Содержание
Тороидальный трансформатор: все, что вам нужно знать об этом компоненте
трансформаторы (как тороидальный трансформатор) Компоненты широко используется во многих устройствах. Особенно в тех, которые используют постоянный ток, поскольку они позволяют перейти от высоких напряжений электрической сети, к которой эти устройства подключены, к более низким напряжениям, при которых они обычно работают (12 В, 5 В, 3.3 В …), а затем преобразуются из переменного тока. в CC, используя остальные этапы блок питания.
Его важность такова, что вы должны знать как это работает этот тип трансформаторов и их применение, а также где и как вы можете купить один из них для своих проектов и т. д. Все сомнения разрешит это руководство …
Индекс
- 1 Что такое трансформатор?
- 2 Что такое тороидальный трансформатор?
- 2.1 приложений
- 2.2 Преимущества и недостатки
- 3 Где купить тороидальный трансформатор
Что такое трансформатор?
Un трансформатор Это элемент, позволяющий переходить от напряжения переменного тока к другому.
Он также может преобразовывать силу тока. В любом случае он всегда будет сохранять неизменными значения частоты и мощности сигнала. То есть isofrequency и isopower …
Этот последний параметр неверен, это было бы в идеальном теоретическом преобразователе, поскольку на практике есть потери в виде тепла, одна из самых больших проблем этих компонентов. Вот почему он перешел от использования твердых железных сердечников к их ламинированию (листы кремнистой стали с изоляцией между ними) для уменьшения вихревых токов или паразитных токов.
Для достижения своей цели электричество, поступающее через входную обмотку, преобразуется в магнетизм за счет обмотки и металлического сердечника. Затем магнетизм, протекающий через металлический сердечник, будет индуцировать ток или электромагнитную силу во вторичной обмотке, чтобы обеспечить указанный ток на ее выходе. Конечно, токопроводящий провод обмоток имеет своего рода изоляционный лак, поэтому, хотя они намотаны, они не контактируют друг с другом.
Чтобы преобразовать одно напряжение в другое, нужно поиграть с количеством витков или витков медного провода в первичной и вторичной обмотке. В соответствии Закон Ленца, ток должен быть переменным, чтобы произошло такое изменение магнитного потока, поэтому трансформатор не может работать с постоянным током.
Как вы можете видеть на изображении выше, отношения Между катушками напряжение и интенсивность очень просты. Где N — количество витков обмотки (P = первичная, S = вторичная), а V — напряжение (P = приложенное к первичной обмотке, S = выход вторичной обмотки) или I, равное току …
По пример, Представьте, что у вас есть трансформатор с 200 спиралями в первичной и 100 спиралями во вторичной. На него подается входное напряжение 200 В. Какое напряжение появится на выходе вторички? Очень простой:
200/100 = 220 / В
2 = 220 / в
v = 220/2
v = 110 В
То есть он преобразует вход 220 В в 110 В на выходе. Но если количество витков в первичной и вторичной обмотке поменять местами, произойдет обратное. Например, представьте, что к первичной обмотке приложено такое же первичное напряжение 220 В, но первичная обмотка имеет 100 витков, а вторичная — 200 витков. К инвестировать это:
100/200 = 220 / В
0.5 = 220 / в
v = 220/0.5
v = 440 В
Как видите, в этом случае напряжение увеличивается вдвое …
Что такое тороидальный трансформатор?
Все, что сказано об обычном трансформаторе, также применимо к тороидальный трансформатор, хотя у этого есть некоторые другие функции, а также некоторые преимущества. Но принцип работы и расчеты помогут понять, как это работает.
В геометрии торид — это поверхность вращения, образованная многоугольником или простой замкнутой плоской кривой, которая вращается вокруг компланарной внешней линии, с которой не пересекается. То есть, проще говоря, это разновидность кольца, бублика или хула-хупа.
Тороидальный трансформатор гарантирует меньший поток утечки, а также потери из-за незначительные вихревые токи чем в обычном трансформаторе. Таким образом, они будут меньше нагреваться и будут более эффективными, а также будут более компактными благодаря своей форме.
