Ο απλούστερος υπολογισμός των μετασχηματιστών ισχύος και των αυτομετασχηματιστών
Μερικές φορές πρέπει να φτιάξετε τον δικό σας μετασχηματιστή ισχύος για τον ανορθωτή. Σε αυτή την περίπτωση, ο απλούστερος υπολογισμός των μετασχηματιστών ισχύος με ισχύ έως 100-200 W πραγματοποιείται ως εξής.
Γνωρίζοντας την τάση και το υψηλότερο ρεύμα που πρέπει να παρέχει η δευτερεύουσα περιέλιξη (U2 και I2), βρίσκουμε την ισχύ του δευτερεύοντος κυκλώματος: Παρουσία πολλών δευτερευόντων περιελίξεων, η ισχύς υπολογίζεται προσθέτοντας τις δυνάμεις των μεμονωμένων περιελίξεων.
Επίσης, λαμβάνοντας την απόδοση ενός μετασχηματιστή χαμηλής ισχύος ίσης με περίπου 80%, προσδιορίζουμε την κύρια ισχύ:
Η ισχύς μεταφέρεται από το πρωτεύον στο δευτερεύον μέσω της μαγνητικής ροής στον πυρήνα. Επομένως, η τιμή ισχύος P1 εξαρτάται από την περιοχή διατομής του πυρήνα S, η οποία αυξάνεται με την αύξηση της ισχύος. Για έναν πυρήνα κατασκευασμένο από κανονικό χάλυβα μετασχηματιστή, το S μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:
όπου s είναι σε τετραγωνικά εκατοστά και P1 σε watt.
Η τιμή του S καθορίζει τον αριθμό των στροφών w' ανά βολτ. Όταν χρησιμοποιείτε χάλυβα μετασχηματιστή
Εάν πρέπει να φτιάξετε έναν πυρήνα από χάλυβα χαμηλότερης ποιότητας, για παράδειγμα, από κασσίτερο, σίδερο στέγης, χάλυβα ή σύρμα σιδήρου (πρέπει να προθερμανθούν για να γίνουν μαλακοί), τότε τα S και w' πρέπει να αυξηθούν κατά 20-30%
Τώρα μπορείτε να υπολογίσετε τον αριθμό των στροφών των πηνίων
και τα λοιπά.
Στη λειτουργία φορτίου, μπορεί να υπάρξει αισθητή απώλεια μέρους της τάσης στην αντίσταση των δευτερευόντων περιελίξεων. Επομένως, συνιστάται να λαμβάνουν τον αριθμό των στροφών κατά 5-10% περισσότερο από τον υπολογισμό.
Πρωτεύον ρεύμα
Οι διάμετροι των συρμάτων περιέλιξης καθορίζονται από τις τιμές των ρευμάτων και βασίζονται στην επιτρεπόμενη πυκνότητα ρεύματος, η οποία για τους μετασχηματιστές λαμβάνεται ως μέσος όρος 2 A / mm2. Σε μια τέτοια πυκνότητα ρεύματος, η διάμετρος του σύρματος χωρίς μόνωση κάθε περιέλιξης σε χιλιοστά προσδιορίζεται από τον πίνακα. 1 ή υπολογίζεται με τον τύπο:
Όταν δεν υπάρχει καλώδιο της απαιτούμενης διαμέτρου, τότε μπορούν να ληφθούν αρκετά λεπτότερα σύρματα συνδεδεμένα παράλληλα. Το συνολικό εμβαδόν διατομής τους πρέπει να είναι τουλάχιστον αυτό που αντιστοιχεί στον υπολογισμένο μονό αγωγό. Η περιοχή διατομής του σύρματος προσδιορίζεται σύμφωνα με τον πίνακα. 1 ή υπολογίζεται με τον τύπο:
Για περιελίξεις χαμηλής τάσης που έχουν μικρό αριθμό στροφών χονδρού σύρματος και βρίσκονται πάνω από άλλες περιελίξεις, η πυκνότητα ρεύματος μπορεί να αυξηθεί σε 2,5 ή ακόμα και 3 A / mm2, καθώς αυτές οι περιελίξεις έχουν καλύτερη ψύξη. Στη συνέχεια, στον τύπο για τη διάμετρο του σύρματος, ο σταθερός συντελεστής αντί για 0,8 θα πρέπει να είναι 0,7 ή 0,65, αντίστοιχα.
