Расчет силового трансформатора

Наиболее распространены магнитопроводы следующих типов:
  1. Кольцевой ленточный (тороидальный) магнитопровод;
  2. Ш- (или ШЛ-) образный ленточный магнитопровод;
  3. П- (или О-) образный ленточный магнитопровод;
  4. Ш- (или ШЛ-) образный пластинчатый магнитопровод (устарел).
Внешний вид и основные размерности сердечников представлены на рисунке:


Расчет Ш-образные пластинчатые сердечников аналогичен расчету Ш-образного ленточного.

Трансформатор на тороидальный магнитопроводе - самый компактный и эффективный, может использоваться при мощностях от 30 до 1000 Вт, а особенно - когда важно минимальное рассеяние магнитного потока или когда требование минимального объема является первостепенным. 
Имея преимущества в объеме, массе и характеристиках перед другими типами конструкций трансформаторов, тороидальные трансформаторы вместе с тем являются и наименее технологичными в изготовлении.

Расчет трансформатора

Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются:
  1. напряжение первичной обмотки U1
  2. напряжение вторичной обмотки U2
  3. ток вторичной обмотки I2

Расчет габаритной мощности трансформатора

При выборе железа для трансформатора надо учитывать, чтобы габаритная мощность трансформатора была строго больше расчетной электрической мощности вторичных обмоток.

Мощность вторичной обмотки 

Р2 = I2 * U2 = Рвых 

Если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой всех мощностей вторичных обмоток (Рвых).
Другими словами - габаритная мощность трансформатора - это мощность которую способно "вынести" железо. 
Прежде чем перейти к формуле, сделаем несколько оговорок:
  1. Главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры - его надежность. Следствие надежности - это минимальный нагрев трансформатора при работе (иными словами он должен быть всегда холодным!) и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть "жестким"); 
  2. В расчетах примем КПД трансформатора 0.95; 
  3. Так как речь в статье пойдет об обычном сетевом трансформаторе, примем рабочую частоту равной 50Гц; 
  4. Учитывая то, что нам нужен надежный трансформатор, и учитывая то, что напряжение в сети может иметь отклонения от 220 вольт до 10%, принимаем В=1.2 Тл.; 
  5. Плотность тока в обмотках принимаем 3.5 А/мм2; 
  6. Коэффициент заполнения сердечника сталью принимаем 0.95; 
  7. Коэффициент заполнения окна принимаем 0.45; 

Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид:

Р = 1.9 * Sc * So


Где:
Sc и So - площади поперечного сечения сердечника и окна [кв. см];

Определение количества витков в обмотках.

Прежде всего рассчитываем количество витков в первичной обмотке.
Упрощенная формула будет иметь вид:

Р = 40 * U / Sc

Где:
Sc - площадь поперечного сечения сердечника [кв. см];
U - напряжение первичной обмотки [В];


Количество витков во вторичной обмотке можно расчитать по этой же формуле, увеличив число витков примерно на 5% (КПД трансформатора), но можно поступить проще: после того как намотана первичка - наматываем поверх нее 10 витков и измеряем напряжение. Зная какое напряжение требуется получить на выходе трансформатора и зная какое напряжение приходится на 10 витков - определяем необходимое число витков.

Расчет диаметра провода.

Рассчитываем диаметры проводов обмоток исходя из протекающих в них токов по следующей формуле:

 d = 0.632 x SQRT ( I )

Где:
d - диаметр провода обмотки [mm];
I - номинальный ток в обмотке [A]

Ссылки:

По мотивам из источника: http://msevm.com/2010/03/trans2.htm
ċ
tr_calc.zip
(24k)
администратор портала,
19 нояб. 2010 г., 2:36
ċ
trans.zip
(65k)
администратор портала,
19 нояб. 2010 г., 2:36
ċ
transfor.zip
(28k)
администратор портала,
19 нояб. 2010 г., 2:36
ċ
zv_transfor.zip
(107k)
администратор портала,
19 нояб. 2010 г., 2:36
ĉ
администратор портала,
19 нояб. 2010 г., 2:28
Comments