Het eerste dat u moet doen, is een stuk papier, een potlood en een multimeter nemen. Gebruik dit alles om de wikkelingen van de transformator te laten rinkelen en een diagram op papier te tekenen. Dit zou er ongeveer hetzelfde uit moeten zien als figuur 1.

De wikkelklemmen op de afbeelding moeten worden genummerd. Het is mogelijk dat er veel minder uitgangen zijn, in het eenvoudigste geval zijn het er maar vier: twee uitgangen van de primaire (netwerk)wikkeling en twee uitgangen van de secundaire wikkeling. Maar dit gebeurt niet altijd; vaker zijn er nog meerdere wikkelingen.

Sommige conclusies, ook al bestaan ​​ze, ‘rinkelen’ misschien nergens mee. Zijn deze wikkelingen kapot? Helemaal niet, hoogstwaarschijnlijk zijn dit afschermende wikkelingen die zich tussen andere wikkelingen bevinden. Deze uiteinden zijn meestal verbonden met een gemeenschappelijke draad - de "aarde" van het circuit.

Daarom is het raadzaam om de wikkelingsweerstanden in het resulterende diagram vast te leggen, aangezien het hoofddoel van het onderzoek het bepalen van de netwerkwikkeling is. De weerstand is in de regel groter dan die van andere wikkelingen, tientallen en honderden ohms. Bovendien, hoe kleiner de transformator, hoe groter de weerstand van de primaire wikkeling: de kleine diameter van de draad beïnvloedt en groot aantal draait. De weerstand van de neerwaartse secundaire wikkelingen is bijna nul - een klein aantal windingen en een dikke draad.

Rijst. 1. Schema van transformatorwikkelingen (voorbeeld)

Laten we aannemen dat we erin zijn geslaagd de wikkeling met de hoogste weerstand te vinden, en we kunnen dit als een netwerkwikkeling beschouwen. Maar u hoeft hem niet meteen op het netwerk aan te sluiten. Om explosies en andere onaangename gevolgen te voorkomen, proefdraaien Het beste kunt u dit doen door in serie met de wikkeling een gloeilamp van 220V met een vermogen van 60...100W aan te sluiten, waardoor de stroom door de wikkeling wordt beperkt tot 0,27...0,45A.

Het vermogen van de gloeilamp moet ongeveer overeenkomen met het totale vermogen van de transformator. Als de wikkeling correct is bepaald, gaat het lampje niet branden als laatste redmiddel, het filament is enigszins warm. In dit geval kunt u de wikkeling vrijwel veilig op het netwerk aansluiten; om te beginnen is het beter om een ​​zekering te gebruiken voor een stroomsterkte van niet meer dan 1...2A.

Als de lamp helder genoeg brandt, kan dit een wikkeling van 110...127V zijn. In dit geval moet u de transformator opnieuw bellen en de tweede helft van de wikkeling vinden. Verbind hierna de helften van de wikkelingen in serie en maak ze opnieuw opstarten. Als het lampje uitgaat, zijn de wikkelingen correct aangesloten. Verwissel anders de uiteinden van een van de gevonden halve windingen.

We gaan er dus van uit dat de primaire wikkeling is gevonden en dat de transformator op het netwerk is aangesloten. Het volgende dat u hoeft te doen, is de stroom meten stationair toerental primaire wikkeling. Voor een werkende transformator bedraagt ​​deze niet meer dan 10...15% van de nominale stroom onder belasting. Dus voor de transformator, waarvan de gegevens worden weergegeven in figuur 2, moet de nullaststroom, wanneer deze wordt gevoed vanuit een 220V-netwerk, in het bereik van 0,07...0,1A liggen, d.w.z. niet meer dan honderd milliampère.

Rijst. 2. Transformator TPP-281

Hoe de nullaststroom van een transformator te meten

De nullaststroom moet worden gemeten met een ampèremeter AC. In dit geval moeten de ampèremeterleidingen op het moment van aansluiting op het netwerk worden kortgesloten, omdat de stroom bij het inschakelen van de transformator honderd of meer keer hoger kan zijn dan de nominale stroom. Anders kan de ampèremeter eenvoudigweg doorbranden. Open vervolgens de ampèremeterkabels en bekijk het resultaat. Laat tijdens deze test de transformator 15...30 minuten werken en zorg ervoor dat er geen merkbare verwarming van de wikkeling optreedt.

De volgende stap is het meten van de spanning op de secundaire wikkelingen zonder belasting - nullastspanning. Laten we aannemen dat de transformator twee secundaire wikkelingen heeft en dat de spanning van elke wikkeling 24 V is. Bijna wat nodig is voor de hierboven besproken versterker. Vervolgens controleren we het draagvermogen van elke wikkeling.

