Man 1972. gadā arodskolā iemācīja aprēķināt transformatoru. Aprēķins ir aptuvens, bet praktiskiem radioamatieru projektiem ar to pietiek. Visi aprēķinu rezultāti ir noapaļoti uz pusi, kas nodrošina vislielāko ticamību. Tātad, sāksim. Piemēram, nepieciešams 12V transformators un 1A strāva, t.i. jaudai P2 = 12V x 1A = 12VA. Tas ir spēks sekundārais tinums. Ja ir vairāk nekā viens tinums, tad kopējā jauda ir vienāda ar visu sekundāro tinumu jaudu summu.
Strāvas transformatoram vienmēr jābūt īssavienojumam, ja vien tas nav pievienots ārējai slodzei. Tā kā strāvas transformatora magnētiskā ķēde ir paredzēta zemai magnetizējošajai strāvai, kad tiek noslogota, šis lielais magnetizējošās strāvas pieaugums radīs lielu plūsmu magnētiskajā ķēdē un liks transformatoram darboties kā paaugstinošam transformatoram, radot pārmērīgu augstu spriegumu. sekundārajā, kad netiek pielietota slodze.
Kad transformatora primārais tinums tiek darbināts ar maiņstrāvu, maiņstrāva magnētiskā spēka līnijas, ko sauc par "plūsmu", cirkulē caur serdi, izveidojot magnētisko lauku. Transformatori pārraida efektīvi elektriskā enerģija no vienas ķēdes uz otru ar magnētisko indukciju. Katra transformatora fāze sastāv no diviem atsevišķiem spoles tinumiem, kas uztīti uz kopīga serdeņa.
Tā kā transformatora efektivitāte ir aptuveni 85%, jauda, ko primārais tinums paņem no primārā tīkla, būs 1,2 reizes. vairāk jaudas sekundāros tinumus un ir vienāds ar P1 = 1,2 x P2 = 14,4 VA. Turklāt, pamatojoties uz saņemto jaudu, jūs varat aptuveni novērtēt, kāds kodols ir nepieciešams.
Sc = 1,3√P1, kur Sc ir serdes šķērsgriezuma laukums, P1 ir primārā tinuma jauda. Šī formula ir derīga serdeņiem ar W formas plāksnēm un ar parasto logu. neņem vērā pēdējās platību. No vērtības, kas tādā pašā mērā kā serdeņa laukums, ir atkarīga transformatora jauda.
Transformatora primārais tinums saņem elektrisko enerģiju no strāvas avota. Kad primārais tinums tiek darbināts ar maiņstrāvu, mainīgas magnētiskās spēka līnijas, ko sauc par "plūsmu", cirkulē caur serdi, izveidojot magnētisko lauku.
Sekundārā spole ar divreiz lielāku apgriezienu skaitu nekā primārajai bīdīs divreiz vairāk, un, to atkārtoti piedzinot primārais stress tiks saukts par sekundāro. Šis transformators ir pazīstams kā pakāpju transformators. Ņemiet vērā, ka primārais signāls vienmēr ir pievienots barošanas avotam un sekundārais signāls vienmēr ir pievienots slodzei. Augstsprieguma vai zemsprieguma tinums var būt primārais vai sekundārais.
Serdeņiem ar paplašinātu logu šo formulu nevar izmantot. Arī formulās primārā tīkla frekvence ir 50 Hz. Tātad mēs saņēmām: Sc \u003d 1,3 x √14,4 \u003d 4,93 cm. Apmēram 5 kvadrātcentimetri. Jūs, protams, varat ņemt lielāku serdi, kas nodrošinās lielāku uzticamību. Zinot serdes šķērsgriezuma laukumu, varat noteikt apgriezienu skaitu uz voltu. W1volt \u003d 50 / Sc this for mūsu gadījums nozīmē, ka, lai iegūtu 12 voltus pie transformatora izejas, mums ir nepieciešams uztīt W2 \u003d U2 x 50/Sc = 12 x 50/5 = 120 apgriezienus Protams, primārā tinuma apgriezienu skaits būs vienāds ar W1volt x 220 V. Mēs iegūstam 2200 apgriezienus.
