна вторичная обмотка.Недостатки;Плохое использование трансформатора, так как приходится увеличивать расчётную мощность вторичной обмотки на величину амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, т.е. в 1,41 раз. Увеличенное число используемых вентилей (4) и необходимость их шунтирования резисторами, для выравнивания обратного напряжения на каждом их них. Хотя это уже не столь актуально при современном качестве их исполнения. Ещё в два раза большее падение напряжения, по сравнению с другими схемами, так как выпрямляемый ток проходит по двум вентилям последовательно. Но это заметно только при низком выходном напряжении и больших токах нагрузки.Особенности схемы;В этой схеме так же, как и в двухполупериодной, среднее значение тока через один вентиль (за период) получается почти в два раза меньше, чем ток нагрузки. То есть также можно использовать диоды с меньшим рабочим током (на 30-40%), чем ток нагрузки.А вот действующий ток вторичной обмотки всегда будет выше, чем ток нагрузки, минимум на 1,41. Поэтому провод для вторичной обмотки в этой схеме нужно выбирать в 1,5 раза больше по току (сечение), чем ток нагрузки. Почему, потому что выпрямитель всегда будет заряжать конденсатор фильтра до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, и от величины этого напряжения и подсчитывается мощность. А так, как по закону сохранения энергии она никуда не пропадает, то вторичной обмотки ничего не остаётся, как постоянно восполнять эту разницу. То есть у нас например вторичная обмотка имеет напряжение 14 Вольт. На конденсаторе фильтра будет напряжение около 20-ти Вольт. Нагрузили мы её током 0,5 Ампер. Мощность получилась 10 Вт. Значит и вторичка должна отдавать 10 Вт, а при выходном напряжении 14 Вольт это будет ток примерно 0,71 Ампера, то есть больше тока нагрузки в 1,41 раз. Вторичная обмотка в мостовой схеме выпрямителя, всегда будет отдавать энергию на заряд конденсатора до амплитудного значения напряжения, а нагрузка разряжать его. То есть это как повышающий преобразователь, где низковольтная часть - это вторичная обмотка, а высоковольтная - конденсатор фильтра. Поэтому и ток вторичной обмотки всегда будет выше тока нагрузки на эту разницу напряжений, то есть минимум в 1,41 раз. Например нашли Вы трансформатор с выходным напряжением 24 Вольта и током нагрузки 5 Ампер (120 Вт). Собрали линейный регулируемый блок питания, подключили к нему нагрузку 12 Вольт и током потребления 5 Ампер (60 Вт). Вроде всё нормально должно быть. Погоняли с полчаса-час, запахло палёным, потрогали трансформатор - обожглись. Как так? Давайте проверим что у нас было с трансформатором;Ток нагрузки 5 Ампер, напряжение на конденсаторе фильтра в режиме ХХ будет 24х1,41=33,84 Вольта. Мощность потребляемая нагрузкой будет 33,84х5=169,2 Вт, притом это не зависит от выходного напряжения Вашего БП, хоть 5 Вольт, хоть 25. Остальная мощность просто потеряется на регулирующем транзисторе.И вот оказывается, что в течении часа наш транс отдавал мощность нагрузке 170 Вт!!!, хотя его мощность 120. Вывод; Для схемы мостового выпрямителя, сечение провода вторичной обмотки необходимо выбирать на 50% или в 1,5 раза больше планируемого тока нагрузки для обеспечения нормальных условий работы трансформатора, или же выбирать трансформатор для своей конструкции с током вторичной обмотки выше планируемого на такую же величину, так как ток нагрузки на трансформаторах указан для активной нагрузки. Ну и соответственно мощность вторичной обмотки подсчитывается так: Ток нагрузки умножаем на напряжение вторичной обмотки и полученный результат умножаем на 1,5. Схема удвоения напряжения, тоже довольно часто применяется на практике. Схема состоит из двух однополупериодных выпрямителей, включенных последовательно и работающих на общую нагрузку. Особенностью данной схемы является то, что в одном полупериоде от вторичной обмотки “заряжается” один конденсатор, а во втором полупериоде от той же обмотки – другой. Поскольку конденсаторы включены последовательно, то результирующее напряжение на обоих конденсаторах (на нагрузке) в два раза выше, чем можно получить от той же вторичной обмотки в схеме с однополупериодным выпрямителем. То есть максимальное выходное напряжение ХХ выпрямителя равно U2 х 2,82 , почти в три раза больше напряжения вторичной обмотки. Достоинства выпрямителя;Вторичную обмотку трансформатора можно рассчитывать на значительно меньшее напряжение. Отсутствует вынужденное намагничивание сердечника. Используется всего одна вторичная обмотка.