Как и обычные трансформаторы, они могли иметь более двух обмоток, что приведет к одной и той же входной катушке и нескольким выходным катушкам, каждая из которых может преобразовываться в другое напряжение. Например, представьте, что их два: один от 220 до 110 В, а другой от 220 до 60 В, что очень удобно для тех источников питания, где требуется несколько разных напряжений.
В этом случае вместо генерации магнитное поле Внутри металлического сердечника квадратной формы в торе образуются концентрические окружности. Вне него поле будет нулевым, напряженность этого поля также будет зависеть от количества витков.
Еще одна особенность — поле это не единообразно, самый сильный у внутренней части кольца и самый слабый снаружи. Это означает, что поле будет уменьшаться с увеличением радиуса.
Отношения мощность входная и выходная мощность варьируются в зависимости от размера и условий работы, но почти всегда имеют тенденцию быть выше, чем у обычных трансформаторов. Кроме того, поскольку резистивные потери трансформатора обусловлены медным проводом катушек и потерями сердечника, а тороид имеет меньшие потери, он будет более эффективным, как я уже намекал ранее.
приложений
Лас- приложения или использования они аналогичны обычным трансформаторам. Тороидальный трансформатор обычно больше используется в секторе телекоммуникаций, музыкальных инструментов, медицинских устройств, усилителей и т. Д.
Преимущества и недостатки
Как всегда бывает, у тороидального трансформатора есть свои достоинства, но есть и недостатки. Между преимущества включают в себя:
- Они более эффективны.
- При той же индуктивности, что и у обычного соленоида, тороиду потребуется меньше витков, поэтому он более компактный.
- Имея ограниченное магнитное поле внутри них, они могут быть размещены рядом с другими электронными компонентами без помех от нежелательных индуктивностей.
Среди Недостатки являются:
- Их заводить сложнее, чем обычные.
- Также здесь сложнее настроиться.
Где купить тороидальный трансформатор
Вы можете найти их практически где угодно магазин электроники специализированный, или вы также можете получить его на Amazon. Например, вот несколько рекомендаций:
- Обычный трансформатор 220в на 24в.
- DollaTek 220В до 24В (двойной 12В, 12В)
- Sedlbauer от 230 В до 24 В (двойной 12 В + 12 В).
- Тектор от 230в до 12в
Как вы видели, они разные VA, 100ВА, 300ВА и др. Это значение относится к максимально допустимой нагрузке. И измеряется в вольтах на ампер.
Преимущества тороидальных трансформаторов перед обычными трансформаторами с шихтованными сердечниками
Компания TALEMA была основана в 1975г. в городе Мюнхен (Германия), имеет производство в Индии, офисы продаж в Ирландии и США.
В начале 1992 года TALEMA Group основала производство в Чешской республике, что привело к созданию в 2002 году компании NT Magnetics, которая стала основным заводом-изготовителем компонентов торговой марки TALEMA для всей Европы.
В настоящее время в NT Magnetics работает 140 человек (всего в Talema Group занято более 1000 работников). Компания специализируется на изготовлении тороидальных трансформаторов и компонентов на тороидальном сердечнике торговой марки TALEMA.
Преимущества тороидальных трансформаторов перед обычными трансформаторами с шихтованными сердечниками:
1. Качество
Продукция соответствует самым высоким стандартам и имеет много международных сертификатов и свидетельств, включая UL, EN, VDE , IEC, в том числе и ГОСТ-Р.
Контроль качества производится на протяжении всего процесса производства трансформаторов «Talema».
2. Меньший объём
Использование тороидальных трансформаторов с монтажными креплениями и клеммниками экономит до 50 % объёма, а применение тороидальных трансформаторов с простыми проволочными выводами экономит до 64 % занимаемого объёма по сравнению с традиционными трансформаторами.
При мощности до 1000 ВА можно использовать для крепления центральный клеммник или болт с гайкой, что обычно бывает достаточным и не требует применения дополнительного крепежа.
3. Меньший вес
Экономия до 50 % и более.