Kopējais inducētais spriegums katrā tinumā ir proporcionāls apgriezienu skaitam šajā tinumā, un strāva ir apgriezti proporcionāla gan spriegumam, gan apgriezienu skaitam. Ja spriegums palielinās, strāva ir jāsamazina un otrādi. Ja nav krānu pārslēga, apgriezienu skaits paliek nemainīgs. Ja transformatora primārais spriegums ir 110 volti, primārajam ir 100 apgriezieni un sekundārajam ir 400 apgriezieni, kāds būs sekundārais spriegums?
Ja primārā strāva ir 20 A, kāda būs sekundārā strāva? Tā kā starp pagriezieniem primārajā un sekundārās ķēdes ir attiecība 1 pret 4, jābūt attiecībai 1 pret 4 starp primāro un sekundāro spriegumu un attiecībai 4 pret 1 starp primāro un sekundāro strāvu.
D2 = 0,7 x √I2; kur I2 ir sekundārā tinuma strāva ampēros.
D2 = 0,7 x √1 = 0,7 mm.
Lai noteiktu primārā tinuma stieples diametru, mēs atrodam, ka caur to plūst strāva. I1 \u003d P1 / U1 \u003d 0,065A.
D1 \u003d 0,7 x √0,065 \u003d 0,18 mm.
Tas ir viss aprēķins. Tās galvenais trūkums ir tas, ka nav iespējams noteikt, vai serdes logā tiks noņemti tinumi, pretējā gadījumā viss ir kārtībā.
Palielinoties spriegumam, strāva samazinās, saglabājot voltu laiku D.C.. Aprēķiniet katra attiecību attiecību trīsfāzu tinums pamatojoties uz līniju uz tinuma neitrālo spriegumu. Sadaliet līnijas spriegums tinumu uz 732, lai iegūtu pareizo spriegumu no līnijas uz neitrālu.
Pārbaudiet krāna pārslēga pozīciju, lai pārliecinātos, ka tas ir iestatīts tur, kur ir iestatīts spriegums uz datu plāksnītes. Pretējā gadījumā rotācijas koeficienta mērījumu informāciju nevar salīdzināt ar datu plāksnīti. Rotācijas koeficienta tests spēj noteikt, kas norāda uz izolācijas zudumu, nosakot, vai pastāv pareizais rotācijas koeficients. Īssavienojumus var izraisīt īssavienojumi vai dielektriskas kļūmes.
Un vēl mazliet. Koeficients "50" apgriezienu skaita uz voltu aprēķināšanai formulā nosaka kopējo tinumu apgriezienu skaitu, konkrētā gadījumā, jo vairāk izvēlaties šo koeficientu, jo vairāk apgriezienu primārajā tinumā, jo zemāks ir miera līmenis. transformatora strāva, jo mazāka ir tā sildīšana, jo mazāks ārējais magnētiskais lauks, jo mazāki traucējumi radioiekārtu uzstādīšanā. Tas ir ļoti svarīgi, ja jums ir darīšana ar analogajām sistēmām. Reiz, ļoti sen, kad reverbs vēl bija uz lentes, mani uzrunāja draugi no viena VIA. Viņu iegūtajam reverbam bija augsts maiņstrāvas troksnis, un tas bija diezgan spēcīgs. Jaudas palielināšana elektrolītiskie kondensatori barošanas avota filtrā ne pie kā nenoveda. Mēģināja aizsegt dēļus - nulle. Kad es atskrūvēju transu un sāku mainīt tā atrašanās vietu attiecībā pret instalāciju, kļuva skaidrs, ka fonu izraisīja tā magnētiskais izkliedētais lauks. Un tad es atcerējos šo "50". Demontēts tr-r. Noteicu, ka apgriezienu skaita aprēķināšanai izmantots koeficients 38. Pārrēķināju tr-r ar koeficientu. vienāds ar 50, uztinu vajadzīgo apgriezienu skaitu uz tinumiem (par laimi, vieta atļauta) un fons pazuda. Tātad, ja jūs nodarbojaties ar ULF aprīkojumu un vēl jo vairāk ar jutīgām ieejām, tad iesaku izvēlēties šo koeficientu līdz 60.