Недостатки;Большая зависимость выходного напряжения от тока нагрузки. Значительные токи через вентили выпрямителя и вторичную обмотку. Уровень пульсаций значительно выше, чем в схемах двухполупериодных выпрямителей.Особенности схемы;Схемы эти на практике применяются для получения высоких напряжений при малых токах нагрузки. Например вполне можно использовать такую схему для питания анодных цепей в маломощных ламповых усилителях, если нет подходящего трансформатора а перематывать лень, в предварительных каскадах мощных ламповых усилителях, сеточных цепей, и т.д.. Пульсации на нагрузке здесь такие же, как в мостовой или двухполупериодной схеме выпрямителей. Ток протекающий через вентиль соответствует току нагрузки. Обратное напряжение на вентиль равно амплитудному значению напряжения вторичной обмотки. Действующий ток вторичной обмотки здесь больше тока нагрузки почти в три раза (2,82). Мощность вторичной обмотки подсчитывается так, ток нагрузки умножаем на 2,9 и полученный результат умножаем на напряжение вторичной обмотки. Сечение провода вторичной обмотки для этой схемы, выбирается по току в три раза больше, чем ток потребляемый нагрузкой. Почему так, теперь Вы сами вполне сможете догадаться. Если напряжение ХХ вторичной обмотки например 10 Вольт, то при положительном полупериоде конденсатор С1 здесь зарядится до какого напряжения? Правильно, до 14,1 вольта (до амплитудного значения напряжения вторичной обмотки, которое больше действующего в 1,41 раз). При отрицательном полупериоде конденсатор С2 так же зарядится до 14,1 вольт. Какое будет итоговое напряжение на нагрузке (R), 28,2 Вольта, то есть в 2,82 раза больше напряжения вторичной обмотки. Отсюда и вторичке ничего не остаётся, как всё время компенсировать эту разницу. Удачи Вам в конструировании! Список литературы; vprl.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.ru Прежде чем решать вопрос, как рассчитать мощность трансформатора, необходимо, хотя бы в общих чертах, иметь представление об этом устройстве. Классический трансформатор состоит из электромагнитного статического аппарата, в котором содержится две или более обмоток. Этот прибор преобразует переменный ток одного значения напряжения в переменный ток с другим напряжением. Данное преобразование осуществляется с помощью переменного магнитного поля. При помощи трансформаторов, электрическая энергия может передаваться на значительные расстояния и, затем, распределяться между принимающими устройствами. Кроме того, автотрансформаторы являются неотъемлемой частью многих электронных устройств. В трансформаторных катушках органично сочетаются обмотки совместно с системами изоляции, которые обеспечивают нормальный режим работы устройства в условиях определенной среды. Для изготовления обмоток используются изолированные провода, а сами катушки изолированы от магнитопровода. Кроме того, предусмотрена изоляция между слоями, а также наружная изоляция катушек. Чтобы рассчитать мощность трансформатора, необходимо учитывать следующие факторы, являющиеся исходными данными для расчетов: Мощность трансформаторов рассчитывается, также, с учетом их целевого предназначения: electric-220.ru Наверное, не нужно рассказывать о важности такого устройства как трансформатор. А вот о том, как его выбрать, пожалуй, будет полезно узнать. Существуют разнообразные методики, но наиболее популярной является выбор силовых трансформаторов по мощности. Трансформаторы бывают сухими и масляными, при этом масляные распространены и применяются гораздо шире. В двухтрансформаторных станциях используются объекты третьей категории надежности, в однотрансформаторных, соответственно, — первой и второй. При выборе мощности обязательно учитывается перегрузочная способность трансформатора при работе в аварийном и плановом режиме. В таблице ниже можно посмотреть коэффициенты работы трансформатора в разных режимах. Оговоримся, что для сухих максимальный коэффициент не может быть больше 1,2. Для выбора мощности трансформатора следует сравнить полную планируемую мощность объекта (кВА) с возможными интервалами допустимой нагрузки трансформаторов в плановом и аварийном режимах и для разных потребителей. А теперь вспомним устройство трансформатора. Он представляет собой сердечник, у которого есть 2 