Om dit te doen, moet u idealiter een belasting op elke wikkeling aansluiten laboratorium reostaat, en door de weerstand te veranderen, zorg ervoor dat de spanning op de wikkeling met 10-15%% daalt. Dit kan worden overwogen optimale belasting voor een bepaalde wikkeling.

Naast de spanningsmeting wordt ook de stroom gemeten. Als de gespecificeerde spanningsreductie optreedt bij een stroomsterkte van bijvoorbeeld 1A, dan is dit de nominale stroom voor de te testen wikkeling. Metingen moeten beginnen door de reostaatschuif R1 in de juiste positie te zetten volgens het diagram.

Figuur 3. Testcircuit voor de secundaire wikkeling van de transformator

In plaats van een reostaat kunt u als belasting gloeilampen of een stuk spiraal van een elektrisch fornuis gebruiken. Begin met meten met een lang stuk spiraal of door één gloeilamp aan te sluiten. Om de belasting te vergroten, kunt u de spiraal geleidelijk inkorten door deze met een draad aan te raken verschillende punten of het aantal aangesloten lampen één voor één vergroten.

Om de versterker van stroom te voorzien is één wikkeling met middelpunt nodig (zie artikel). We verbinden twee secundaire wikkelingen in serie en meten de spanning. Het moet 48V zijn, het aansluitpunt van de wikkelingen zal het middelpunt zijn. Als als gevolg van de meting de spanning aan de uiteinden van de in serie geschakelde wikkelingen nul is, moeten de uiteinden van een van de wikkelingen worden verwisseld.

In dit voorbeeld verliep alles vrijwel succesvol. Maar vaker komt het voor dat de transformator moet worden teruggespoeld, waardoor alleen de primaire wikkeling overblijft, wat bijna het halve werk is. Het berekenen van een transformator is een onderwerp voor een ander artikel. Hier hebben we alleen gesproken over het bepalen van de parameters van een onbekende transformator.

Inhoud:

Elk elektrisch apparaat heeft een nominale waarde elektrische stroom. Het wordt geleverd door een stroombron. Het kan zowel in het elektrische apparaat als buiten worden geplaatst extern apparaat. Een goed voorbeeld is een laptop, telefoon en vele andere apparaten. Ze bevatten een batterij die het apparaat van stroom voorziet offline-modus. Maar de hulpbron is beperkt en als deze op is, wordt het apparaat via een adapter aangesloten op een 220 V-voeding.

Sommige batterijen leveren slechts 3-5 volt. Daarom dient de adapter om de spanning te verlagen en gelijk te worden aan de batterijparameters. De belangrijkste functie bij het wijzigen van de spanningswaarde wordt uitgevoerd door transformatoren. Dit artikel zal nuttig zijn voor lezers die voor bepaalde doeleinden hun eigen voeding met een transformator willen maken.

Een beetje theorie

Laten we ons kort herinneren hoe een transformator is gestructureerd en wat erin gebeurt. Behoorlijk lang geleden, te oordelen naar de normen menselijk leven, werd het fenomeen ontdekt elektromagnetische inductie. Het is gebaseerd op fundamenteel verschil elektrische eigenschappen van een rechte geleider uit een bocht, als dezelfde wisselstroom erdoorheen wordt geleid. Dit is hoe de inductantieparameter verscheen. Bij elke nieuwe beurt neemt de inductantie toe. De extra toename wordt bereikt door de interne ruimte van de windingen te vullen met een materiaal met magnetische eigenschappen (kern).

De invloed van de kern op de stroming is echter beperkt. Zodra het volledig is gemagnetiseerd, verdwijnt het effect van het gebruik ervan.

• De grenstoestand van de kern, die overeenkomt met de volledige magnetisatie ervan, wordt verzadiging genoemd.

De windingen die bovenop de kern worden geplaatst, worden wikkelingen genoemd. Als er twee identieke wikkelingen op zitten, maar er slechts aan één ervan (primair) wisselspanning wordt geleverd, zal de spanning aan de klemmen van de andere wikkeling (secundair) dezelfde frequentie en grootte hebben als op de eerste wikkeling. Dit is waar de transformatie van elektriciteit zich manifesteert en het apparaat zelf wordt een transformator genoemd. Als er tussen de wikkelingen zit elektrisch contact, wordt het apparaat een autotransformator genoemd.

• De basis van de eigenschappen van een transformator is de kern (magneetkern). Daarom wordt de berekening van een transformator altijd uitgevoerd in verband met het materiaal en de vorm van het magnetische circuit.