Таблица 1. Типовые весовые параметры
| Весовые параметры | ||||||||
| Размер, ВА | Вес (кг) | |||||||
| Шихтованные | Тороидальные | Экономия | % | Шихтованные | Тороидальные | Экономия | % | |
| Горизонтальный монтаж | Вертикальный монтаж | |||||||
| 200 | 3,5 | 2. 0 | 1,5 | 43.7 | 3,5 | 1,9 | 1,6 | 42.5 |
| 250 | 4,1 | 2,6 | 1,5 | 36.6 | 4,1 | 2,5 | 1,6 | 37.9 |
| 320 | 5,3 | 3,1 | 2,2 | 40.7 | 5,3 | 3,0 | 2,3 | 42.5 |
| 400 | 6,7 | 3,8 | 2,9 | 43.8 | 6,7 | 3,7 | 3,0 | 45.2 |
| 500 | 8,6 | 4,4 | 4,2 | 48.9 | 8,6 | 4,3 | 4,3 | 50.2 |
| 630 | 10,1 | 5,4 | 4,7 | 47.0 | 10,1 | 5,2 | 4,9 | 48.1 |
| 800 | 13,1 | 6,4 | 6,7 | 51. 0 | 13,1 | 6,3 | 6,8 | 51.9 |
| 1000 | 14,7 | 7,6 | 7,1 | 48.3 | 14,7 | 7,4 | 7,3 | 49.7 |
| 1500 | 18.0 | 10,8 | 7,2 | 40.0 | 18.0 | 10,7 | 7,3 | 40.6 |
| 2000 | 24.0 | 14,5 | 9,5 | 39.6 | 24.0 | 14,3 | 9,7 | 40.4 |
| 2500 | 27.0 | 17,1 | 9,9 | 37.7 | 27.0 | 16,9 | 10,1 | 37.3 |
| 3000 | 31.0 | 20,3 | 10,7 | 34.6 | 31.0 | 20,1 | 10,9 | 35.0 |
| 4000 | 40. 0 | 26.0 | 14.0 | 35.0 | 40.0 | 25,9 | 14,1 | 35.3 |
Тороидальный (кольцевой) сердечник имеет идеальную форму, позволяющую изготовить трансформатор с использованием минимального количества материалов. Все обмотки равномерно распределены по всей окружности сердечника, благодаря чему значительно уменьшается длина обмотки. Это ведёт к уменьшению сопротивления обмотки и повышению КПД.
В тороидальных трансформаторах возможно использование более высокой магнитной индукции, так как магнитный поток проходит в том же направлении, в каком ориентированы домены стали сердечника. Можно использовать более высокую плотность тока в проводах, так как вся поверхность сердечника позволяет эффективно охлаждать обмотки тороидального трансформатора. Потери в сердечнике весьма низки — типовое значение составляет 1,1 Вт при индукции 1,7 Тл и частоте 50/60 Гц. Низкий ток намагничивания обеспечивает отличные температурные характеристики тороидального трансформатора.
4. Более высокий коэффициент полезного действия
Тороидальные трансформаторы «Talema» изготавливаются из высококачественных материалов, что позволяет достичь более высокой магнитной индукции при низких потерях в сердечнике.
5. Экономия энергии
Достигает 86 % на холостом ходу и 36 % при работе под нагрузкой. Применение тороидальных трансформаторов «Talema» вместо обычных броневых трансформаторов обеспечивает существенную экономию энергии, как показано в таблице 2.
Таблица 2. Типовые потери в тороидальных трансформаторах
| Размер, ВА | Экономия энергии , Вт | |||||||
| Шихтованные | Тороидальные | Экономия | % | Шихтованные | Тороидальные | Экономия | % | |
| Потери без нагрузки | Потери при нагрузке (Uвх=230 В) | |||||||
| 63 100 | 4. 8 6.0 | 0.8 1.0 | 4.0 5.0 | 86.3 83.3 | 9,5 13.0 | 6.4 10.7 | 3.1 2.3 | 32.6 17.7 |
| 160 250 | 7.5 11.0 | 1,6 2.6 | 5.9 6.5 | 78.7 80.0 | 17.6 25.0 | 14.1 19.3 | 3.5 5.7 | 19.7 22.8 |
| 400 630 | 18.0 24.0 | 5,1 6.9 | 12.9 17.1 | 71.7 71.3 | 32.0 37.8 | 25.7 34.0 | 6.3 3.8 | 19.7 10.1 |
| 1000 1600 | 27.0 38.0 | 10.6 16.3 | 16.4 21.7 | 60.7 57.1 | 53.0 76.8 | 39.1 55.1 | 13.9 21.7 | 26.2 28.3 |
| 2500 4000 | 49. 0 70.0 | 26.0 39.5 | 23.0 30,5 | 46.9 43.6 | 100.0 140.0 | 70.7 90.0 | 29,3 50,0 | 29.3 35.7 |
Окупаемость применения тороидальных трансформаторов в составе различных приборов за счёт высокого КПД составляет 2-3 года. В современном мире, где учитывается каждый потребляемый Ватт мощности, применение тороидальных трансформаторов может быть преимуществом перед конкурентами.