катушки. У каждой катушки есть обмотка, они носят названия «первичная» и «вторичная». При прохождении переменного тока между обмотками и его преобразования и происходит распределение электроэнергии. При этом можно определить коэффициент трансформации, который определяется как отношение числа витков первичной обмотки ко вторичной (его обозначают как К). Процесс ручного расчета мощности трансформатора достаточно трудоемкий, но вполне выполнимый, если у вас возникла в этом потребность. Сперва рассчитывается мощность для каждой обмотки как произведение напряжения и силы тока каждой обмотки. Формула будет выглядеть так: Рх – мощность обмотки в вольтах,Iх — сила тока в амперах;Uх – напряжение обмотки в вольтах. Чтобы рассчитать общую мощность трансформатора, нужно сложить мощности обмоток и умножить на коэффициент, который позволяет учесть возможные потери в трансформаторе и принимается равным 1,25. При помощи полученного значения мощности трансформатора можно рассчитать величину сечения сердечника в квадратных сантиметрах по этой формуле:А при помощи следующей формулы рассчитывается число витков на один вольт напряжения:Теперь рассчитываем количество витков каждой обмотки. Для первичной вот по такой формуле: А для остальных по следующей: Для определения диаметра провода обмотки используется стандартная формула: I — это сила тока в амперах в обмотке; d — собственно, диаметр провода в миллиметрах.Отношением общей мощности трансформатора к напряжению в первичной обмотке определяется сила тока в ней. Также, если вы рассчитываете заняться сборкой трансформатора самостоятельно, вам понадобится такая величина как типоразмер пластин сердечника. Он рассчитывается по формуле: Dх – это величина диаметров проводов обмотки в миллиметра,nх — общее количество витков обмотки. По результату следует выбрать пластину так, чтобы ваша обмотка поместилась в ее окне. Так как трансформатор – статичное устройство, в нем не бывает потерь, связанных с плохой работы механики. Потери могут возникать в обмотках или иных составляющих устройства при отличающихся режимах его работы и это потери в активной мощности системы. Один из основных видов таких потерь – это основные потери, возникающие в обмотках трансформатора. При передаче электромагнитного импульса между первичной и вторичной обмотками в них возникает ток (соответственно, I1 и I2). При этом происходит потеря мощности, которая рассчитывается по формуле: Рнагр = I21r1 + I22r2,(r1, r2 — это величины сопротивления обмоток) Потери находятся в зависимости и от мощности, которая нужна потребителю электроэнергии. Соответственно, если фактически потребляемая мощность составляет, например, 0,75 от номинальной, то и потери составят 0,75*0,75=0,5625. Так как фактическое потребление электроэнергии в разное время суток различно, то и потери могут очень значительно колебаться. Кроме того, в обмотках бывают еще так называемые добавочные потери. Дело в том, что помимо названных токов, возникают еще токи, не выходящие за пределы обмотки, — внутри проводов (вихревые) и между ветвями обмотки, идущими параллельно (циркулирующие). Поэтому при расчете потерь обмотки для получения реальной величины рекомендуется сложить все три показателя: ток нагрузки, циркулирующий и вихревой. Помимо названных, в конструкции трансформатора могут возникать и другие виды потерь, снижающие его эффективность (например, в стенках его бака или в прессующих кольцах). Поэтому для расчета общей суммы потерь используется суммирование всех потерь: активной мощности, нагрузочных и добавочных. Еще один вид потерь возникает при работе трансформатора в режиме холостого хода и так и называется «потери холостого хода». Потери в этом случае возникают в магнитопроводе, они являются постоянными и присутствуют при любой нагрузке транформатора. Рассчитываются по формуле:Р0=Рм+I20r1, в которой r1 — это активное сопротивление первичной обмотки, Рм – потери в магнитопроводе. Колпинский металлообрабатывающий завод КМЗ оснащенный самым современным высокотехнологичным сварочным оборудованием немецкой компании EWM, предоставляет клиентам широкий спектр услуг по сварочным работам различной степени сложности, в том числе сварка меди. ( kmz-laser.ru/svarka-medi.html) jelektro.ru
Автор: admin, 11 Авг 2013