De materiaalkeuze wordt bepaald door wervelstromen en daarmee gepaard gaande verliezen. Ze nemen toe met de frequentie van de spanning aan de klemmen van de primaire wikkeling. Op lage frequenties Er worden (50–100 Hz) stalen transformatorplaten gebruikt. Voor meer hoge frequenties(eenheden van kilohertz) - platen gemaakt van een speciale legering, bijvoorbeeld permalloy. Tientallen en honderden kilohertz zijn het toepassingsgebied van ferrietkernen. De typen (vorm en afmetingen, vooral de doorsnede langs de winding) van het magnetische circuit bepalen de hoeveelheid vermogen die in de secundaire wikkeling kan worden verkregen.

Een magnetische kern selecteren

De geometrische verhoudingen van industrieel geproduceerde kernen zijn standaard. Daarom worden ze geselecteerd op basis van de afmetingen van de dwarsdoorsnede binnen de spoel. Een andere parameter die de keuze van de magnetische kern beïnvloedt, is lekinductie. Het is minder voor gepantserde en toroïdale constructies. Het is niet nodig om iets te berekenen - tabellen zijn te vinden in talloze naslagwerken en hun analogen zijn beschikbaar op thematische websites op internet.

Het is bijvoorbeeld noodzakelijk om een ​​belasting met een vermogen van 100 W 12 V op het netwerk aan te sluiten. Met behulp van de onderstaande basistabel wordt de standaardgrootte van de magnetische kern geselecteerd. Maar vanwege de betrouwbaarheid houden we er rekening mee dat het VT-vermogen minder is dan VA plus deellast. Daarom gebruiken we een coëfficiënt van 1,43. Het benodigde vermogen en de standaardmaat worden als product verkregen, d.w.z. 143 VA. Selecteer met behulp van de tabel de dichtstbijzijnde hogere totale vermogenswaarde en het magnetische circuit:

Rekenvoorbeeld

Wij kiezen voor 150 VA en ShL25x32. In de tabel staat ook het aanbevolen aantal windingen per 1 volt - W0: 3,9. Daarom zal het aantal windingen W1 van de primaire wikkeling gelijk zijn aan het product van de netwerkspanning en W0:

Omdat het aantal windingen per 1 volt bekend is, is het eenvoudig om de secundaire wikkeling te berekenen. In het onderhavige geval zijn drie beurten niet genoeg, maar vier beurten zijn er veel. Om fouten te voorkomen, wikkelen we drie windingen en laten we een reserve draad achter die kan worden toegevoegd na het testen van de transformator onder belasting. Voor de netwerkwikkeldraad berekenen we de diameter op basis van de stroomsterkte. Het wordt bepaald op basis van het vermogen in de primaire wikkeling en netspanning. In de netwerkwikkeling zal de berekende stroomsterkte zijn:

In de secundaire wikkeling zal de stroom zijn:

Selecteer vervolgens, volgens de tabel, de draaddiameter bij een stroomdichtheid van 2,5 A/mm kV:

Voor de primaire wikkeling is de draaddiameter 0,59 mm, voor de secundaire wikkeling - 2,0 mm. Hierna moet je uitzoeken of de wikkelingen in de vensters van het magnetische circuit passen. Dit is eenvoudig te bepalen op basis van het aantal windingen en diameters van de draden, rekening houdend met de dikte van de spoelframes en lagen extra isolatie. Het wordt aanbevolen om een ​​schets te maken voor visuele berekening.

Als er meerdere secundaire wikkelingen zijn, moet het vermogen van elk ervan bekend zijn. Ze worden opgeteld om de parameters van de primaire wikkeling te verkrijgen. De berekening wordt vervolgens op soortgelijke wijze uitgevoerd als in het hierboven besproken voorbeeld. Maar de bepaling van stromen gebeurt op basis van de kracht van elke secundaire wikkeling.

Berekende gegevens in de vorm van tabellen worden gegeven in naslagwerken voor alle soorten kernen, maar bij bepaalde spanningsfrequenties van de primaire wikkeling:

Voor de beoogde belasting van 100 W selecteert u PL20x40-50

Als de vereiste parameters niet overeenkomen tabel waarden, moet je de formules gebruiken:

S0 – vensteroppervlak in het magnetische circuit,

Sc is de dwarsdoorsnede van het magnetische kernmateriaal langs de bocht,

Рг – totaal vermogen,

kf – spanningsgolfvormcoëfficiënt op de primaire wikkeling,

f – spanningsfrequentie op de primaire wikkeling,

j – stroomdichtheid in de wikkeldraad,

Bm - verzadigingsinductie van het magnetische circuit,

k0 – vulfactor van het magnetische circuitvenster,

ks – staalvulfactor.

Vereenvoudigde formules zijn alleen geldig voor de gevallen die door deze vereenvoudigingen worden gedefinieerd. Daarom kunnen ze niet alle mogelijke situaties bestrijken en zullen ze in de meeste gevallen geen aanvaardbare nauwkeurigheid bieden.

