Apskaičiuoti transformatorių mane išmokė dar 1972 m. profesinėje mokykloje. Skaičiavimas apytikslis, bet praktiškiems radijo mėgėjų projektams to visiškai pakanka. Visi skaičiavimo rezultatai suapvalinti į tą pusę, kuri užtikrina didžiausią patikimumą. Taigi, pradėkime. Pavyzdžiui, reikia 12V transformatoriaus ir 1A srovės, t.y. galiai P2 = 12V x 1A = 12VA. Tai galia antrinė apvija. Jei yra daugiau nei viena apvija, tada bendra galia yra lygi visų antrinių apvijų galių sumai.
Srovės transformatorius visada turi būti trumpasis jungimas, nebent jis būtų prijungtas prie išorinės apkrovos. Kadangi srovės transformatoriaus magnetinė grandinė yra skirta mažai įmagnetinimo srovei, kai ji yra pakrauta, dėl šio didelio įmagnetinimo srovės padidėjimo magnetinėje grandinėje bus sukurtas didelis srautas ir transformatorius veiks kaip pakopinis transformatorius, sukeldamas per didelę įtampą. antrinėje, kai netaikoma apkrova.
Kai transformatoriaus pirminė apvija maitinama kintamąja srove, kintamoji magnetinė jėgos linijos, vadinamas "srautu", cirkuliuoja per šerdį, sukurdamas magnetinį lauką. Transformatoriai perduoda efektyviai elektros energija iš vienos grandinės į kitą magnetine indukcija. Kiekviena transformatoriaus fazė susideda iš dviejų atskirų ritės apvijų, apvyniotų ant bendros šerdies.
Kadangi transformatoriaus efektyvumas yra apie 85%, pirminės apvijos iš pirminio tinklo paimama galia bus 1,2 karto didesnė daugiau galios antrinių apvijų ir yra lygus P1 = 1,2 x P2 = 14,4 VA. Be to, pagal gautą galią galite apytiksliai įvertinti, kokios šerdies reikia.
Sc = 1.3√P1, kur Sc – šerdies skerspjūvio plotas, P1 – pirminės apvijos galia.Ši formulė galioja gyslėms su W formos plokštelėmis ir su įprastu langu. neatsižvelgiama į pastarojo plotą. Nuo vertės, kuri tiek pat, kiek ir šerdies plotas, priklauso transformatoriaus galia.
Pirminė transformatoriaus apvija elektros energiją gauna iš maitinimo šaltinio. Kai pirminė apvija maitinama kintamąja srove, per šerdį cirkuliuoja kintamos magnetinės jėgos linijos, vadinamos „srautu“, sukurdamos magnetinį lauką.
Antrinė ritė su dvigubai didesniu apsisukimų dažniu nei pirminė kirps dvigubai daugiau, o kai bus varoma iš naujo pirminis stresas bus vadinama antrine. Šis transformatorius žinomas kaip pakopinis transformatorius. Atkreipkite dėmesį, kad pirminis signalas visada yra prijungtas prie maitinimo šaltinio, o antrinis - prie apkrovos. Aukštos arba žemos įtampos apvija gali būti pirminė arba antrinė.
Šerdims su išplėstu langu ši formulė negali būti naudojama. Taip pat formulėse pirminio tinklo dažnis yra 50 Hz. Taigi gavome: Sc \u003d 1,3 x √14,4 \u003d 4,93 cm. Maždaug 5 kvadratiniai centimetrai. Žinoma, galite paimti didesnę šerdį, kuri užtikrins didesnį patikimumą. Žinodami šerdies skerspjūvio plotą, galite nustatyti apsisukimų skaičių viename volte. W1volt \u003d 50 / Sc tai už mūsų atvejis reiškia, kad norint gauti 12 voltų transformatoriaus išėjime, turime apvynioti W2 \u003d U2 x 50/Sc = 12 x 50/5 = 120 apsisukimų Natūralu, kad pirminės apvijos apsisukimų skaičius bus lygus W1volt x 220 V. Gauname 2200 apsisukimų.