Очень часто для питания радиолюбительских конструкций или для питания готовых устройств требуется понижающий трансформатор. Точный расчёт силового трансформатора очень сложен, но для приблизительного расчёта можно воспользоваться упрощёнными формулами. В этой статье рассмотрим как рассчитать трансформатор, собранный на наиболее часто встречающемся магнитопроводе из Ш-образных пластин. Для расчёта трансформатора нам нужно знать: желаемое напряжение на вторичной обмотке и ток нагрузки. Ели ток нагрузки не известен, но известна его мощность, то вычислить ток не составит труда — нужно мощность поделить на напряжение на вторичной обмотке. I2 = 1,5*Iн, где P2 = U2*I2, где Если необходимо несколько вторичных обмоток, то считаем мощность каждой обмотки, а затем складываем мощности всех вторичных обмоток и подставляем в следующую формулу. Pт = 1,25*P2, где I1 = Pт/U1, где S = 1,3*√ Pт, где Следует заметить, что магнитопровод нужно подбирать так, чтобы отношение ширины сердечника (центральной пластины) магнитопровода к толщине набора было в пределах 1 ÷ 2. W1 = 50*U1/S, где W2 = 55* U2/S, где d = 0,632*√ I, где Расчёт приведён для медного провода. После подбора пластин магнитопровода следует проверить влезет ли провод на каркас трансформатора. Sо = 50*Pт, где Если площадь окна подобранного магнитопровода больше или равна вычисленной, то провод влезет. Пластины магнитопровода нужно собирать вперекрышку, как это показано на рисунке вверху. Магнитопровод следует стянуть обоймой или шпильками с гайками, шпильки необходимо обернуть бумагой или другим изоляционным материалом, чтобы шпильки не замыкали пластины. Если магнитопровод плохо стянут, то он будет гудеть. Провода следует наматывать равномерно и плотно(иначе могут не влезть). Между каждым рядом надо прокладывать тонкую бумагу или лавсановую плёнку в 1-2 слоя и 3-4 слоя между обмотками. Для удобства намотки можно сделать простое приспособление, показанное на рисунке: Приспособление для намотки трансформатора Состоит устройство из двух фанерных стоек, закреплённых на общем основании и вставленного в них металлического прутка, с одного конца изогнутого в виде ручки. Одной рукой крутим ручку, второй направляем провод, катушку с проводом можно наподобие разместить ещё на одном прутке, но уже без ручки.
Рубрики: Полезные устройства
Метки: своими руками, электричество, электроприборы
elektricvdome.ru Для изготовления трансформаторных блоков питания необходим силовой однофазный трансформатор, который понижает переменное напряжение электросети 220 вольт до необходимых 12-30 вольт, которое затем выпрямляется диодным мостом и фильтруется электролитическим конденсатором. Эти преобразования электрического тока необходимы, поскольку любая электронная аппаратура собрана на транзисторах и микросхемах, которым обычно требуется напряжение не более 5-12 вольт. Чтобы самостоятельно собрать блок питания. начинающему радиолюбителю требуется найти или приобрести подходящий трансформатор для будущего блока питания. В исключительных случаях можно изготовить силовой трансформатор самостоятельно. Такие рекомендации можно встретить на страницах старых книг по радиоэлектронике. Но в настоящее время проще найти или купить готовый трансформатор и использовать его для изготовления своего блока питания. Полный расчёт и самостоятельное изготовление трансформатора для начинающего радиолюбителя довольно сложная задача. Но есть иной путь. Можно использовать бывший в употреблении, но исправный трансформатор. Для питания большинства самодельных конструкций хватит и маломощного блока питания, мощностью 7-15 Ватт. Если трансформатор приобретается в магазине, то особых проблем с подбором нужного трансформатора, как правило, не возникает. У нового изделия обозначены все его главные параметры, такие как мощность. входное напряжение. выходное напряжение. а также количество вторичных обмоток, если их больше одной. Но если в ваши руки попал трансформатор, который уже поработал в каком-либо приборе и вы хотите его вторично использовать для конструирования своего блока питания? Как определить мощность трансформатора хотя бы приблизительно? Мощность трансформатора весьма важный параметр, поскольку от него напрямую будет зависеть надёжность собранного вами блока питания или другого устройства. Как известно, потребляемая электронным прибором мощность зависит от потребляемого им тока и напряжения, которое требуется для его нормальной работы. Ориентировочно эту мощность можно определить, умножив потребляемый прибором ток (Iн