6. Гибкость размеров
Тороидальные трансформаторы «Talema» предлагают высокую степень гибкости размеров в сравнении с обычными броневыми трансформаторами. Поскольку сердечники тороидальных трансформаторов изготавливаются на собственных заводах «Talema», это позволяет изготовить сердечник практически любого диаметра и высоты. Конструкторы «Talema» тесно сотрудничают с группой клиентских проектов и могут «на заказ» спроектировать тороидальный трансформатор так, чтобы он точно входил в ограниченное пространство, что, как правило, невозможно при использовании обычных трансформаторов.
7. Простой монтаж
Стандартный монтаж трансформаторов мощностью до 1 кВА осуществляется посредством одной центрирующей металлической шайбы и монтажного болта или клеммника, проходящего сквозь центральное отверстие тороидального трансформатора, что обеспечивает быстрый и простой монтаж. Другие способы монтажа:
— заливка компаундом центрального отверстия с латунными втулками
— помещение в пластмассовый или металлический корпус с последующей заливкой компаундом
— монтажные рейки (мощность от 200 ВА до 7,5 кВА)
— исполнение для монтажа на печатные платы
Для облегчения замены обычных трансформаторов тороидальными, группа «Talema» разработала серию монтажных креплений, позволяющих устанавливать тороидальный трансформатор на место, которое ранее занимал обычный трансформатор. Возможно изготовление специальных креплений трансформатора, либо смещение отверстий в стандартных креплениях.
8. Более низкий уровень шума
Cердечники «Talema» изготавливаются из сплошной стальной ленты, концы которой приварены с обеих сторон, что исключает саму возможность вибрации. Медная обмотка, плотно облегающая всю окружность сердечника, обеспечивает дополнительную прочность. Качество стали обеспечивает низкую магнитострикцию и низкие потери на рассеяние. Эта комбинация качеств почти полностью устраняет шум, наблюдаемый при эксплуатации обычных трансформаторов.
9. Небольшое рассеяние
Приблизительно на 85 — 95 % меньшее рассеяние по сравнению с обычными трансформаторами. Низкое значение рассеяния является важным аспектом для разработчиков оборудования, так как это явление может создавать нежелательные влияния на чувствительные электронные цепи. Тороидальный трансформатор обеспечивает общее снижение уровня магнитных помех в соотношении 8:1 по сравнению с традиционными трансформаторами рамочной формы.
10. Цена и ценность
Передовые производственные технологии и экономия материалов делают современные тороидальные трансформаторы выгодными в ценовом отношении по сравнению с обычными трансформаторами аналогичной мощности. Если учесть прочие скрытые преимущества, такие как низкое рассеяние, экономия энергии во время эксплуатации, меньшие габариты и вес, выгода от применения тороидальных трансформаторов существенно возрастает. В общем и целом, чем больше мощность тороидальных трансформаторов, тем ниже их цена по сравнению с традиционными трансформаторами.
11. Группа «Talema»
Специалисты «Talema» по проектированию тороидальных трансформаторов помогут найти решение, удовлетворяющее всем требованиям наших клиентов: от проекта до выпуска готовой продукции. Собственный опыт позволяет компании добиваться максимальной мощности трансформатора при минимальных размерах. Благодаря наличию заводов в разных странах, группа «Talema» широко развивает международную деятельность по производству тороидальных трансформаторов.
Дополнительную информацию о материалах статьи можно получить, обратившись по электронной почте Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript. .
TALEMA — мировой лидер в производстве тороидальных трансформаторов и индуктивных компонентов на тороидальном сердечнике.