Bij het ontwerpen van transformatoren is de belangrijkste parameter het vermogen. Dit bepaalt de afmetingen van de transformator. In dit geval zal de belangrijkste bepalende factor zijn volledige kracht, gegeven aan de belasting:

Voor transformator met een groot aantal van de secundaire wikkelingen kan het totale vermogen worden bepaald door de vermogens op te tellen die worden verbruikt door de belastingen die op alle wikkelingen zijn aangesloten:

(2)

Bij een volledig resistieve belasting (geen inductieve of capacitieve componenten in de stroom) is het stroomverbruik actief en gelijk aan het afgegeven vermogen S 2. Bij het berekenen van een transformator belangrijke parameter is het typische of nominale vermogen van de transformator. Naast het totale vermogen houdt deze parameter rekening met het vermogen dat de transformator via de primaire wikkeling uit het netwerk verbruikt. Het typische transformatorvermogen wordt als volgt berekend:

(3)

Laten we het typische vermogen bepalen voor een transformator met twee wikkelingen. Totaal vermogen van de primaire wikkeling S 1 = U 1 I 1 waar U 1 , I 1 - effectieve waarden van spanning en stroom. Het is dit vermogen dat de afmetingen van de primaire wikkeling bepaalt. In dit geval hangt het aantal windingen van de primaire wikkeling van de transformator af van de ingangsspanning, de doorsnede van de draad hangt af van de maximale stroom die er doorheen vloeit ( effectieve waarde). Het totale vermogen van de transformator bepaalt de vereiste kerndoorsnede s c. Het kan als volgt worden berekend:

(4)

De spanning op de primaire wikkeling van de transformator kan uit de uitdrukking worden bepaald U 1 = 4k F W 1 fsB m, waarbij s het dwarsdoorsnedeoppervlak van de magnetische kern is, gedefinieerd als het product van de kernbreedte en de dikte ervan. Het equivalente dwarsdoorsnedeoppervlak van de transformatorkern is meestal kleiner en hangt af van de dikte van de platen of tape en de afstand daartussen. Daarom wordt bij het berekenen van de transformator de kernvulfactor geïntroduceerd, die wordt gedefinieerd als de verhouding van het equivalente dwarsdoorsnedeoppervlak van de magnetische kern tot zijn geometrische gebied. De waarde ervan is meestal gelijk aan k c = 1 ... 0,5 en is afhankelijk van de dikte van de tape. Voor geëxtrudeerde kernen (gemaakt van ferriet, alsifer of carbonylijzer) k c = 1. Dus s = k C S c en de uitdrukking voor de spanning van de primaire wikkeling van de transformator neemt volgende weergave:

U 1 = 4k F k C W 1 fs C B m (5)

Een soortgelijke uitdrukking kan worden geschreven voor de secundaire wikkeling. Bij een transformator met twee wikkelingen is het vermogen van de primaire wikkeling en het typische vermogen van de transformator gelijk. Het vermogen van de primaire wikkeling kan worden bepaald door de volgende uitdrukking:

U 1 = U 1 I 1 = 4k F k C fs C B M W 1 I 1 (6)

In dit geval wordt het typische vermogen van de transformator berekend met behulp van de volgende formule:

(7)

De verhouding tussen de stroom in de wikkeldraad en zijn doorsnede wordt de stroomdichtheid genoemd. In een correct berekende transformator is de stroomdichtheid in alle wikkelingen hetzelfde:

(8) waar S obm1, S obm2 - dwarsdoorsnede van de wikkelgeleiders.

Laten we de stromingen vervangen I 1 = js obm1 en I 2 = js exchange2, dan kan de som tussen haakjes van uitdrukking (7) als volgt worden geschreven: W 1 I 1 + W 2 I 2 = , J(S obm1 W 1 + S obm2 W 2) = js M, waar S m - dwarsdoorsnede van alle geleiders (koper) in het venster van de transformatorkern. Figuur 1 toont een vereenvoudigd transformatorontwerp, waarbij het kerngebied duidelijk zichtbaar is S s, gebied van het magnetische circuitvenster S ok en het gebied dat wordt ingenomen door de geleiders van de primaire en secundaire wikkelingen S M.

Figuur 1 Vereenvoudigd transformatorontwerp

Laten we de coëfficiënt van het vullen van het raam met koper introduceren. De waarde ervan ligt binnenin k m = 0,15 ... 0,5 en is afhankelijk van de dikte van de draadisolatie, het ontwerp van het wikkelframe, de tussenlaagisolatie en de wijze van opwikkelen van de draad. Dan js m= jk M S Oké, en de uitdrukking voor het typische vermogen van de transformator kan als volgt worden geschreven:

(9)

Uit uitdrukking (9) volgt dat het typische vermogen wordt bepaald door het product S Met S OK. Wanneer de lineaire afmeting van de transformator m keer toeneemt, zal het volume (massa) m³ keer toenemen en zal het vermogen vier keer m toenemen. Daarom verbeteren het specifieke gewicht en de afmetingen van transformatoren met toenemend nominaal vermogen. Vanuit dit oogpunt verdienen transformatoren met meerdere wikkelingen de voorkeur boven meerdere transformatoren met twee wikkelingen.