на напряжение питания прибора (Uн ). Думаю, многие знакомы с этой формулой ещё по школе. Рассмотрим определение мощности трансформатора на реальном примере. Тренироваться будем на трансформаторе ТП114-163М. Это трансформатор броневого типа, который собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Стоит отметить, что трансформаторы такого типа не самые лучшие с точки зрения коэффициента полезного действия (КПД ). Но радует то, что такие трансформаторы широко распространены, часто применяются в электронике и их легко найти на прилавках радиомагазинов или же в старой и неисправной радиоаппаратуре. К тому же стоят они дешевле тороидальных (или, по-другому, кольцевых) трансформаторов, которые обладают большим КПД и используются в достаточно мощной радиоаппаратуре. Итак, перед нами трансформатор ТП114-163М. Попробуем ориентировочно определить его мощность. За основу расчётов примем рекомендации из популярной книги В.Г. Борисова «Юный радиолюбитель». Для определения мощности трансформатора необходимо рассчитать сечение его магнитопровода. Применительно к трансформатору ТП114-163М, магнитопровод – это набор штампованных Ш-образных и прямых пластин выполненных из электротехнической стали. Так вот, для определения сечения необходимо умножить толщину набора пластин (см. фото) на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины. При вычислениях нужно соблюдать размерность. Толщину набора и ширину центрального лепестка лучше мерить в сантиметрах. Вычисления также нужно производить в сантиметрах. Итак, толщина набора изучаемого трансформатора составила около 2 сантиметров. Далее замеряем линейкой ширину центрального лепестка. Это уже задача посложнее. Дело в том, что трансформатор ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас. Поэтому центральный лепесток Ш-образной пластины практически не видно, он закрыт пластиной, и определить его ширину довольно трудно. Ширину центрального лепестка можно замерить у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Первая пластина не дополняется прямой пластиной и поэтому виден край центрального лепестка Ш-образной пластины. Ширина его составила около 1,7 сантиметра. Хотя приводимый расчёт и является ориентировочным. но всё же желательно как можно точнее проводить измерения. Перемножаем толщину набора магнитопровода (2 см .) и ширину центрального лепестка пластины (1,7 см .). Получаем сечение магнитопровода – 3,4 см 2. Далее нам понадобиться следующая формула. где S — площадь сечения магнитопровода; Pтр — мощность трансформатора; 1,3 — усреднённый коэффициент. После нехитрых преобразований получаем упрощённую формулу для расчёта мощности трансформатора по сечению его магнитопровода. Вот она. Подставим в формулу значение сечения S = 3,4 см 2. которое мы получили ранее. В результате расчётов получаем ориентировочное значение мощности трансформатора 7 Ватт. Такого трансформатора вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для монофонического усилителя звуковой частоты на 3-5 ватт, например, на базе микросхемы усилителя TDA2003. Вот ещё один из трансформаторов. Маркирован как PDPC24-35. Это один из представителей трансформаторов — «малюток». Трансформатор очень миниатюрный и, естественно, маломощный. Ширина центрального лепестка Ш-образной пластины составляет всего 6 миллиметров (0,6 см.). Толщина набора пластин всего магнитопровода – 2 сантиметра. По формуле мощность данного мини-трансформатора получается равной около 1 Вт. Данный трансформатор имеет две вторичные обмотки, максимально допустимый ток которых достаточно мал, и составляет десятки миллиампер. Такой трансформатор можно использовать только лишь для питания схем с малым потреблением тока. Типы магнитопроводов силовых трансформаторов. Магнитопровод низкочастотного трансформатора состоит из стальных пластин. Использование пластин вместо монолитного сердечника уменьшает вихревые токи, что повышает КПД и снижает нагрев. Магнитопроводы вида 1, 2 или 3 получают методом штамповки.Магнитопроводы вида 4, 5 или 6 получают путём навивки стальной ленты на шаблон, причём магнитопроводы типа 4 и 5 затем разрезаются пополам. 