Введение в тороидальные трансформаторы: Talema Group
Йогананд Велаютам Тороидальные трансформаторы
Тороидальный трансформатор представляет собой специальный тип электрического трансформатора в форме пончика. Тороидальные трансформаторы обеспечивают повышенную гибкость конструкции, эффективность и компактность по сравнению с традиционными трансформаторами с кожухом и сердечником. Они являются идеальным решением для устройств и оборудования с низким кВА (до 15 кВА), используемых в медицине, промышленности, возобновляемых источниках энергии и аудиосистемах.
Тороидальный трансформатор работает по принципу электромагнитной индукции, подобно линейному трансформатору. Он имеет тороидальный сердечник, окруженный первичной и вторичной обмотками. Когда ток протекает через первичную обмотку, он создает электромагнитную силу (ЭДС), которая генерирует ток во вторичной обмотке; этот процесс позволяет передавать мощность от первичной катушки к вторичной катушке.
Сравнение тороидальных трансформаторов и обычных многослойных трансформаторов
Тороидальные трансформаторы обычно легче по весу и меньше по размеру по сравнению с обычными трансформаторами.
Объем и вес
Все обмотки тороидального трансформатора симметрично распределены по всему сердечнику, что делает длину провода очень короткой. Также возможна более высокая плотность потока, поскольку магнитный поток имеет то же направление, что и направление прокатки сердечника с ориентированным зерном, что позволяет значительно сэкономить объем и вес. Через провод может протекать более высокая плотность тока, поскольку вся поверхность тороидального сердечника обеспечивает эффективное охлаждение медных обмоток. Этот меньший размер делает его более полезным для компактных электрических продуктов.
Эффективность
Идеальная магнитная цепь тороида в сочетании со способностью работать с более высокой плотностью потока, чем у ламинатов E-I, уменьшает необходимое количество витков провода и/или площадь поперечного сечения сердечника. Любая выгода уменьшает потери. Тороидальные трансформаторы обычно имеют КПД от 90 до 95 процентов, тогда как ламинаты EI имеют типичный КПД менее 90 процентов. В последние годы все больше внимания уделяется энергоэффективности электрооборудования. Было рассмотрено законодательство, которое будет поощрять минимальные стандарты эффективности для всех типов электротехнических изделий, причем наиболее важными из них являются осветительное и компьютерное оборудование. Тороидальные трансформаторы, скорее всего, послужат методом обеспечения соответствия этим новым стандартам энергоэффективности.
Гул трансформатора
Шум трансформатора возникает, когда обмотки и слои сердечника вибрируют из-за сил между витками катушки и пластинами сердечника. Кроме того, гул усиливается со временем, когда пластины начинают ослабевать. Но конструкция тороидальных трансформаторов помогает гасить акустический шум. Сердечник плотно намотан, сварен точечной сваркой, отожжен и покрыт эпоксидной смолой или изолирован лавсановой лентой. Равномерная намотка сердечника не оставляет воздушных зазоров, поэтому не остается свободных листов для вибрации, что в конечном итоге приводит к меньшему гудению. Даже если гул слышен при включении питания, через несколько секунд он становится более тихим. Кроме того, высокое качество электротехнической стали с ориентированным зерном, легированной силиконом, делает магнитострикцию очень низкой, что позволяет почти полностью устранить шум.
Поле рассеяния
Поле рассеяния в тороидальных трансформаторах примерно на 85-95% ниже, чем в обычных многослойных трансформаторах. Достижение низкого уровня поля рассеяния является важным фактором для разработчика оборудования, поскольку это явление может создавать нежелательные шумы из-за помех чувствительной электронике. Тороидальный трансформатор, как правило, обеспечивает снижение уровня магнитных помех на 8:1 по сравнению с традиционными типами ламината каркасного типа.
Размерная гибкость
Тороидальные трансформаторы обеспечивают большую гибкость размеров по сравнению с обычными ламинированными трансформаторами. Тороидальные сердечники могут быть изготовлены практически любого диаметра и высоты.