Bij het ontwikkelen van het ontwerp van transformatoren proberen ze de vulfactor van het kernvenster met wikkelingen te vergroten, omdat dit de waarde van het nominale vermogen verhoogt S type. Om dit doel te bereiken, moeten geleiders worden gewikkeld met rechthoekige doorsnede. Opgemerkt moet worden dat bij praktische berekeningen formule (9) wordt omgezet naar een handiger vorm.

(10)

Bij het berekenen van een transformator voor een gegeven belastingsvermogen, op basis van uitdrukking (10), wordt het product bepaald S Met S OK. Selecteer vervolgens met behulp van de map specifiek type en de grootte van de magnetische kern van de transformator, waarvoor deze parameter groter zal zijn dan of gelijk is aan de berekende waarde. Vervolgens beginnen ze het aantal windingen in de primaire en secundaire wikkelingen te berekenen. Bereken de diameter van de draad en controleer of de wikkelingen in het venster van het magnetische circuit passen.

Literatuur:

Lees samen met het artikel "Transformatorvermogen":

http://site/BP/KlassTransf/

http://site/BP/SxZamTransf/

De stroomtransformator is het meest eenvoudig voorbeeld transformatie elektrische energie. Zelfs bij voortdurende verbetering radio-elektronische apparaten en daarop gebaseerde voedingen, voedingen op basis van wisselspanningstransformatoren verliezen hun relevantie niet.

Transformatoren voor de stroomvoorziening zijn groot van formaat en zwaar, werken binnen een beperkt bereik van de toegestane ingangsspanning, maar zijn zeer eenvoudig te implementeren en zeer betrouwbaar en onderhoudbaar.

Soorten magnetische kernen

De basis van een AC-transformator is een magnetische kern, die bepaalde magnetische eigenschappen moet hebben. Transformatoren gebruiken staal met een speciale samenstelling en met een specifieke bewerking (transformatorijzer). Tijdens bedrijf van de transformator ontstaan ​​er wervelstromen in de magnetische kern, die de kern verwarmen en leiden tot een afname van het rendement van de transformator. Om wervelstromen te verminderen, is de kern niet monolithisch gemaakt, maar samengesteld uit dunne stalen platen of strips bedekt met een niet-geleidende oxidelaag.

Op basis van het gebruikte type metaal zijn kernen onderverdeeld in:

• Lamellair;
• Plakband.

Het eerste type kernen wordt samengesteld in de vorm van een pakket individuele platen met de juiste vorm, en het tweede wordt van tape gewikkeld. In de toekomst kan de tapekern in afzonderlijke segmenten worden gesneden om het opwikkelen van de draad te vergemakkelijken.

Kernen worden geclassificeerd op basis van het type magnetisch circuit:

• Gepantserd;
• Hengel.

Elk van de genoemde typen kan verschillen in de vorm van de platen of segmenten:

• Gepantserd;
• Ø-vormig;
• Ringvormig.

De vorm en het type van de kern hebben in theorie geen invloed op de berekeningsmethode, maar in de praktijk moet hier rekening mee worden gehouden bij het bepalen van het rendement en het aantal wikkelwindingen.

De ringkern (ringkern) heeft de beste eigenschappen. Een transformator gemaakt op een dergelijke magnetische kern zal maximale efficiëntie hebben en minimale stroom stationair toerental. Dit rechtvaardigt de grootste arbeidsintensiteit van het wikkelen, aangezien dit werk thuis uitsluitend met de hand wordt gedaan, zonder het gebruik van een wikkelmachine.

Initiële gegevens

De initiële gegevens op basis waarvan de transformator wordt berekend, zijn noodzakelijkerwijs:

• Netspanning;
• Spanning en aantal secundaire wikkelingen;
• Verbruiksstromen laden.

Voor volledige en nauwkeurige berekening Er moet rekening worden gehouden met een step-down transformator temperatuur regime, toegestane afwijkingen in de spanning van de primaire wikkeling en enkele andere factoren, maar de praktijk leert dat transformatoren vervaardigd volgens vereenvoudigde berekeningsgegevens voldoende hebben goede parameters. Vervolgens zullen we u vertellen hoe u een transformator kunt berekenen zonder toevlucht te nemen tot complexe en omslachtige berekeningen.