1, 4 – броневые,2, 5 – стержневые,6, 7 – кольцевые. Чтобы определить сечение магнитопровода, нужно перемножить размеры «А» и «В». Для расчётов в этой статье используется размер сечения в сантиметрах. Трансформаторы с витыми стержневым поз.1 и броневым поз.2 магнитопроводами. Трансформаторы с штампованными броневым поз.1 и стержневым поз.2 магнитопроводами. Трансформаторы с витыми кольцевыми магнитопроводами. Как определить габаритную мощность трансформатора. Габаритную мощность трансформатора можно приблизительно определить по сечению магнитопровода. Правда, ошибка может составлять до 50%, и это связано с рядом факторов. Габаритная мощность напрямую зависит от конструктивных особенностей магнитопровода, качества и толщины используемой стали, размера окна, величины индукции, сечения провода обмоток и даже качества изоляции между отдельными пластинами. Чем дешевле трансформатор, тем ниже его относительная габаритная мощность.Конечно, можно путём экспериментов и расчетов определить максимальную мощность трансформатора с высокой точностью, но смысла большого в этом нет, так как при изготовлении трансформатора, всё это уже учтено и отражено в количестве витков первичной обмотки.Так что, при определении мощности, можно ориентироваться по площади сечения набора пластин проходящего через каркас или каркасы, если их две штуки. P = B * S² / 1,69 Где:P – мощность в Ваттах,B – индукция в Тесла,S – сечение в см²,1,69 – постоянный коэффициент. Сначала определяем сечение, для чего перемножаем размеры А и Б. S = 2,5 * 2,5 = 6,25 см² Затем подставляем размер сечения в формулу и получаем мощность. Индукцию я выбрал 1,5Tc, так как у меня броневой витой магнитопровод. P = 1,5 * 6,25² / 1,69 = 35 Ватт Если требуется определить необходимую площадь сечения манитопровода исходя из известной мощности, то можно воспользоваться следующей формулой: S = ²√ (P * 1,69 / B) Нужно вычислить сечение броневого штампованного магнитопровода для изготовления трансформатора мощностью 50 Ватт. S = ²√ (50 * 1,69 / 1,3) = 8см² О величине индукции можно справиться в таблице. Не стоит использовать максимальные значения индукции, так как они могут сильно отличаться для магнитопроводов различного качества. Максимальные ориентировочные значения индукции. КАК РАССЧИТАТЬ ПОНИЖАЮЩИЙ ТРАНСФОРМАТОР. В домашнем хозяйстве бывает необходимо оборудовать освещение в сырых помещениях: подвале или погребе и т.д. Эти помещения имеют повышенную степень опасности поражения электрическим 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 . В качестве примера давайте рассчитаем и изготовим однофазный силовой трансформатор 220/36 вольт.Для освещения таких помещений подойдет электрическая лампочка на 36 Вольт и мощностью 25 — 60 Ватт. Такие лампочки с цоколем под стандартный патрон продаются в магазинах электро-товаров. Если вы найдете лампочку другой мощности, например на 40 ватт. нет ничего страшного — подойдет и она. Просто наш трансформатор будет выполнен с запасом по мощности. СДЕЛАЕМ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА 220/36 ВОЛЬТ. Мощность во вторичной цепи: Р2 = U2 • I2 = 60 ватт Где:Р2 – мощность на выходе трансформатора, нами задана 60 ватт ;U2 — напряжение на выходе трансформатора, нами задано 36 вольт ;I2 — ток во вторичной цепи, в нагрузке. КПД трансформатора мощностью до 100 ватт обычно равно не более &#&51; = 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: Р1 = Р2 / &#&51; = 60 / 0,8 = 75 ватт. Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в магнитопроводе. Поэтому от значения Р1. мощности потребляемой от сети 220 вольт. зависит площадь поперечного сечения магнитопровода S. Магнитопровод – это сердечник Ш – образной или О – образной формы, набранный из листов трансформаторной стали. На сердечнике будет располагаться каркас с первичной и вторичной обмотками. Площадь поперечного сечения магнитопровода рассчитывается по формуле: Где:S — площадь в квадратных сантиметрах,P1 — 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: 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 = U1 • w = 220 • 4.8 = 1056 витка. Число витков во вторичной обмотке на 36 вольт: W2 = U2 • 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: I1 = P1 / U1 = 75 / 220 = 0,34 ампера. Ток во вторичной обмотке трансформатора: I2 = P2 / U2 = 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: Для первичной обмотки диаметр провода будет: d1 = 0,8 √I 1 = 0,8 √0,34 = 0,8 * 0,58 = 0,46 мм. Возьмем 0,5 мм. Диаметр провода для вторичной обмотки: d2 = 0,8 √I 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: 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 поперечного 