Bendra indukuota įtampa kiekvienoje apvijoje yra proporcinga tos apvijos apsisukimų skaičiui, o srovė atvirkščiai proporcinga ir įtampai, ir apsisukimų skaičiui. Jei įtampa didėja, srovė turi būti sumažinta ir atvirkščiai. Jei nėra čiaupų keitiklio, apsisukimų skaičius išlieka pastovus. Jei transformatoriaus pirminė įtampa yra 110 voltų, pirminė - 100, o antrinė - 400, kokia bus antrinė įtampa?
Jei pirminė srovė yra 20 A, kokia bus antrinė srovė? Kadangi tarp posūkių pirminėje ir antrinės grandinės yra santykis nuo 1 iki 4, tarp pirminės ir antrinės įtampos turi būti 1:4 ir tarp pirminės ir antrinės srovių santykis 4:1.
D2 = 0,7 x √I2; kur I2 yra antrinės apvijos srovė amperais.
D2 = 0,7 x √1 = 0,7 mm.
Norėdami nustatyti pirminės apvijos laido skersmenį, randame per jį tekančią srovę. I1 \u003d P1 / U1 \u003d 0,065A.
D1 \u003d 0,7 x √0,065 \u003d 0,18 mm.
Štai ir visas skaičiavimas. Pagrindinis jo trūkumas yra tai, kad neįmanoma nustatyti, ar šerdies lange apvijos bus pašalintos, kitaip viskas yra tvarkoje.
Didėjant įtampai, srovė mažėja, išlaikant voltų laiką D.C.. Apskaičiuokite kiekvieno santykį trifazė apvija remiantis linija iki nulinės apvijos įtampos. Padalinti linijos įtampa apvija ant 732, kad gautumėte tinkamą įtampą iš linijos į neutralią.
Patikrinkite čiaupo keitiklio padėtį, kad įsitikintumėte, jog jis nustatytas ten, kur nustatyta įtampa, nurodyta duomenų lentelėje. Priešingu atveju sukimosi santykio matavimo informacijos negalima palyginti su vardine plokštele. Sukimosi santykio bandymas gali nustatyti, kas rodo izoliacijos praradimą, nustatant, ar yra teisingas sukimosi santykis. Trumpi posūkiai gali atsirasti dėl trumpieji jungimai arba dielektrinių gedimų.
Ir dar šiek tiek. Koeficientas „50“ apvijų skaičiaus viename volte apskaičiavimo formulėje lemia bendrą apvijų apsisukimų skaičių, konkrečiu atveju kuo daugiau pasirinksite šį koeficientą, kuo daugiau apsisukimų pirminėje apvijoje, tuo mažesnė ramybės būsena. transformatoriaus srovė, kuo mažesnis jo šildymas, tuo mažesnis išorinis magnetinis laukas, tuo mažiau trikdžių montuojant radijo įrangą. Tai labai svarbu, kai susiduriate su analoginėmis sistemomis. Kartą, labai seniai, kai aidėjimas dar buvo juostos pagrindu, į mane kreipėsi vieno VIA draugai. Jų gautas aidėjimas garsėjo dideliu kintamosios srovės garsu ir buvo gana stiprus. Pajėgumo padidėjimas elektrolitiniai kondensatoriai maitinimo filtre nieko neprivedė. Bandyta ekranuoti lentas – nulis. Kai atsukau transą ir pradėjau keisti jo vietą instaliacijos atžvilgiu, paaiškėjo, kad foną lėmė jo magnetinis klaidinantis laukas. Ir tada aš prisiminiau šį „50“. Išmontuotas tr-r. Nustačiau, kad apsisukimų skaičiui apskaičiuoti naudotas koeficientas 38. Perskaičiavau tr-r su koeficientu. lygus 50, suvynioti reikiamą skaičių apsisukimų į apvijas (laimei, vieta leido) ir fonas dingo. Taigi, jei užsiimate ULF įranga, o tuo labiau su jautriais įėjimais, tuomet patariu rinktis šį koeficientą iki 60.
Matavimai atliekami taikant žinomą žemą įtampą vienoje apvijoje ir išmatuojant atitinkamos apvijos indukuotą įtampą. Žemoji įtampa dažniausiai įvedama per aukštos įtampos apviją, kad indukuota įtampa būtų mažesnė, mažėtų.