Berekeningsprocedure

De berekening van een vermogenstransformator begint met het bepalen van het totale vermogen. Om te beginnen wordt het totale totale vermogen van alle secundaire wikkelingen bepaald:

Het totale vermogen van de transformator wordt berekend op basis van het totaal, rekening houdend met de efficiëntie, die per apparaat varieert verschillende macht. De volgende indicatieve efficiëntiewaarden zijn experimenteel vastgesteld:

• Tot 50 W – 0,6 (60%);
• Van 50 tot 100 W – 0,7 (70%);
• Van 100 tot 150 W – 0,8 (80%).

Meer krachtige transformator heeft een rendement van 0,85.

De berekening van het totale vermogen ziet er dus als volgt uit:

Рг = efficiëntie∙Рс, waarbij Рс – totaal vermogen.

Op basis van het totale vermogen van de transformator kan het dwarsdoorsnedeoppervlak van het magnetische circuit worden bepaald:

Volgens deze formule wordt het vereiste dwarsdoorsnedeoppervlak verkregen in vierkante centimeters. Op basis van de verkregen gegevens wordt een kern met een vergelijkbare of iets grotere dwarsdoorsnedewaarde geselecteerd. Met behulp van opvouwbare kernen van W- en U-vormige platen kunt u de dikte van de set binnen bepaalde grenzen wijzigen door meerdere platen toe te voegen of te verwijderen.

Hoe bepaal je het vermogen van een onbekende transformator? Het is noodzakelijk om het oppervlak van de kern vierkant te maken, uitgedrukt in vierkante centimeters.

Let op! De dwarsdoorsnede van het magnetische circuit moet, indien mogelijk, een vorm hebben die dicht bij een vierkant ligt.

Na het selecteren van de magnetische kern berekenen we de wikkelgegevens. Als u een magnetische kern heeft en het dwarsdoorsnede-oppervlak kent, kunt u de transformatorwikkelingen berekenen (het aantal windingen in de wikkelingen). Het is sindsdien gebruikelijk om het aantal windingen per 1 V-spanning als basis te nemen voor de berekening gegeven nummer is voor alle wikkelingen hetzelfde en hangt af van de eigenschappen van de magnetische kern en de frequentie van de voedingsspanning. Volledige formule, dat rekening houdt met de netwerkfrequentie en magnetische inductie in de kern, is zeer complex en wordt vrijwel nooit gebruikt in berekeningen. In plaats daarvan wordt een vereenvoudigde versie gebruikt die alleen rekening houdt met het materiaal en het ontwerp van de kern:

N=k/S, waarbij k een coëfficiënt is uit de volgende lijst:

• W- en P-vormige magnetische circuitplaten – k = 60;
• Tapekern – k = 50;
• Ringkern magnetisch circuit – k = 40.

Zoals je kunt zien, tijdens het gebruik torusvormige kern het aantal beurten zal minimaal zijn.

Als u het aantal windingen per volt kent, kunt u eenvoudig de wikkelingsgegevens van de wikkelingen voor elke spanning bepalen:

Voor de primaire wikkeling zal dit zijn:

Let op! Omdat bij step-down transformatoren de doorsnede van de draad en het aantal windingen van de netwerkwikkeling groter zijn dan bij alle andere, zullen de ohmse verliezen in de draden ook hoger zijn, dus bij transformatoren met laag vermogen (tot 100 W ), moet met deze verliezen rekening worden gehouden door het aantal windingen van de primaire wikkeling met 5% te vergroten.

Als een staaftransformator wordt berekend, worden de wikkelingen meestal in tweeën gedeeld en gelijkmatig op beide staven gewikkeld. Delen van identieke wikkelingen worden dan in serie geschakeld.

Niet minder belangrijke fase De berekening van de transformator is bedoeld om de doorsnede van de wikkelingsgeleiders te bepalen. Hierbij wordt als basis genomen de waarde van de stroom in de draden die minimale verwarming veroorzaakt. Hoe hoger de doorsnede van de draad, hoe lager de stroomdichtheid per eenheidsdoorsnede en dus hoe minder verwarming. Maar een overmatige toename van de doorsnede van de wikkeldraden leidt tot een toename van de massa van de transformator, een stijging van de kosten, en ook de waarschijnlijkheid dat de wikkelingen eenvoudigweg niet in de vensters van het magnetische circuit passen.

Algemeen wordt aangenomen dat de optimale stroomdichtheid in wikkelingen 4-7 A per 1 mm2 bedraagt. Een lagere dichtheidswaarde wordt gebruikt om de dwarsdoorsnede van de draden van de primaire wikkeling of een andere wikkeling die zich dichter bij de kern van het magnetische circuit bevindt, te berekenen. Deze wikkelingen hebben de slechtste koelomstandigheden.

Om niet met stroomdichtheden te werken en complexe formules door het dwarsdoorsnedegebied om te zetten in diameter, kunt u de diameter berekenen met behulp van hun vereenvoudigde versie:

• d = 0,7∙√I – voor geleiders van de primaire wikkeling;
• d = 0,6∙√I – voor geleiders van secundaire wikkelingen.

Voor de wikkelingen wordt een geïsoleerde wikkeldraad gebruikt met een doorsnede die het dichtst bij de ontwerpdiameter ligt, maar niet minder dan deze.

Belangrijk! De formule geeft de berekende waarde voor een blanke draad, exclusief isolatie.

Om de diameter van een onbekende draad te meten, is een micrometer nodig. De diameter kun je ongeveer bepalen door tien windingen op een potlood te draaien en de lengte van de wikkeling te meten.

Om te bepalen of de wikkelingen in de vensters van het magnetische circuit passen, berekent u de vulfactor van het venster:

K=0,008∙(d12 ∙w1+ d22 ∙w2+ d32 ∙w3+…)/Swindow.

Als de resulterende waarde groter is dan 0,3, passen de wikkelingen niet en is het terugspoelen de helft afgewerkt apparaat Naar goed resultaat zal niet leiden. Er zijn verschillende manieren om eruit te komen:

• Gebruik een magnetische kern met een grote doorsnede;
• Verhoog de stroomdichtheid in de wikkelingen (niet meer dan 5%);
• Verminder het aantal windingen in alle wikkelingen tegelijk (ook niet meer dan 5%).

Het verminderen van het aantal windingen zal leiden tot een verhoogde nullaststroom en verliezen in de transformator, wat zich zal uiten in een stijging van de temperatuur. Daarom kan het gebruik van de laatste twee methoden alleen als laatste redmiddel worden aanbevolen.

Wikkelingen maken

De transformatorwikkelingen zijn gemaakt op een frame van isolatiemateriaal. Het frame kan massief of inklapbaar zijn. Ondanks de schijnbare complexiteit is een opvouwbaar frame eenvoudiger te maken en kunnen de afmetingen eenvoudig worden berekend zodat ze in elke bestaande kern passen. Van de materialen voor het frame kunt u getinax, textoliet of glasvezel nemen. In de wangen van het frame moet je gaten maken voor de kabels.

De wikkelklemmen zijn gemaakt van flexibel gevlochten draad, waardoor het soldeergebied zorgvuldig isoleert. Het wikkelen zelf wordt, indien mogelijk, beurtelings uitgevoerd. Deze wikkeling maakt een beter gebruik mogelijk vrije ruimte, vermindert het draadverbruik, en vooral: op de kruispunten van draden met slecht uitgevoerde wikkelingen bestaat het risico op schade aan de isolatie en kortsluiting tussen de draden. Deze regel is niet van toepassing op dunne draad met een diameter van minder dan 0,2 mm, omdat het erg moeilijk is om er thuis een gewone wikkeling op uit te voeren.

Elke wikkeling moet van elkaar worden geïsoleerd, vooral de primaire wikkeling. Voor isolatie kunt u meerdere lagen FUM-tape gebruiken. Het is gemaakt van fluorkunststof, dat goede elektrisch isolerende eigenschappen heeft.

Belangrijk! FUM-tape heeft een kleine dikte en fluorplastic is vloeibaar, dus je moet meerdere isolatielagen maken.

Transformator montage

De kwaliteit van de transformator hangt grotendeels af van de juiste montage van het magnetische circuit. Bij het monteren van een W-vormige pantserkern moeten aangrenzende platen afwisselend worden ingelegd verschillende kanten. Het platenpakket moet zo strak mogelijk worden gestapeld. Na montage moet het stevig worden vastgedraaid met schroeven. Een losse transformator zendt uit hard geluid tijdens het werken. Speciale aandacht er moet op worden gelet dat de W-vormige platen goed aansluiten op de vloerplaten. De kloof daartussen zal ertoe leiden dat de kern een open circuit krijgt, en dit impliceert het volgende:

• Verhoogde nullaststroom;
• Daling van de efficiëntie;
• Verhoogd magnetisch verstrooiingsveld.

Bij het assembleren van een gespleten stripkern moet u letten op de overeenstemming van de onderdelen met elkaar, omdat ze tijdens de productie worden aangepast door te slijpen. Om geluid te verminderen kunnen de uiteinden van de platenpakketten worden voorzien van een laklaag.

Let op! Delen van het magnetische tapecircuit vereisen een zorgvuldige behandeling, omdat gedelamineerde tapes vrijwel onmogelijk op hun oorspronkelijke plaats kunnen worden geïnstalleerd. De platen van de opvouwbare kern kunnen niet worden gebogen of aan stoten worden blootgesteld, omdat hierdoor de structuur van het metaal wordt verstoord en het zijn eigenschappen verliest. Als laatste redmiddel, naar beneden gebogen grote straal De platen moeten zorgvuldig met de hand worden rechtgetrokken en bij montage in het midden van het platenpakket worden geplaatst. Bij verder afreien zullen ze uitlijnen.