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. Программа для расчета силовых трансформаторов Trans50Hz v.3.7.0.0. При проектировании трансформаторов основным параметром является его мощность. Именно она определяет габариты трансформатора. При этом основным определяющим фактором будет полная мощность, отдаваемая в нагрузку: Для трансформатора с большим количеством вторичных обмоток полную мощность можно определить, просуммировав мощности, потребляемые нагрузками, подключенными ко всем его обмоткам: При полностью резистивной нагрузке (отсутствие индуктивной и емкостной составляющей в токе) потребляемая мощность активна и равна отдаваемой мощности S2. При расчете трансформатора важным параметром является типовая или габаритная мощность трансформатора. В этом параметре кроме полной мощности учитывается мощность, потребляемая трансформатором от сети по первичной обмотке. Типовая мощность трансформатора вычисляется следующим образом: Определим типовую мощность для трансформатора с двумя обмотками. Полная мощность первичной обмотки S1 = U1I1. где U1. I1 — действующие значения напряжения и тока Именно этой мощностью определяются габариты первичной обмотки. При этом число витков первичной обмотки трансформатора зависит от входного напряжения, сечение провода от протекающего по ней максимального тока (действующее значение). Габаритная мощность трансформатора определяет необходимое сечение сердечника sс. Ее можно рассчитать следующим образом: Напряжение на первичной обмотке трансформатора можно определить из выражения U1 = 4kфW1fsBm. где s – площадь сечения сердечника магнитопровода, определяемая как произведение ширины сердечника на его толщину. Эквивалентная площадь сечения сердечника трансформатора обычно меньше и зависит от толщины пластин или ленты и расстояния между ними, поэтому при расчете трансформатора вводится коэффициент заполнения сердечника, который определяется как отношение эквивалентной площади сечения сердечника магнитопровода к его геометрической площади . Его значение обычно равно kc = 1. 0,5 и зависит от толщины ленты. Для прессованных сердечников (изготовленных из феррита, альсифера или карбонильного железа) kc = 1. Таким образом, s = kcsc и выражение для напряжения первичной обмотки трансформатора принимает следующий вид: Аналогичное выражение можно записать и для вторичной обмотки. В трансформаторе с двумя обмотками мощность первичной обмотки и типовая мощность трансформатора равны. Мощность первичной обмотки можно определить по следующему выражению: При этом типовая мощность трансформатора будет рассчитываться по следующей формуле: Отношение тока в проводе обмотки к его сечению называется плотностью тока. В правильно рассчитанном трансформаторе плотность тока во всех обмотках одинакова: Заменим токи I1 = jsобм1 и I2 = jsобм2. тогда сумма в скобках выражения (7) может быть записана следующим образом: W1I1 + W2I2 =. j (sобм1W1 + sобм2W2 ) = jsм. где sм — сечение всех проводников (меди) в окне сердечника трансформатора. На рисунке 1 приведена упрощенная конструкция трансформатора, где отчетливо видны площадь сердечника sс. площадь окна магнитопровода sок и площадь, занимаемая проводниками первичной и вторичной обмоток sм. Рисунок 1 Упрощенная конструкция трансформатора Введём коэффициент заполнения окна медью . Его величина находится в пределах kм = 0,15. 0,5 и зависит от толщины изоляции проводов, конструкции каркаса обмоток, межслойной изоляции, способа намотки провода. Тогда jsм = jkмsок и выражение для типовой мощности трансформатора можно записать следующим образом: Из выражения (9) следует, что типовая мощность определяется произведением sсsок. При увеличении линейного размера трансформатора в m раз, его объём (масса) увеличится в m³ раз, а мощность возрастёт в m 4 раз. Поэтому, удельные массо-габаритные показатели трансформаторов улучшаются с увеличением номинальной мощности. С этой точки зрения предпочтительны многообмоточные трансформаторы по сравнению с несколькими двухобмоточными. При разработке конструкции трансформаторов стараются увеличить коэффициент заполнения окна сердечника обмотками, так как при этом возрастает значение номинальной мощности Sтип. Для достижения этой цели применяются обмоточные проводники с прямоугольным сечением. Следует отметить, что при практических расчетах формулу (9) преобразуют к более удобному виду. При расчете трансформатора по