Ток намагничивания
Потери в железе в тороидальном сердечнике очень малы, обычно 1,1 Вт/кг при 1,7 Тл и 50 Гц. Эти низкие потери в стали приводят к очень маленькому току намагничивания, что способствует обычно превосходным температурным характеристикам тороидальных трансформаторов. Это приводит к значительному снижению потерь мощности «без нагрузки», что делает тороидальный трансформатор очень эффективным.
Простота монтажа
Стандартный монтаж для типоразмеров до 1000 ВА осуществляется с помощью одной металлической центрирующей шайбы и крепежного винта или болта, что делает установку быстрой и простой.
К другим популярным методам монтажа относятся:
- Заливка в центре смолы с латунными вставками или сквозное отверстие
- Монтажные пластины без давления
- Полная герметизация в пластиковом или металлическом корпусе
- Монтаж на печатную плату (сквозное отверстие)
- DIN-рейка монтаж
Тороидальные трансформаторы Области применения
Тороидальные трансформаторы могут быть спроектированы и изготовлены в соответствии с широким диапазоном спецификаций для различных областей применения. Ниже приведены некоторые типичные области применения вместе с примерами, которые Talema подготовила для этих приложений.
Трансформаторы общего назначения для универсального применения
Аудио- и видеооборудование
Высококачественные аудиосистемы
Медицинское оборудование (изоляционные трансформаторы)
INVERTERS и Chargers
Welding Machines
INVERTERS и Chargers
Welding Machines
INVERTERS и Chargers
Welding Machines
.
Мощность
введениеtoroidal
Тороидальные трансформаторы | ATO.com
ATO повышение/понижение 9Тороидальные силовые трансформаторы 0007 соответствуют современным требованиям к компактности и легкости. Диапазон мощности от 50 ВА до 5 кВА, полностью медная конструкция, имеет многочисленные сертификаты, охватывающие широкий спектр международных стандартов. Он имеет одно первичное напряжение 110 В/120 В/220 В/230 В/240 В переменного тока 50/60 Гц и одинарное или двойное вторичное напряжение, например 12 В/24 В/2×24. Тороидальная форма дает значительно более высокий КПД по сравнению с обычными трансформаторами того же размера. Наши стандартные безопасные тороидальные трансформаторы можно легко заказать и настроить. Если вы не можете найти продукты, которые ищете, или у вас есть особые требования, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.
Для чего используется тороидальный трансформатор?
Тороидальные силовые трансформаторы для аудио
Среди тороидальных трансформаторов есть много хорошо известных продуктов для аудиооборудования. Например, высокопроизводительные продукты, которые можно использовать в качестве силовых трансформаторов в мощных усилителях Hi-Fi и силовых трансформаторах для аудиооборудования средней и малой мощности.
Для электрического управления
Может использоваться в трансформаторах тока и напряжения. Новые высокоэффективные магнитные материалы, такие как магнитно-мягкие материалы пермаллоя, аморфные материалы или нанокристаллические сплавы, могут использоваться в качестве магнитных сердечников с точными интеллектуальными приборами и специальными методами испытаний. Он может обеспечить точные параметры трансформатора и полностью стабильную производительность.
Для медицинского оборудования
Тороидальные трансформаторы специально разработаны и изготовлены для медицинского оборудования. В дополнение к высокой эффективности, высокой надежности и высоким требованиям безопасности, он также особенно повышает электрическую прочность и улучшает характеристики защиты от влажного тепла. Также необходимо установить термопредохранитель внутри трансформатора для обеспечения надежности.
Особенности трансформатора с тороидальной изоляцией
- Трансформатор с тороидальной изоляцией представляет собой трансформатор с входной и выходной обмотками, полностью независимыми и изолированными друг от друга с изоляционным слоем посередине.
- Тороидальный изолирующий трансформатор в основном используется в местах, где необходимо избежать поражения электрическим током и обеспечить безопасность человека.
- от 220 В до 220 В в основном используется для изоляции земли.
- используются в большинстве прецизионных приборов, медицинского оборудования и шахт.
Тороидальный изолирующий трансформатор
Тороидальные изолирующие трансформаторы
Тороидальный силовой трансформатор для преобразователя напряжения 220 В/110 В
По сравнению с обычными трансформаторами тороидальные трансформаторы имеют большие преимущества в плане эффективности, повышения температуры, стоимости, защиты от помех и долговечности.