Pažiūrėkite į vardinėje plokštelėje esančią fazių schemą, kad pamatytumėte, kuri pirminio apvija atitinka antrinės apviją. Įtampos santykis, gautas atliekant bandymą, lyginamas su vardinės lentelės įtampos santykiu. Daugeliui praktinių tikslų būtina padidinti arba sumažinti kintamosios srovės kiekį. Transformatorius yra elektrinis įtaisas, skirtas paversti žemą įtampą į aukštą arba atvirkščiai, naudojant abipusės indukcijos principą. Elektroninėse ir elektrinėse srityse galima rasti įvairių transformatorių konstrukcijų.
Ir dar šiek tiek. Tai apie patikimumą. Tarkim, pas jus transformatorius su pirminės apvijos apsisukimų skaičiumi prie 220V koeficientas 38, o aš apvijų skaičių 55. T.y. mano apsisukimų skaičius bus maždaug pusantro karto didesnis nei jūsų, o tai reiškia, kad 220 x 1,45 \u003d 318 voltų tinklo perkrova jam bus „ant peties“. Padidėjus šiam koeficientui, įtampa tarp gretimų posūkių ir tarp apvijų sluoksnių mažėja, o tai sumažina posūkių ir tarpsluoksnių gedimų tikimybę. Tuo tarpu jo padidėjimas sukelia padidėjimą aktyvus pasipriešinimas apvijos, didinant vario kainą. Taigi viskas turi būti proto ribose. Jau parašyta daug programų transformatoriams apskaičiuoti, o jas išanalizavus prieinate prie išvados, kad daugelis autorių pasirenka minimalų koeficientą. Jei jūsų transformatoriuje yra vietos padidinti apsisukimų skaičių, būtinai jį padidinkite. Viso gero. K.V.Yu.
Viršuje matome, kas nutinka, kai indukuojama perteklinė energija, sistemos įkaista, todėl didėja laidų varža, o galiausiai medžiaga nebegali palaikyti reikiamos srovės, todėl transformatorius pučia. Transformatorius susideda iš dviejų ritių, kurios yra izoliuotos viena nuo kitos, turi nevienodą apsisukimų skaičių ir suvyniotos ant minkštos geležinės šerdies. Ritė, į kurią tiekiama energija, vadinama pirmine, o ritė, iš kurios gaminama energija, vadinama antrine.
Kiekvieno apsisukimų skaičius nurodomas atitinkamai simboliais \\ ir \\. Paprasto transformatoriaus konstrukcija parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje. Transformatorius veikia abipusės indukcijos principu. Kai pirminei apvijai tiekiama kintamoji įtampa, kintamoji srovė sukuria kintamą magnetinį srautą ir atitinkamai kintantį magnetinį lauką, krentantį ant antrinės ritės. Idealiam transformatoriui su be galo dideliu magnetiniu pralaidumu galima daryti prielaidą, kad visas magnetinis srautas praeina ir per pirminę, ir per antrinę ritę.
Paprasčiausias galios transformatoriaus skaičiavimas leidžia rasti šerdies skerspjūvį, apvijų apsisukimų skaičių ir laido skersmenį. kintamoji įtampa tinkle yra 220 V, rečiau 127 V ir labai retai 110 V. Tranzistoriams reikia pastovus slėgis 10 - 15 V, kai kuriais atvejais, pavyzdžiui, galingoms LF išėjimo pakopoms - 25 ÷ 50 V. Elektroninių vamzdžių anodo ir ekrano grandinėms dažniausiai naudojama pastovi 150 - 300 V įtampa, kaitinamųjų lempų grandinėms, kintamoji įtampa 6,3 V. Visos bet kuriam įrenginiui reikalingos įtampos gaunamos iš vieno transformatoriaus, kuris vadinamas galia.
Padalinę šiuos du ryšius, gauname tokią tarpusavio indukcijos lygtį. Tegul \\ ir \\ yra srovė bet kuriuo momentu atitinkamai pirminėje ir antrinėje ritėse. Kadangi daroma prielaida, kad keitiklis veikia idealiai, įėjimo galia turi būti lygi išėjimo galiai.