Het berekenen van een netwerktransformator is niet moeilijk. Het is belangrijker om de vereisten daarvoor te bepalen. De nauwkeurigheid van verdere berekeningen zal afhangen van de juistheid van de taak. Voor een vermogenstransformator kan de berekening ook gemakkelijk worden uitgevoerd met behulp van een online calculator. De step-uptransformator wordt op dezelfde manier berekend.

Video

Met de eenvoudigste berekening van een vermogenstransformator kunt u de doorsnede van de kern, het aantal windingen in de wikkelingen en de diameter van de draad vinden. AC-spanning in het netwerk is er 220 V, minder vaak 127 V en zeer zelden 110 V. Voor transistoren heb je nodig constante spanning 10 - 15 V, in sommige gevallen bijvoorbeeld voor krachtige laagfrequente eindtrappen - 25 ÷ 50 V. Voor de anode- en schermcircuits van elektronische lampen wordt meestal een constante spanning van 150 - 300 V gebruikt, voor de gloeilampencircuits, een wisselspanning van 6,3 V. Alle spanningen die nodig zijn voor elk apparaat worden verkregen uit één transformator, die een vermogenstransformator wordt genoemd.

De stroomtransformator is gemaakt op een opvouwbare stalen kern van dunne W-vormige, minder vaak U-vormige platen die van elkaar zijn geïsoleerd, evenals uitgeholde stripkernen van het ShL- en PL-type (Fig. 1).

De afmetingen, of beter gezegd, het dwarsdoorsnedeoppervlak van het middelste deel van de kern, worden gekozen rekening houdend met het totale vermogen dat de transformator van het netwerk naar al zijn consumenten moet overbrengen.

Een vereenvoudigde berekening legt de volgende relatie vast: de doorsnede van de kern S in cm², in het kwadraat, geeft het totale vermogen van de transformator in W.

Een transformator met een kern met zijden van 3 cm en 2 cm (platen van het type Sh-20, setdikte 30 mm), dat wil zeggen met een kerndoorsnede van 6 cm², kan bijvoorbeeld 36 W verbruiken. stroom uit het netwerk halen en deze ‘verwerken’. Deze vereenvoudigde berekening levert zeer aanvaardbare resultaten op. En omgekeerd, namelijk elektrisch apparaat 36 W vermogen nodig en vervolgens verwijderen vierkantswortel uit 36 ​​leren we dat de doorsnede van de kern 6 cm² moet zijn.

Het moet bijvoorbeeld worden samengesteld uit Sh-20-platen met een ingestelde dikte van 30 mm, of uit Sh-30-platen met een ingestelde dikte van 20 mm, of uit Sh-24-platen met een ingestelde dikte van 25 mm, enzovoort. op.

De kerndoorsnede moet op het vermogen worden afgestemd, zodat het kernstaal niet in het magnetische verzadigingsgebied valt. En vandaar de conclusie: de doorsnede kan altijd groter worden genomen, bijvoorbeeld in plaats van 6 cm² een kern nemen met een doorsnede van 8 cm² of 10 cm². Het zal niet erger worden. Maar het is niet langer mogelijk om een ​​​​kern te nemen met een kleinere doorsnede dan de berekende, omdat de kern in het verzadigingsgebied zal vallen en de inductie van zijn wikkelingen zal afnemen, hun inductieve weerstand zal afnemen, de stromen zullen toenemen , zal de transformator oververhitten en uitvallen.

Een stroomtransformator heeft meerdere wikkelingen. Ten eerste is het netwerk, aangesloten op een netwerk met een spanning van 220 V, ook primair.

Naast de netwerkwikkelingen kan een netwerktransformator meerdere secundaire wikkelingen hebben, elk met een eigen spanning. Een transformator voor buizen heeft meestal twee wikkelingen: een gloeidraadwikkeling van 6,3 V en een opwaartse wikkeling voor de anodegelijkrichter. Een transistortransformator heeft meestal één wikkeling die één gelijkrichter voedt. Wanneer een verlaagde spanning aan een cascade of knooppunt moet worden geleverd, wordt deze verkregen van dezelfde gelijkrichter met behulp van een dempingsweerstand of spanningsdeler.

Het aantal windingen in de wikkelingen wordt bepaald door een belangrijk kenmerk van de transformator, het “aantal windingen per volt”, en hangt af van de doorsnede van de kern, het materiaal ervan en de staalsoort. Voor gangbare staalsoorten kun je het ‘aantal windingen per volt’ vinden door 50-70 te delen door de kerndoorsnede in cm:

Neem dus een kern met een doorsnede van 6 cm², dan zal het "aantal windingen per volt" ongeveer 10 zijn.