Τέλος, ελέγξτε την τοποθέτηση των πηνίων στο κύριο παράθυρο.Η συνολική επιφάνεια διατομής των στροφών κάθε περιέλιξης είναι (πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των στροφών w με την περιοχή διατομής του σύρματος ίση με 0,8d2 από, όπου dfrom είναι η διάμετρος του σύρματος στο μόνωση . Αυτό μπορεί να προσδιοριστεί από τον πίνακα 1, ο οποίος δείχνει επίσης τη μάζα του αγωγού. Προστίθενται οι διατομές όλων των περιελίξεων. Για να ληφθεί υπόψη περίπου η χαλαρότητα της περιέλιξης, η επίδραση του πλαισίου της μόνωσης σφραγίδες μεταξύ των περιελίξεων και των στρωμάτων τους, είναι απαραίτητο να αυξηθεί η περιοχή που βρέθηκε κατά 2-3 φορές Η περιοχή του παραθύρου του πυρήνα δεν πρέπει να είναι μικρότερη από την τιμή που προκύπτει από τον υπολογισμό.
Τραπέζι 1
Για παράδειγμα, ας υπολογίσουμε έναν μετασχηματιστή ισχύος για έναν ανορθωτή που τροφοδοτεί κάποια συσκευή σωλήνα κενού. Αφήστε τον μετασχηματιστή να έχει μια περιέλιξη υψηλής τάσης σχεδιασμένη για τάση 600 V και ρεύμα 50 mA, καθώς και περιέλιξη για λαμπτήρες θέρμανσης, με U = 6,3 V και I = 3 A. Τάση δικτύου 220 V.
Προσδιορίστε τη συνολική ισχύ των δευτερευόντων περιελίξεων:
Πρωταρχική δύναμη
Βρείτε την περιοχή διατομής του χαλύβδινου πυρήνα του μετασχηματιστή:
Αριθμός στροφών ανά βολτ
Πρωτεύον ρεύμα
Ο αριθμός των στροφών και η διάμετρος των συρμάτων των πηνίων είναι ίσοι:
• για πρωτεύον τύλιγμα
• για αύξηση της περιέλιξης
• για περιέλιξη λαμπτήρων πυρακτώσεως
Ας υποθέσουμε ότι το παράθυρο του πυρήνα έχει επιφάνεια διατομής 5×3 = 15 cm2 ή 1500 mm2 και οι διάμετροι των επιλεγμένων μονωμένων αγωγών είναι οι εξής: d1iz = 0,44 mm. d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.
Ας ελέγξουμε την τοποθέτηση των πηνίων στο κύριο παράθυρο. Βρίσκουμε την περιοχή διατομής των περιελίξεων:
• για πρωτεύον τύλιγμα
• για αύξηση της περιέλιξης
• για περιέλιξη λαμπτήρων πυρακτώσεως
Η συνολική επιφάνεια διατομής των περιελίξεων είναι περίπου 430 mm2.
Όπως μπορείτε να δείτε, είναι περισσότερο από τρεις φορές η περιοχή του παραθύρου και επομένως τα πηνία θα ταιριάζουν.
Ο υπολογισμός του αυτομετασχηματιστή έχει κάποιες ιδιαιτερότητες. Ο πυρήνας του δεν πρέπει να υπολογίζεται για τη συνολική δευτερεύουσα ισχύ P2, αλλά μόνο για εκείνο το τμήμα του που μεταδίδεται από τη μαγνητική ροή και μπορεί να ονομαστεί μετασχηματιστική ισχύς RT.
Αυτή η ισχύς καθορίζεται από τους τύπους:
— για έναν αυτομετασχηματιστή ανόδου
— για τον υποβιβαζόμενο αυτομετασχηματιστή και
Εάν ο αυτομετασχηματιστής έχει κρουνούς και θα λειτουργεί σε διαφορετικές τιμές του n, τότε στον υπολογισμό είναι απαραίτητο να ληφθεί η τιμή του n που είναι πιο διαφορετική από τη μονάδα, καθώς σε αυτή την περίπτωση η τιμή του Pt θα είναι η μεγαλύτερη και είναι απαραίτητος πυρήνας για να μπορεί να μεταδώσει τέτοια ισχύ.
Στη συνέχεια προσδιορίζεται η υπολογιζόμενη ισχύς P, η οποία μπορεί να ληφθεί ως 1,15 • RT. Ο συντελεστής 1,15 εδώ ευθύνεται για την απόδοση του αυτομετασχηματιστή, η οποία είναι συνήθως ελαφρώς υψηλότερη από αυτή του μετασχηματιστή. μι
Επιπλέον, εφαρμόζονται οι τύποι για τον υπολογισμό της επιφάνειας διατομής του πυρήνα (σε σχέση με την ισχύ P), τον αριθμό των στροφών ανά βολτ, τις προαναφερθείσες διαμέτρους καλωδίων για τον μετασχηματιστή. Πρέπει να σημειωθεί ότι στο τμήμα της περιέλιξης που είναι κοινό με τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα κυκλώματα, το ρεύμα είναι ίσο με I1 — I2 εάν ο αυτομετασχηματιστής αυξάνεται και I2 — I1 εάν μειώνεται.