Iš tarpusavio indukcijos ir galios santykių randame. Kur \\ yra transformacijos koeficientas \\. Raskite pirminės apvijos apsisukimų skaičių. Taigi mūsų galutinis atsakymas yra \\. \\. Transformatorius turi 50 apsisukimų pirminėje apvijoje ir 100 apsisukimų antrinėje apvijoje.
Galios transformatorius pagamintas ant sulankstomos plieninės šerdies iš plonų W, rečiau U formos plokščių, izoliuotų viena nuo kitos, taip pat ištemptų juostų šerdies ShL ir PL tipo (1 pav.).
Jo matmenys, tiksliau, šerdies vidurinės dalies skerspjūvio plotas, parenkami atsižvelgiant į bendra galia, kurį transformatorius turi perduoti iš tinklo visiems savo vartotojams.
Kadangi srovė nesikeičia, nebus srauto, taigi ir abipusės indukcijos. Antrinės ritės įtampa bus 0 V. \\. Antrinis intensyvumas ir srovės stiprumas yra atitinkamai \\ ir \\. Kuris iš šių teiginių yra teisingas? Šiame elektros transformatoriuje nėra energijos nuostolių.
Transformatorius, kuris padidina įtampą, vadinamas pakopiniu transformatoriumi. \\ arba \\. Kadangi antrinė srovė mažesnė pirminė srovė, pirminė ritė susideda iš storos vielos, kad būtų palaikoma didelė srovė. Transformatoriaus efektyvumas apibrėžiamas kaip išėjimo galios ir įėjimo galios santykis. Jis žymimas graikiška raide \\.
Supaprastintas skaičiavimas nustato tokį ryšį: šerdies skerspjūvis S cm² kvadratu parodo bendrą transformatoriaus galią vatais.
Pavyzdžiui, transformatorius su šerdimi, kurios kraštinės yra 3 cm ir 2 cm (Sh-20 tipo plokštės, nustatytas storis 30 mm), tai yra, kurio šerdies skerspjūvio plotas yra 6 cm², gali sunaudoja 36 W iš tinklo ir ją „apdoroja“. Šis supaprastintas skaičiavimas duoda gana priimtinų rezultatų. Ir atvirkščiai, už elektros prietaisas mums reikia 36 W galios, tada ištraukę kvadratinę šaknį iš 36, sužinome, kad šerdies skerspjūvis turi būti 6 cm².
Tačiau dėl nuostolių tikrasis efektyvumas yra mažesnis nei 1, nors galima nesunkiai pasiekti apie 99 naudingumo koeficientą. Visada yra tam tikras srauto nuotėkis, t.y. ne visas srautas iš pirminės apvijos praeina per antrinę ritę dėl prasto sukibimo arba dėl oro tarpų šerdyje. Jį galima sumažinti suvyniojus ritinius vieną ant kito.
Kintamasis magnetinis srautas sukelia turbulentines sūkurines sroves geležies šerdyje ir sukelia kaitinimą. Poveikis sumažėja dėl sluoksniuotos šerdies. Šerdies įmagnetinimas pakartotinai keičiasi į priešingą magnetinį lauką. Susidariusios energijos sąnaudos šerdyje atrodo kaip šiluma ir yra sumažinamos naudojant magnetinę medžiagą su mažais histerezės nuostoliais.
Pavyzdžiui, jis turėtų būti surinktas iš Sh-20 plokščių, kurių nustatytas storis 30 mm, arba iš Sh-30 plokščių, kurių nustatytas storis 20 mm, arba iš Sh-24 plokščių, kurių nustatytas storis 25 mm, ir pan. įjungta.
Šerdies skerspjūvis turi būti suderintas su galia, kad šerdies plienas nepatektų į magnetinio prisotinimo sritį. Taigi išvada: skerspjūvis visada gali būti per didelis, tarkime, vietoj 6 cm², paimkite šerdį, kurios skerspjūvis yra 8 cm² arba 10 cm². Blogiau nebus. Tačiau nebegalima imti šerdies, kurios skerspjūvis yra mažesnis už apskaičiuotą, nes šerdis pateks į soties sritį, o jos apvijų induktyvumas sumažės, sumažės jų indukcinė varža, padidės srovės, transformatorius perkais ir suges.
Kai kurie iš daugelio transformatoriaus naudojimo būdų yra išvardyti taip. Šiaurės Amerikoje ir aš tikiu, kad Europoje elektros kodeksai draudžia naudoti įprastus elektros rozetė vonios kambariuose, tačiau nuo žemės izoliuotose rozetėse leidžiama maitinti elektrinius skustuvus. Žemiau pateikiami tipiško skustuvo lizdo, kuris kažkada buvo paplitęs čia, Kanadoje, vaizdas iš priekio ir galo. Atsiradus įžeminimo grandinės pertraukikliams, dabar jie iš esmės yra pasenę, tačiau vis dar galima rasti elektros gelbėjimo parduotuvėse.
AT galios transformatorius kelios apvijos. Pirma, tinklas, įtrauktas į tinklą, kurio įtampa yra 220 V, taip pat yra pirminis.
Be tinklo apvijų, tinklo transformatorius gali turėti keletą antrinių, kurių kiekviena skirta savo įtampai. Lempų transformatoriuje paprastai yra dvi apvijos - 6,3 V kaitinamojo siūlelio apvija ir anodo lygintuvo padidinimo apvija. Tranzistoriniame transformatoriuje dažniausiai yra viena apvija, kuri maitina vieną lygintuvą. prie bet kurios kaskados ar mazgo, kurį reikia taikyti žemos įtampos, tada jis gaunamas iš to paties lygintuvo, naudojant gesinimo rezistorių arba įtampos daliklį.
Vienoje parduotuvėje prie mano namų yra begalė pasiūla ir jos labai nebrangios. Antrinis iš tikrųjų turi keletą apsisukimų daugiau nei pirminis, kad kompensuotų įtampos kritimą esant pilnai apkrovai. Jei šie transformatoriai turėtų šildytuvo apviją, jie būtų idealūs. Kaip paaiškėjo, gana lengva pridėti šildytuvo gyvatuką.
Tačiau pats pirmasis reikalavimas yra įsitikinti, kad transformatorius yra geros būklės. Turi būti atlikti pirminiai bandymai, siekiant įsitikinti, kad nėra vidinių šortų. Taigi kitas bandymas buvo palaikyti energiją ilgą laiką ir kas kelias minutes tikrinti temperatūrą. - apkrovos sąlygomis šie transformatoriai bus šiek tiek šilti, bet niekada neturėtų įkaisti. Jei jis tampa daugiau nei šiltas, jis yra sugedęs ir neturėtų būti naudojamas. Jei šie pirminiai bandymai bus sėkmingi, galime atlikti kelis paprastus matavimus ir pridėti šildytuvo apviją.
Apvijų apsisukimų skaičių lemia svarbi transformatoriaus charakteristika, kuri vadinama „apsukimų skaičiumi volte“ ir priklauso nuo šerdies skerspjūvio, jo medžiagos ir plieno rūšies. Įprastoms plieno rūšims „apsukimų skaičių volte“ galite rasti padalijus 50–70 iš šerdies skerspjūvio cm:
Taigi, paimkite šerdį, kurios skerspjūvis yra 6 cm², tada gausite apie 10 „apsukimų skaičių viename volte“.
Yra nemažai nuotraukų ir daug aprašymų, kurie gali reikšti, kad tai sudėtinga procedūra. Priešingai, tai padaryti gana paprasta, ir jei asmuo turi kelis pagrindinius rankinius įrankius ir pagrįstą priežiūrą, problemų neturėtų kilti. Šiame pavyzdyje naudojamas transformatorius turi šiuos vardinės lentelės duomenis.
Būtina išsiaiškinti, kiek apsisukimų reikia antrinio šildytuvo. Galime išardyti transformatorių ir atlikti bandomąsias apvijas, bet pasirodo, kad išardyti nereikia. Vietoj to, reikia palikti nepažeistą transformatorių ir pridėti maždaug 10 vijų bandomąją apviją labai mažo ilgio vielos, kuri yra pakankamai plona, kad būtų galima perverti per skylę šerdyje ir šiek tiek apvynioti ritę.