заданной мощности на нагрузке исходя из выражения (10) определяется произведение sсsок. Затем по справочнику выбирается конкретный тип и размер магнитопровода трансформатора, у которого этот параметр будет больше или равен рассчитанному значению. Затем приступают к расчету количества витков в первичной и вторичной обмотках. Рассчитывают диаметр провода и проверяют, помещаются ли обмотки в окне магнитопровода. Вместе со статьей «Мощность трансформатора» читают: Электрический аппарат — трансформатор используется для преобразования поступающего переменного напряжения в другое — исходящее, к примеру: 220 В в 12 В (конкретно это преобразование достигается использованием понижающего трансформатора). Прежде чем разбираться с тем, как рассчитать трансформатор, вы в первую очередь должны обладать знаниями о его структуре. Простейший трансформатор является компоновкой магнитопровода и обмоток 2-х видов: первичной и вторичной, специально намотанных на него. Первичная обмотка воспринимает подающееся переменное напряжение от сети (н-р: 220 В), а вторичная обмотка, посредством индуктивной связи создает другое переменное напряжение. Разность витков в обмотках влияет на выходное напряжение. Если вам необходимо определить мощность трансформатора, который потребуется для конкретных целей, то нужно суммировать мощность установленных энергопотребляющих приборов с 20%-ми, для того, чтобы он имел запас. Например, если у вас имеется 10м светодиодной полосы, потребляющей 48 ватт, то вам необходимо к этому числу прибавить 20%. Получится 58 ватт – минимальная мощность трансформатора, который нужно будет установить. Основной характеризующей чертой трансформатора является коэффициент трансформации, который указывает, насколько изменятся основные параметры тока, вследствие его прохождения через это устройство. Если коэффициент трансформации превышает 1, значит, трансформатор является понижающим, а если меньше этого показателя, то повышающим. Ещё больше интересного 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. sovetskyfilm.ru Как рассчитать трансформатор 220/36 вольт. Формула мощность трансформатора
Расчет трансформатора — правила, формулы и пример
Немного теории
ВИды магнитопроводов у трансформаторов
Броневые, тороидальный и стержневой трансформаторыВыбор магнитопровода
Расчетные данные ряда трансформаторов броневого типаПример расчета
Таблица
Расчетные данные ряда трансформаторов стержневого типа
Формула
ФормулаОсобенности работы выпрямителей, или как правильно рассчитать мощность силового трансформатора - Начинающим - Теория
Работа выпрямителя на активную нагрузку.
Однополупериодный выпрямитель.
Двухполупериодный выпрямитель.
Мостовая схема выпрямителя.
Работа выпрямителя на нагрузку с ёмкостной реакцией.
Однополупериодный выпрямитель.
Двухполупериодный выпрямитель.
Мостовой выпрямитель.
Схема удвоения напряжения.
расчет силового 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.Как рассчитать мощность трансформатора
Составные части трансформатора
Исходные данные для расчетов
Расчет трансформатора питания
Мощность силового трансформатора
Выбор силового трансформатора по мощности и расчет мощностиМощности силовых трансформаторов таблица
Коэффициент допустимой перегрузки для масляного трансформатора Коэффициент загрузки масляного трансформатора в плановом режиме Для 2хтрансформаторной подстанции Для 3хтрансформаторной подстанции 1,0 0,5 0,666 1,1 0,55 0,735 1,2 0,6 0,8 1,3 0,65 0,86 1,4 0,7 0,93 
Потери мощности в силовых трансформаторах
Расчёт трансформатора | Электрик в доме
1. Расчёт тока вторичной обмотки
2. Определение мощности, потребляемой от вторичной обмотки
3. Определение мощности трансформатора
4. Расчёт тока первичной обмотки
5. Определение необходимого сечения сердечника магнитопровода
6. Расчёт числа витков в первичной обмотке
7. Расчёт числа витков во вторичной обмотке
8. Определение диаметров проводов обмоток трансформатора
9. Проверка заполняемости окон магнитопровода
Рекомендации по сборке и намотке трансформатора
Будет интересно почитать:
Как рассчитать мощность трансформатора — sovetskyfilm.ru
Определение мощности силового трансформатора
Как узнать мощность трансформатора?
Расчет ш-образного трансформатора
Как рассчитать мощность трансформатора
Как рассчитать трансформатор тока
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
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: