Transformator– element koji služi za pretvaranje naprezanja. Dio je trafostanice. Njegova je zadaća prenijeti električnu energiju iz opskrbnog voda (nadzemnog ili kabelskog) do potrošača u količini dovoljnoj da osigura sve načine rada njihove električne opreme.

Kao potrošači djeluju stambene višekatnice, gradovi ili sela, tvornice ili pojedinačne radionice. Trafostanice, ovisno o uvjetima okoline i ekonomskim čimbenicima, imaju različite izvedbe: kompletne (uključujući kiosk, stup), ugrađene, smještene na otvorenom ili u zatvorenom prostoru. Mogu se nalaziti u zgradi posebno dizajniranoj za njih ili zauzimati zasebnu prostoriju zgrade.

Izbor transformatora uključuje određivanje njegove snage i broja transformatora. O rezultatima ovise dimenzije i tip transformatorske stanice. Čimbenici koji se uzimaju u obzir pri odabiru:

Odabir broja transformatora

Za transformatorske podstanice koriste se sklopovi s jednim ili dva transformatora. Rasklopni uređaji, koji uključuju više od 2 transformatora, nalaze se samo u poduzećima ili elektranama, gdje uporaba malog broja njih ne zadovoljava uvjete neprekidnog napajanja i uvjete rada. Tamo je ekonomski isplativije instalirati nekoliko transformatora relativno male snage nego jedan ili dva snažna. To olakšava izvođenje popravaka, a manje košta zamjena neispravnog uređaja.

Instalirajte trafostanice s jednim transformatorom u kućištima:

• napajanje potrošača III kategorije pouzdanosti;
• napajanje potrošača svih kategorija koji imaju druge neovisne vodove i vlastitu automatsku rezervu koja ih prebacuje na te izvore.

Ali postoji dodatni zahtjev za podstanice s jednim transformatorom. Potrošači kategorije III u smislu pouzdanosti napajanja, iako dopuštaju napajanje iz jednog izvora, ali pauza mu je ograničena na jedan dan. Ovo obvezuje operativnu organizaciju da ima skladišnu rezervu transformatora za zamjenu u slučaju nužde. Lokacija i dizajn trafostanice ne bi trebali otežati ovu zamjenu. Prilikom servisiranja grupe trafostanica s jednim transformatorom, snaga njihovih transformatora, ako je moguće, odabire se jednakom ili se broj opcija napajanja smanjuje što je više moguće. Ovo smanjuje količinu opreme koja se drži u rezervi.

Potrošači treće kategorije uključuju:

• sela i sela;
• garažne zadruge;
• mala poduzeća čije gašenje neće dovesti do masovnih nedostataka u proizvedenim proizvodima, ozljeda, ekološke i gospodarske štete povezane s gašenjem tehnološkog procesa.

Za potrošače kod kojih prekidi u napajanju nisu dopušteni ili ograničeni, prim dvotransformatorske trafostanice.

Kategorija električne energije	Moguće vrijeme prekida napajanja	Shema napajanja
ja	Nemoguće	Dva neovisna izvora s automatskim prijenosom i vlastitim generatorom
II	Tijekom radnog uključivanja napajanja	Dva nezavisna izvora
III	1 dan	Jedno napajanje

Razlika u prehrambenim kategorijama I i II je u načinu izmjene snage. U prvom slučaju, to se događa automatski (krogom automatskog prijenosa - ATS) i dodatno ima svoj neovisni izvor napajanja. U drugom se prebacivanje vrši ručno. Ali minimalni broj transformatora za napajanje takvih objekata je najmanje dva.

U normalnom pogonu svaki od dva transformatora napaja se vlastitim vodom i opskrbljuje električnom energijom polovicu potrošača trafostanice. Ovi potrošači su spojeni na sabirnice dionice koju napaja transformator. Drugi transformator napaja drugi dio sabirnica spojen na prvi sekcijski stroj ili sklopku.

U hitnom načinu rada transformator mora preuzeti opterećenje cijele trafostanice. Da biste to učinili, uključen je sekcijski prekidač. Za potrošače prve kategorije uključuje se ATS-om, za drugu kategoriju uključuje se ručno, za što se umjesto automata ugrađuje prekidač

Stoga se snaga transformatora odabire uzimajući u obzir napajanje cijele trafostanice, i u normalnom načinu rada nedovoljno su opterećeni. To nije ekonomski izvedivo, stoga je, kad god je to moguće, strujni krug kompliciran. na raspolaganju Potrošači III kategorije su isključeni u nuždi, što dovodi do smanjenja potrebne snage.

Odabir dizajna transformatora

Prema načinu hlađenja i izolacije namota transformatori se proizvode:

• ulje;
• sa sintetičkim tekućinama;
• zrak.

Najčešći su uljni transformatori. Njihovi namoti smješteni su u spremnike napunjene uljem s povećanim izolacijskim svojstvima (transformatorsko ulje). Djeluje kao dodatna izolacija između zavoja namota, namota različitih faza, različitih napona i spremnika transformatora. Kružeći unutar spremnika, uklanja toplinu namota koja nastaje tijekom rada. Za bolje odvođenje topline, cijevi u obliku luka zavarene su na tijelo transformatora, omogućujući ulju da cirkulira izvan spremnika i hladi ga okolni zrak. Snažni uljni transformatori opremljeni su ventilatorima koji upuhuju zrak preko elemenata u kojima dolazi do hlađenja.

Nedostatak uljnih transformatora je opasnost od požara zbog unutarnjeg oštećenja. Stoga se mogu instalirati samo u trafostanicama koje se nalaze odvojeno od zgrada i građevina.

Ako je potrebno ugraditi sklopni uređaj s transformatorom bliže potrošaču ili u radionicama opasnim od eksplozije ili požara, koristite transformatori hlađeni zrakom. Njihovi su namotaji izolirani materijalima koji olakšavaju prijenos topline. Hlađenje se odvija prirodnom cirkulacijom zraka ili pomoću ventilatora. Ali hlađenje suhih transformatora je još uvijek lošije od uljnih transformatora.

Problem sigurnosti od požara može se riješiti transformatori sa sintetičkim dielektrikom. Njihov dizajn je sličan dizajnu uljnog transformatora, ali umjesto ulja, spremnik sadrži sintetičku tekućinu, koja nije toliko sklona vatri kao transformatorsko ulje.

Grupe i dijagrami ožičenja

Kriteriji za odabir skupine električnih veza različitih faza namota međusobno su:

1. Minimizacija viših harmonijskih razina u mrežama. Ovo je relevantno kada se povećava udio nelinearnih potrošačkih opterećenja.
2. Kada su faze transformatora opterećene asimetrično, struje primarnih namota moraju biti izjednačene. Time se stabilizira način rada mreža napajanja.
3. Kod napajanja četverožičnih (petožilnih) mreža transformator mora imati minimalni otpor nulte sekvence za struje kratkog spoja. To olakšava zaštitu od uzemljenja.

Za ispunjavanje uvjeta br. 1 i br. 2, jedan namot transformatora spojen je u zvijezdu, dok je drugi spojen u trokut. Kod napajanja četverožičnih mreža, Δ/Yo krug se smatra najboljom opcijom. Namoti niskog napona spojeni su u zvijezdu s izvučenom nultom stezaljkom, koja se koristi kao PEN vodič (neutralni vodič).

Y/Zo sklop ima još bolje karakteristike, u kojem su sekundarni namoti spojeni u cik-cak s nultom stezaljkom.

Y/Yo shema ima više nedostataka nego prednosti i rijetko se koristi.

Izbor snage transformatora

Tipične snage transformatora normiran.

Standardne snage transformatora
25	40	60	100	160	250	400	630	1000

Za izračun snage priključene na transformator prikupljaju se i analiziraju podaci o snazi ​​potrošača priključenih na transformator. Nemoguće je definitivno zbrojiti brojke; potrebni su podaci o raspodjeli opterećenja tijekom vremena. Potrošnja električne energije u stambenoj zgradi varira ne samo tijekom dana, već i prema godišnjim dobima: zimi stanovi imaju električne grijalice, ljeti - ventilatore i klima uređaje. Tipični rasporedi opterećenja i vrijednosti potrošnje energije za stambene zgrade određuju se iz referentnih knjiga.

Za izračunavanje kapaciteta u industrijskim poduzećima potrebno je poznavanje principa rada njihove tehnološke opreme i postupka za njeno uključivanje u rad. Maksimalni režim opterećenja određuje se kada je najveći broj potrošača uključen u rad (Smax). Ali nikada se svi potrošači ne mogu uključiti u isto vrijeme. No, prilikom izrade izračuna potrebno je uzeti u obzir moguće proširenje proizvodnih kapaciteta, kao i vjerojatnost daljnjeg povezivanja dodatnih potrošača s transformatorom.

Uzimajući u obzir broj transformatora u trafostanici (N), snaga svakog izračunava se pomoću formule, a zatim se iz tablice odabire najbliža veća vrijednost:

U ovoj formuli Kz – faktor opterećenja transformatora. Ovo je omjer potrošnje energije u maksimalnom načinu rada i nazivne snage uređaja. Rad s neopravdano smanjenim faktorom opterećenja nije ekonomski isplativ. Za potrošače, ovisno o kategoriji besprekidnog napajanja, preporučuju se sljedeći koeficijenti:

Tablica pokazuje da faktor opterećenja uzima u obzir dodatno opterećenje koje preuzima jedan transformator, a koje se prenosi na njega kada drugi transformator ili njegov opskrbni vod otkaže. Ali ograničava preopterećenje transformatora, ostavljajući rezervu snage.

Sustavna preopterećenja transformatora su mogući, ali su njihovo vrijeme i veličina ograničeni zahtjevima proizvođača ovih uređaja. Prema pravilima PTEEP-a, dugotrajno preopterećenje transformatora uljem ili sintetičkim dielektrikom ograničeno je na 5%.

PTEEP se određuje zasebno trajanje hitnih preopterećenja ovisno o njihovoj veličini.

Za uljne transformatore:

Za suhe transformatore:

Tablice pokazuju da su suhi transformatori kritičniji prema preopterećenjima.

Proračun energetskih transformatora

Transformator je pasivni pretvarač energije. Njegov koeficijent učinkovitosti (učinkovitosti) uvijek je manji od jedan. To znači da je snaga koju troši trošilo, koje je spojeno na sekundarni namot transformatora, manja od snage koju troši opterećeni transformator iz mreže. Poznato je da je snaga jednaka umnošku struje i napona, stoga je u pojačanim namotima struja manja, au silaznim namotima struja je veća od struje koju transformator troši iz mreže.

Parametri i karakteristike transformatora.

Dva različita transformatora s istim mrežnim naponom mogu se projektirati da proizvode iste napone sekundarnog namota. Ali ako opterećenje prvog transformatora troši više struje, a opterećenje drugog je malo, to znači da prvi transformator karakterizira veća snaga u usporedbi s drugim. Što je veća struja u namotima transformatora, to je veći magnetski tok u njegovoj jezgri, pa jezgra mora biti deblja. Osim toga, što je veća struja u namotu, deblja žica mora biti namotana, a to zahtijeva povećanje prozora jezgre. Dakle, dimenzije transformatora ovise o njegovoj snazi. Obrnuto, jezgra određene veličine prikladna je za izradu transformatora samo do određene snage, koja se naziva ukupna snaga transformatora. Broj zavoja sekundarnog namota transformatora određuje napon na njegovim stezaljkama. Ali ovaj napon također ovisi o broju zavoja primarnog namota. Pri određenoj vrijednosti napona napajanja primarnog namota, napon sekundarnog namota ovisi o omjeru broja zavoja sekundarnog namota prema broju zavoja primara. Taj se omjer naziva omjerom transformacije. Ako napon na sekundarnom namotu ovisi o omjeru transformacije, ne možete proizvoljno odabrati broj zavoja jednog od namota. Što su dimenzije jezgre manje, to bi trebao biti veći broj zavoja svakog namota. Dakle, veličina jezgre transformatora odgovara vrlo određenom broju zavoja njegovih namota po jednom voltu napona, manji od kojeg se ne može uzeti. Ova karakteristika se naziva broj zavoja po voltu.

Kao i svaki pretvarač energije, transformator ima faktor učinkovitosti - omjer snage koju troši transformatorsko opterećenje i snage koju opterećeni transformator troši iz mreže. Učinkovitost transformatora male snage, koji se obično koriste za napajanje potrošačke elektroničke opreme, kreće se od 0,8 do 0,95. Transformatori veće snage imaju veće vrijednosti.

Električni proračun transformatora

Prije proračuna transformatora potrebno je formulirati zahtjeve koje on mora zadovoljiti. Oni će biti početni podaci za izračun. Tehnički zahtjevi za transformator također se određuju proračunom, uslijed čega se određuju naponi i struje koje moraju osigurati sekundarni namoti. Stoga se prije proračuna transformatora izračunava ispravljač kako bi se odredili naponi svakog od sekundarnih namota i struje koje se troše iz tih namota. Ako su naponi i struje svakog od namota transformatora već poznati, onda su to tehnički zahtjevi za transformator. Da bi se odredila ukupna snaga transformatora, potrebno je odrediti potrošenu snagu iz svakog od sekundarnih namota i zbrojiti ih, također uzimajući u obzir učinkovitost transformatora. Snaga potrošena iz bilo kojeg namota određuje se množenjem napona između stezaljki ovog namota sa strujom koja se troši iz njega:

P – snaga potrošena iz namota, W;

U je efektivna vrijednost napona uklonjenog iz ovog namota, V;

I je efektivna vrijednost struje koja teče u istom namotu, A.

Ukupna snaga koju troše, na primjer, tri sekundarna namota izračunava se formulom:

P S =U 1 I 1 +U 2 I 2 +U 3 I 3

Da bi se odredila ukupna snaga transformatora, dobivena vrijednost ukupne snage P S mora se podijeliti s učinkovitošću transformatora: P g = , gdje je

P g – ukupna snaga transformatora; η – iskoristivost transformatora.

Nemoguće je unaprijed izračunati učinkovitost transformatora, jer za to morate znati količinu gubitaka energije u namotima i jezgri, koji ovise o parametrima samih namota (promjeri žica i njihova duljina ) i parametrima jezgre (duljina magnetskog voda i kvaliteta čelika). Oba parametra postaju poznata tek nakon proračuna transformatora. Stoga se s dovoljnom točnošću za praktičan proračun učinkovitost transformatora može odrediti iz tablice 6.1.

Tablica 6.1

Ukupna snaga, W
Učinkovitost transformatora

Najčešća su dva oblika jezgre: O - oblik i W - oblik. Obično postoje dvije zavojnice smještene na jezgri u obliku slova O, a jedna na jezgri u obliku slova W. Poznavajući ukupnu snagu transformatora, pronađite presjek radne jezgre njegove jezgre na kojoj se nalazi zavojnica:

Poprečni presjek radne jezgre jezgre je umnožak širine radne jezgre a i debljine paketa c. Mjere a i c izražene su u centimetrima, a presjek u kvadratnim centimetrima.

Nakon toga odabire se vrsta čeličnih ploča transformatora i određuje se debljina paketa jezgre. Najprije pronađite približnu širinu jezgre radne jezgre pomoću formule: a= 0,8

Zatim se na temelju dobivene vrijednosti a odabire tip transformatorskih čeličnih limova između dostupnih i utvrđuje se stvarna širina radne jezgre a. zatim odredite debljinu paketa jezgre pomoću:

Broj zavoja po 1 voltu napona određuje se presjekom radne jezgre jezgre transformatora prema formuli: n=k/S, gdje je N broj zavoja po 1 V; k je koeficijent određeno svojstvima jezgre; S je presjek radne jezgre jezgre, cm 2.

Iz gornje formule jasno je da što je niži koeficijent k, to će svi namoti transformatora imati manje zavoja. Međutim, koeficijent k ne može se odabrati proizvoljno. Njegova se vrijednost obično kreće od 35 do 60. Prije svega, ovisi o svojstvima čeličnih ploča transformatora od kojih je sastavljena jezgra. Za jezgre u obliku slova C, upletene iz tanke trake, možete uzeti k = 35. Ako koristite jezgru u obliku slova O, sastavljenu od ploča u obliku slova U ili L bez rupa u uglovima, uzmite k = 40. Isto vrijednost k za ploče tipa UŠ , kod kojih je širina bočnih jezgri veća od polovine širine srednje jezgre. Ako se koriste ploče tipa W bez rupa u kutovima, kod kojih je širina srednje jezgre točno dvostruko veće od širine vanjskih jezgri, preporučljivo je uzeti k = 45, a ako ploče u obliku slova W imaju rupe, tada je k = 50. Dakle, izbor k je u velikoj mjeri proizvoljan i može se mijenjati unutar određenih granica, uzimajući uzmite u obzir da smanjenje k olakšava namatanje, ali čini način rada transformatora strožim. Kod korištenja ploča od visokokvalitetnog transformatorskog čelika ovaj se koeficijent može malo smanjiti, ali kod niskokvalitetnog čelika potrebno ga je povećati.

Poznavajući potrebni napon svakog namota i broj zavoja po 1 V, lako je odrediti broj zavoja namota množenjem ovih vrijednosti: W=Un

Ovaj odnos vrijedi samo za primarni namot, a pri određivanju broja zavoja sekundarnih namota potrebno je dodatno uvesti približnu korekciju kako bi se uzeo u obzir pad napona na samom namotu od struje opterećenja koja teče kroz njegovu žicu : W=mUn

Koeficijent m ovisi o struji koja teče kroz određeni namot (vidi tablicu 6.2). Ako je jakost struje manja od 0,2 A, možete uzeti m = 1. Debljina žice s kojom je namota transformatora određena je jakošću struje koja teče kroz ovaj namot. Što je struja veća, žica mora biti deblja, kao što povećanje protoka vode zahtijeva korištenje deblje cijevi. Otpor namota ovisi o debljini žice. Što je tanja žica, veći je otpor namota, stoga se snaga koja se oslobađa u njoj povećava i više se zagrijava. Za svaku vrstu žice za namatanje postoji granica dopuštenog zagrijavanja, koja ovisi o svojstvima izolacije cakline. Stoga se promjer žice može odrediti formulom: d = p, gdje je d promjer bakrene žice, m; I je jakost struje u namotu, p koeficijent (tablica 6.3). uzima u obzir dopušteno zagrijavanje određene marke žice.

Tablica 6.2: Određivanje koeficijenta m

Tablica 6.3: Odabir promjera žice.

Marka žice

Odabirom koeficijenta p, možete odrediti promjer žice svakog namota. Pronađena vrijednost promjera zaokružuje se na veću standardnu ​​vrijednost.

Snaga struje u primarnom namotu određuje se uzimajući u obzir ukupnu snagu transformatora i mrežni napon:

Praktičan rad:

U 1 = 6,3 V, I 1 = 1,5 A; U 2 = 12 V, I 2 = 0,3 A; U 3 = 120 V, I 3 = 59 mA

Sadržaj:

Svaki električni uređaj karakterizira nazivna električna snaga. Omogućuje ga izvor napajanja. Može se nalaziti unutar električnog uređaja ili izvana kao vanjski uređaj. Dobar primjer je laptop, telefon i mnogi drugi uređaji. Sadrže bateriju koja napaja uređaj u samostalnom načinu rada. Ali njegov resurs je ograničen, a kada se iscrpi, uređaj se preko adaptera spaja na napajanje od 220 V.

Neke baterije daju samo 3-5 volti. Dakle, adapter služi za smanjenje napona i postaje jednak parametrima baterije. Glavnu funkciju u promjeni vrijednosti napona obavljaju transformatori. Ovaj će članak biti koristan onim čitateljima koji imaju želju napraviti vlastito napajanje s transformatorom za određene svrhe.

Malo teorije

Prisjetimo se ukratko kako je ustrojen transformator i što se u njemu događa. Prilično davno, sudeći prema standardima ljudskog života, otkriven je fenomen elektromagnetske indukcije. Temelji se na temeljnoj razlici u električnim svojstvima ravnog vodiča od zavojnice ako kroz njih prolazi ista izmjenična struja. Tako se pojavio parametar induktiviteta. Sa svakim novim okretajem induktivitet se povećava. Njegovo dodatno povećanje postiže se ispunjavanjem unutarnjeg prostora zavoja materijalom s magnetskim svojstvima (jezgrom).

Međutim, utjecaj jezgre na struju je ograničen. Nakon što se potpuno magnetizira, učinak njegove uporabe nestaje.

• Granično stanje jezgre, koje odgovara njezinoj potpunoj magnetizaciji, naziva se zasićenje.

Zavoji smješteni na vrhu jezgre nazivaju se namoti. Ako na njemu postoje dva identična namota, ali izmjenični napon se dovodi samo na jedan od njih (primarni), na stezaljkama drugog namota (sekundarni) napon će biti isti po frekvenciji i veličini kao na prvom namotu. To se očituje transformacijom električne energije, a sam uređaj se naziva transformator. Ako postoji električni kontakt između namota, uređaj se naziva autotransformator.

• Osnova svojstava transformatora je njegova jezgra (magnetska jezgra). Stoga se proračun transformatora uvijek izvodi u vezi s materijalom i oblikom magnetskog kruga.

Izbor materijala određen je vrtložnim strujama i s njima povezanim gubicima. Oni rastu s frekvencijom napona na stezaljkama primarnog namota. Na niskim frekvencijama (50–100 Hz) koriste se transformatorske čelične ploče. Na višim frekvencijama (nekoliko kiloherca) - ploče izrađene od posebne legure, na primjer, permalloy. Deseci i stotine kiloherca područje su primjene feritnih jezgri. Vrste (oblik i dimenzije, posebno presjek duž zavoja) magnetskog kruga određuju količinu snage koja se može dobiti u sekundarnom namotu.

Odabir magnetske jezgre

Geometrijski omjeri industrijski proizvedenih jezgri su standardni. Stoga se odabiru prema dimenzijama presjeka unutar svitka. Drugi parametar koji utječe na izbor magnetskog kruga je induktivitet rasipanja. Manje je za oklopne i toroidalne strukture. Nema potrebe ništa izračunavati - tablice su navedene u brojnim referentnim knjigama, a njihovi analozi dostupni su na tematskim web stranicama na Internetu.

Na primjer, na mrežu je potrebno spojiti opterećenje snage 100 W 12 V. Na temelju donje prikazane osnovne tablice odabire se standardna veličina magnetske jezgre. Ali uzimamo u obzir da je VT snaga manja od VA plus djelomično opterećenje radi pouzdanosti. Stoga koristimo koeficijent 1,43. Potrebna snaga i standardna veličina dobit će se kao proizvod, tj. 143 VA. Pomoću tablice odaberite najbližu veću ukupnu vrijednost snage i magnetski krug:

Primjer izračuna

Odabiremo 150 VA i ShL25x32. Tablica također prikazuje preporučeni broj zavoja po 1 voltu - W0: 3,9. Stoga će broj zavoja W1 primarnog namota biti jednak proizvodu mrežnog napona i W0:

Budući da je poznat broj zavoja po 1 voltu, lako je izračunati sekundarni namot. U slučaju koji razmatramo, tri okreta nisu dovoljna, ali četiri okreta su mnogo. Da bismo izbjegli pogreške, namotamo tri zavoja i ostavimo rezervu žice koju treba dodati nakon ispitivanja transformatora pod opterećenjem. Za žicu za namotavanje mreže izračunavamo promjer koristeći snagu struje. Određuje se na temelju snage u primarnom namotu i mrežnog napona. U mrežnom namotu izračunata jakost struje bit će:

U sekundarnom namotu struja će biti:

Zatim prema tablici odaberite promjer žice pri gustoći struje od 2,5 A/mm kV:

Za primarni namot, promjer žice je 0,59 mm, za sekundarni namot - 2,0 mm. Nakon toga morate saznati uklapaju li se namoti u prozore magnetskog kruga. To je lako odrediti na temelju broja zavoja i promjera žica, uzimajući u obzir debljinu okvira zavojnice i slojeva dodatne izolacije. Preporuča se napraviti skicu za vizualni izračun.

Ako postoji nekoliko sekundarnih namota, snaga za svaki od njih mora biti poznata. Oni se zbrajaju da bi se dobili parametri primarnog namota. Izračun se zatim provodi slično kao u gore navedenom primjeru. Ali određivanje struja vrši se na temelju snage svakog sekundarnog namota.

Izračunati podaci u obliku tablica dani su u referentnim knjigama za sve vrste jezgri, ali pri određenim frekvencijama napona primarnog namota:

Za razmatrano opterećenje od 100 W odaberite PL20x40-50

Ako traženi parametri ne odgovaraju vrijednostima u tablici, morat ćete koristiti formule:

S0 – površina prozora u magnetskom krugu,

Sc je poprečni presjek materijala magnetske jezgre duž zavoja,

Rg – ukupna snaga,

kf – koeficijent valnog oblika napona na primarnom namotu,

f – frekvencija napona na primarnom namotu,

j – gustoća struje u žici namota,

Bm – indukcija zasićenja magnetskog kruga,

k0 – faktor punjenja prozora magnetskog kruga,

ks – faktor punjenja čelika.

Pojednostavljene formule vrijede samo za one slučajeve koje ta pojednostavljenja definiraju. Stoga ne mogu pokriti sve moguće situacije i neće pružiti prihvatljivu točnost u većini njih.

Kako izračunati energetski transformator i sami ga namotati.
Možete odabrati gotov transformator između unificiranih tipova TN, TA, TNA, TPP i drugih. A ako trebate namotati ili premotati transformator na potrebni napon, što trebate učiniti?
Zatim morate odabrati energetski transformator sa starog televizora koji je prikladan u pogledu snage, na primjer, transformator TS-180 i slično.
Mora se jasno shvatiti da što više zavoja ima u primarnom namotu veći je njegov otpor i stoga manje zagrijavanje i drugo, što je žica deblja može se dobiti veća struja, ali ovisi o veličini jezgre - možete li postaviti namot.
Što ćemo sljedeće učiniti ako je broj zavoja po voltu nepoznat? Da biste to učinili, potreban vam je LATR, multimetar (tester) i uređaj za mjerenje izmjenične struje - ampermetar. Prema vašem nahođenju, namotavamo preko postojećeg, promjer žice je bilo koji za praktičnost, možemo ga jednostavno namotati izoliranom instalacijskom žicom.

Formula za izračunavanje zavoja transformatora

50/S

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

50/S je empirijska formula, gdje je S površina jezgre transformatora u cm2 (širina x debljina), vjeruje se da vrijedi do snage reda 1 kW.
Nakon mjerenja površine jezgre, procjenjujemo koliko zavoja treba namotati na 10 volti; ako to nije teško, bez rastavljanja transformatora namotavamo kontrolni namot kroz slobodni prostor (utor). Spojimo laboratorijski autotransformator na primarni namot i primijenimo napon na njega, uključimo kontrolni ampermetar u nizu, postupno povećavamo napon s LATR-om dok se ne počne pojavljivati ​​struja praznog hoda.
Ako planirate namotati transformator s prilično "tvrdom" karakteristikom, na primjer, to bi moglo biti pojačalo snage odašiljača u SSB, telegrafskom načinu rada, gdje se na visokom naponu (2500 -3000 V) javljaju prilično oštri udari struje opterećenja. , tada je struja praznog hoda Transformator postavljen na oko 10% maksimalne struje, pri maksimalnom opterećenju transformatora. Nakon mjerenja rezultirajućeg napona namotanog sekundarnog upravljačkog namota, izračunavamo broj zavoja po voltu.
Primjer: ulazni napon 220 volti, izmjereni napon sekundarnog namota 7,8 volti, broj zavoja 14.

Izračunajte broj zavoja po voltu
14/7,8=1,8 okretaja po voltu.

Ako nemate ampermetar pri ruci, umjesto toga možete upotrijebiti voltmetar, mjereći pad napona na otporniku spojenom na razmak napajanja primarnog namota, a zatim izračunati struju iz dobivenih mjerenja.

Opcija 2 proračuna transformatora.
Poznavajući potrebni napon na sekundarnom namotu (U2) i najveću struju opterećenja (In), transformator se izračunava sljedećim redoslijedom:

1. Odredite vrijednost struje koja teče kroz sekundarni namot transformatora: I2 = 1,5 In, gdje je: I2 - struja kroz namot II transformatora, A; In - maksimalna struja opterećenja, A. 2. Odredite snagu koju troši ispravljač iz sekundarnog namota transformatora: P2 = U2 * I2, gdje je: P2 - najveća snaga potrošena iz sekundarnog namota, W; I2 - maksimalna struja kroz sekundarni namot transformatora, A. 3. Izračunajte snagu transformatora: Ptr = 1,25 P2, gdje je: Ptr - snaga transformatora, W; P2 - maksimalna snaga potrošena iz sekundarnog namota transformatora, W. Ako transformator mora imati više sekundarnih namota, tada se prvo izračuna njihova ukupna snaga, a zatim snaga samog transformatora. 4. Odredite vrijednost struje koja teče u primarnom namotu: I1 = Ptr / U1, gdje je: I1 - struja kroz namot I, A; Rtr - proračunska snaga transformatora, W; U1 - napon na primarnom namotu transformatora (mrežni napon).

5. Izračunavamo potrebnu površinu poprečnog presjeka magnetske jezgre: S = 1,3 Ptr, gdje je: S - presjek magnetske jezgre, cm2; Rtr - snaga transformatora, W. 6. Odredite broj zavoja primarnog (mrežnog) namota: w1 = 50 U1/S, gdje je: w1 - broj zavoja namota; U1 - napon na primarnom namotu, V; S - presjek magnetske jezgre, cm2. 7. Izbrojite broj zavoja sekundarnog namota: w2 = 55 U2/S, gdje je: w2 - broj zavoja sekundarnog namota; U2 - napon na sekundarnom namotu, V; S-presjek magnetske jezgre, cm2. 8. Izračunajte promjer žica namota transformatora: d = 0,02 I, gdje je: d-promjer žice, mm; I-struja kroz namot, mA.

Približni promjer žice za namatanje namota transformatora je u tablici 1.

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

Nakon završetka izračuna, prelazimo na odabir samog hardvera transformatora, žica za namatanje i izradu okvira na koji ćemo namotavati namote. Za postavljanje izolacije između slojeva namota pripremit ćemo lakirano platno, sirove niti, lak i fluoroplastičnu traku. Uzimamo u obzir činjenicu da jezgre u obliku slova W imaju različita područja prozora, pa ne bi bilo suvišno izvršiti izračun kako bismo provjerili hoće li stati na odabranu jezgru. Prije namotavanja izračunavamo hoće li namotaji stati na odabranu jezgru.
Za izračun mogućnosti postavljanja potrebnog broja namota:
1. Podijelite širinu prozora za namatanje s promjerom namotane žice, dobivamo broj namotanih zavoja
po sloju - N¹.
2. Izračunavamo koliko je slojeva potrebno za namotavanje primarnog namota, podijelimo W1 (broj zavoja primarnog namota) s N¹.
3. Izračunajte debljinu slojeva namota primarnog namota. Poznavajući broj slojeva za namatanje primarnog namota, množimo ga s promjerom namotane žice, uzimajući u obzir debljinu izolacije između slojeva.
4. Na sličan način računamo za sve sekundarne namote.
5. Nakon zbrajanja debljina namota donosimo zaključak: možemo li na okvir transformatora postaviti potreban broj zavoja svih namota?

Još metoda za proračun snage transformatora na temelju njegovih dimenzija.
Snagu transformatora možete grubo izračunati pomoću formule:
P=0,022*S*C*H*Bm*F*J*Kcu*Učinkovitost;
P - snaga transformatora, V * A;
S - presjek jezgre, cm²
L, W - dimenzije prozora jezgre, cm;
Bm - maksimalna magnetska indukcija u jezgri, T;
F - frekvencija, Hz;
Kcu je faktor punjenja prozora jezgre bakrom;
Učinkovitost - učinkovitost transformatora;
Imajući u vidu da je za željezo najveća indukcija 1 Tesla.
Varijante vrijednosti za izračun snage transformatora učinkovitosti = 0,9, f = 50, B = 1 - magnetska indukcija [T], j = 2,5 - gustoća struje u žici namota za kontinuirani rad, učinkovitost = 0,45 - 0,33.

Ako imate prilično uobičajen hardver - transformator OSM-0.63 U3 i slično, mogu li to premotati?
Objašnjenje oznaka OSM: O - jednofazni, S - suhi, M - višenamjenski.
Prema tehničkim karakteristikama nije prikladan za uključivanje jednofazne mreže od 220 volti jer dizajniran za napon primarnog namota od 380 volti.
Što učiniti u ovom slučaju?
Postoje dva rješenja.
1. Namotajte sve namote i premotajte.
2. Namotajte samo sekundarne namotaje i ostavite primarni namot, ali budući da je dizajniran za 380V, potrebno je namotati samo dio namota iz njega, ostavljajući ga na 220V.
Kod namotavanja primarnog namota dobiva se približno 440 zavoja (380V) kada je jezgra u obliku slova W, a kada je jezgra OSM transformatora namotana na ShL, podaci su drugačiji - broj zavoja je manji.
Podaci o primarnim namotima za transformatore od 220 V OSM Minska elektrotehnička tvornica 1980.

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

OSM 1.0 (snaga 1 kW), težina 14,4 kg. Jezgra 50x80mm. Ihh-300ma

Spajanje namota transformatora TPP

Pogledajmo primjer TPP-312-127/220-50 struktura oklopa.


Ovisno o naponu u mreži, napon se može primijeniti na primarni namot na stezaljkama 2-7 spajanjem stezaljki 3-9, ako je visok, onda na 1-7 (spojiti 3-9), itd. Dijagram spajanja prikazuje slučaj niskog napona u mreži.
Često postoji potreba za korištenjem standardiziranih transformatora kao što su TAN, TN, TA, TPP za traženi napon i postizanje potrebne nosivosti, a jednostavnim rječnikom potrebno je odabrati npr. transformator sa sekundarnim namotom od 36 volti i tako da pod opterećenjem daje 4 ampera, primar naravno 220 volti.
Kako odabrati transformator?
Prvo odredimo potrebnu snagu transformatora; potreban nam je transformator snage 150 W.
Ulazni napon je jednofazni 220 volti, izlazni napon je 36 volti.
Nakon odabira na temelju tehničkih podataka, utvrđujemo da je u ovom slučaju za nas najprikladniji transformator marke TPP-312-127/220-50 ukupne snage 160 W (najbliža vrijednost naviše); transformatori TN i Marke TAN u ovom slučaju nisu prikladne.
Sekundarni namoti TPP-312 imaju tri odvojena namota s naponom od 10,1 V, 20,2 V i 5,05 V, ako ih spojite u seriju 10,1 + 20,2 + 5,05 = 35,35 volti, tada dobivamo izlazni napon od gotovo 36 volti. Struja sekundarnih namota prema putovnici je 2,29A, ako spojite dva identična namota paralelno, dobivamo nosivost od 4,58A (2,29+2,29).
Nakon odabira samo trebamo ispravno spojiti izlazne namotaje paralelno i serijski.
Spojimo namote u seriju kako bismo ih spojili na mrežu od 220 volti. Sekundarne namote uključujemo u seriju, birajući potrebni napon od 36V na obje polovice transformatora i spajajući ih paralelno kako bismo dobili dvostruku nosivost.
Najvažnije je pravilno spojiti namote pri paralelnom i serijskom spajanju primarnog i sekundarnog namota.

Ako neispravno uključite namote transformatora, on će zujati i pregrijati se, što će zatim dovesti do preranog kvara.

Koristeći isti princip, možete odabrati gotov transformator za gotovo bilo koji napon i struju, za snagu do 200 W, naravno, ako su napon i struja više ili manje standardne vrijednosti.
Razna pitanja i savjeti.
1. Provjeravamo gotov transformator, ali njegova struja primarnog namota ispada previsoka, što da radimo? Kako ne biste premotavali i gubili dodatno vrijeme, namotajte još jedan namot na vrh, povezujući ga u seriju s primarnim.
2. Prilikom namotavanja primarnog namota, kada napravimo veliku marginu za smanjenje struje praznog hoda, imajte na umu da se u skladu s tim smanjuje učinkovitost transa.
3. Za visokokvalitetno namotavanje, ako se koristi žica promjera 0,6 i više, tada se mora izravnati tako da nema ni najmanjeg savijanja i čvrsto leži pri namotavanju, stegnite jedan kraj žice u škripcu i snažno ga provucite kroz suhu krpu, zatim namotajte potrebnom snagom, postupno namotavajući sloj po sloj. Ako morate napraviti pauzu, osigurajte zavojnicu i žicu, inače ćete morati sve ponoviti. Ponekad pripremni rad oduzima puno vremena, ali isplati se da biste dobili kvalitetan rezultat.
4. Da biste praktično odredili broj zavoja po voltu, za željezo koje nađete u staji, možete žicom namotati namot oko jezgre. Radi praktičnosti, bolje je navijati višestruko od 10, tj. 10 zavoja, 20 zavoja ili 30 zavoja, namatanje više nema puno smisla. Zatim postupno primjenjujemo napon iz LATR-a, povećavajući ga od 0 dok jezgra koja se testira ne počne zujati, to je granica. Zatim podijelimo dobiveni napon dobiven iz LATR-a s brojem zavoja namotaja i dobijemo broj zavoja po voltu, ali malo povećamo ovu vrijednost. U praksi je bolje namotati dodatni namot s slavinama za odabir napona i struje praznog hoda.
5. Prilikom rastavljanja i sastavljanja jezgri oklopa, obavezno označite polovice kako pristaju i ponovno ih sastavite obrnutim redoslijedom, inače ćete čuti zujanje i zveckanje. Ponekad se zujanje ne može izbjeći ni pravilnom montažom, pa je preporučljivo sastaviti jezgru i pričvrstiti je nečim (ili je sastaviti na stolu, te staviti veliki uteg kroz komad daske na vrhu), staviti napon i pokušati pronađite dobar položaj za polovice i tek ga onda konačno osigurajte. Ovaj savjet također pomaže: stavite gotov sastavljeni transformator u lak, a zatim ga dobro osušite na temperaturi dok se potpuno ne osuši (ponekad koriste epoksidnu smolu, lijepe krajeve i suše do potpune polimerizacije pod težinom).

Spajanje namota pojedinih transformatora

Ponekad je potrebno dobiti napon potrebne vrijednosti ili struju veće vrijednosti, a dostupni su i gotovi zasebni unificirani transformatori, ali za niži napon od potrebnog postavlja se pitanje: je li moguće uključiti pojedinačne transformatore zajedno kako bi se dobila potrebna vrijednost struje ili napona?
Da bi se iz dva transformatora dobio konstantan napon, npr. 600 volti istosmjerne struje, potrebno je imati dva transformatora koji bi nakon ispravljača davali 300 volti i nakon njihovog serijskog spajanja s dva izvora konstantnog napona, dobivamo 600 volti na izlazu.

Određivanje snage energetskog transformatora

Za izradu transformatorskih izvora napajanja potreban je jednofazni energetski transformator, koji smanjuje izmjenični napon mreže od 220 volti na potrebnih 12-30 volti, koji se zatim ispravlja diodnim mostom i filtrira elektrolitskim kondenzatorom.

Ove transformacije električne struje su neophodne jer je bilo koja elektronička oprema sastavljena na tranzistorima i mikro krugovima, koji obično zahtijevaju napon ne veći od 5-12 volti.

Da biste sami sastavili napajanje, početnik radio amater mora pronaći ili kupiti odgovarajući transformator za buduće napajanje. U iznimnim slučajevima možete sami napraviti energetski transformator. Takve preporuke mogu se naći na stranicama starih knjiga o radioelektronici.

Ali danas je lakše pronaći ili kupiti gotov transformator i koristiti ga za izradu vlastitog napajanja.

Potpuni proračun i samostalna proizvodnja transformatora prilično je težak zadatak za početnika radio amatera. Ali postoji i drugi način. Možete koristiti rabljeni transformator koji se može servisirati. Za napajanje većine domaćih dizajna dovoljno je napajanje male snage snage 7-15 vata.

Ako je transformator kupljen u trgovini, tada, u pravilu, nema posebnih problema s odabirom pravog transformatora. Novi proizvod ima naznačene sve svoje glavne parametre, kao npr vlast, ulazni napon, izlazni napon, kao i broj sekundarnih namota, ako ih ima više.

Ali što ako naiđete na transformator koji je već radio u nekom uređaju i želite ga ponovno upotrijebiti za dizajn vlastitog napajanja? Kako barem približno odrediti snagu transformatora? Snaga transformatora vrlo je važan parametar, budući da će pouzdanost napajanja ili drugog uređaja koji sastavite izravno ovisiti o njemu. Kao što znate, snaga koju troši elektronički uređaj ovisi o struji koju troši i naponu potrebnom za njegov normalan rad. Približno se ova snaga može odrediti množenjem struje koju troši uređaj ( Ja n na napon napajanja uređaja ( U n). Mislim da su mnogi upoznati s ovom formulom iz škole.

P=U n * I n

Gdje U n– napon u voltima; Ja n– struja u amperima; P– snaga u vatima.

Pogledajmo određivanje snage transformatora na stvarnom primjeru. Trenirati ćemo na transformatoru TP114-163M. Ovo je transformator tipa oklopa, koji je sastavljen od utisnutih W-oblika i ravnih ploča. Vrijedno je napomenuti da transformatori ove vrste nisu najbolji u smislu učinkovitost (Učinkovitost). No dobra vijest je da su takvi transformatori široko rasprostranjeni, često se koriste u elektronici i lako ih je pronaći na policama radio trgovina ili u staroj i neispravnoj radio opremi. Osim toga, oni su jeftiniji od toroidalnih (ili, drugim riječima, prstenastih) transformatora, koji imaju visoku učinkovitost i koriste se u prilično snažnoj radio opremi.

Dakle, pred nama je transformator TP114-163M. Pokušajmo okvirno odrediti njegovu snagu. Kao osnovu za izračune uzet ćemo preporuke iz popularne knjige V.G. Borisov "Mladi radioamater".

Za određivanje snage transformatora potrebno je izračunati poprečni presjek njegove magnetske jezgre. U odnosu na transformator TP114-163M, magnetska jezgra je skup utisnutih W-oblika i ravnih ploča izrađenih od elektrotehničkog čelika. Dakle, za određivanje poprečnog presjeka potrebno je pomnožiti debljinu skupa ploča (vidi fotografiju) sa širinom središnjeg režnja ploče u obliku slova W.

Prilikom izračuna morate poštivati ​​dimenzije. Bolje je izmjeriti debljinu seta i širinu središnje latice u centimetrima. Izračuni se također moraju napraviti u centimetrima. Dakle, debljina skupa transformatora koji se proučava bila je oko 2 centimetra.

Zatim ravnalom izmjerite širinu središnje latice. Ovo je teži zadatak. Činjenica je da transformator TP114-163M ima gusti set i plastični okvir. Stoga je središnja latica ploče u obliku slova W praktički nevidljiva, prekrivena je pločom i prilično je teško odrediti njezinu širinu.

Širina središnje latice može se izmjeriti sa strane, prve ploče u obliku slova W u razmaku između plastičnog okvira. Prva ploča nije nadopunjena ravnom pločom te je stoga vidljiv rub središnjeg režnja ploče W-oblika. Širina mu je bila oko 1,7 centimetara. Iako je navedeni izračun indikativan, ali ipak je poželjno provesti mjerenja što je točnije moguće.

Množimo debljinu kompleta magnetske jezgre ( 2 cm.) i širina središnjeg režnja ploče ( 1,7 cm.). Dobivamo presjek magnetskog kruga - 3,4 cm 2. Zatim nam je potrebna sljedeća formula.

Gdje S– površina poprečnog presjeka magnetskog kruga; P tr– snaga transformatora; 1,3 – prosječni koeficijent.

Nakon nekoliko jednostavnih transformacija, dobivamo pojednostavljenu formulu za izračun snage transformatora na temelju presjeka njegovog magnetskog kruga. Evo je.

Zamijenimo vrijednost odjeljka u formulu S = 3,4 cm 2 koje smo ranije dobili.

Kao rezultat izračuna dobivamo približnu vrijednost snage transformatora od ~ 7 W. Takav transformator je sasvim dovoljan za sastavljanje napajanja za monofono audio pojačalo od 3-5 vata, na primjer, na temelju čipa pojačala TDA2003.

Evo još jednog od transformatora. Označeno kao PDPC24-35. Ovo je jedan od predstavnika transformatora - "dječjih". Transformator je vrlo minijaturan i, naravno, male snage. Širina središnje latice ploče u obliku slova W je samo 6 milimetara (0,6 cm).

Debljina kompleta ploča cijelog magnetskog kruga je 2 centimetra. Prema formuli, snaga ovog mini-transformatora je oko 1 W.

Ovaj transformator ima dva sekundarna namota, čija je najveća dopuštena struja vrlo mala i iznosi nekoliko desetaka miliampera. Takav se transformator može koristiti samo za napajanje krugova s ​​malom potrošnjom struje.