Mērījumus veic, pieliekot zināmu zemu spriegumu vienam tinumam un mērot inducēto spriegumu attiecīgajā tinumā. Zemspriegums parasti tiek pievadīts caur augstsprieguma tinumu, lai inducētais spriegums būtu zemāks, samazinoties.
Apskatiet datu plāksnītes fāzes diagrammu, lai redzētu, kurš primārā tinuma tinums atbilst sekundārās tinumam. Pārbaudē iegūto sprieguma attiecību salīdzina ar datu plāksnītes sprieguma attiecību. Daudzos praktiskos nolūkos ir nepieciešams palielināt vai samazināt maiņstrāvas daudzumu. Transformators ir elektriska ierīce zemsprieguma pārveidošanai uz augstu spriegumu vai otrādi, izmantojot savstarpējās indukcijas principu. Elektroniskajās un elektriskajās lietojumprogrammās ir pieejams plašs transformatoru dizainu klāsts.
Un vēl mazliet. Tas ir par uzticamību. Pieņemsim, ka jums ir transformators ar primārā tinuma apgriezienu skaitu pie 220 V koeficientam 38, un es uztinu apgriezienu skaitu ar koeficientu 55. T.i. mans pagriezienu skaits būs aptuveni pusotru reizi lielāks par jūsu, kas nozīmē, ka tīkla pārslodze 220 x 1,45 \u003d 318 volti viņam būs “uz pleca”. Palielinoties šim koeficientam, samazinās spriegums starp blakus esošajiem pagriezieniem un starp tinumu slāņiem, un tas samazina starppagriezienu un starpslāņu bojājumu iespējamību. Tikmēr tā palielināšanās izraisa pieaugumu aktīvā pretestība tinumi, palielinot vara izmaksas. Tāpēc visam jābūt saprāta robežās. Transformatoru aprēķināšanai jau ir uzrakstītas daudzas programmas, un, tos analizējot, jūs nonākat pie secinājuma, ka daudzi autori izvēlas minimālo koeficientu. Ja jūsu transformatoram ir vietas, lai palielinātu apgriezienu skaitu, noteikti palieliniet to. Uz redzēšanos. K.V.Yu.
Augšpusē redzams, kas notiek, ja tiek inducēta pārmērīga enerģija, sistēmas uzkarst, palielinot vadu pretestību, un galu galā materiāls vairs nevar uzturēt nepieciešamo strāvu, izraisot transformatora pūšanu. Transformators sastāv no divām spolēm, kuras ir izolētas viena no otras, ar nevienlīdzīgu apgriezienu skaitu un ir uztītas uz mīkstas dzelzs serdes. Spoli, kurai tiek piegādāta enerģija, sauc par primāro spoli, un spoli, no kuras tiek ražota enerģija, sauc par sekundāro spoli.
Apgriezienu skaits katrā ir norādīts attiecīgi ar simboliem \\ un \\. Vienkārša transformatora konstrukcija ir parādīta nākamajā attēlā. Transformators darbojas pēc savstarpējas indukcijas principa. Ja primārajam tinumam tiek pieslēgts maiņspriegums, maiņstrāva rada mainīgu magnētisko plūsmu un līdz ar to mainīgu magnētisko lauku, kas krīt uz sekundārās spoles. Ideālam transformatoram ar bezgalīgi augstu magnētisko caurlaidību var pieņemt, ka visa magnētiskā plūsma iziet gan caur primāro, gan sekundāro spoli.
Vienkāršākais jaudas transformatora aprēķins ļauj atrast serdeņa šķērsgriezumu, apgriezienu skaitu tinumos un stieples diametru. Maiņstrāvas spriegums tīklā ir 220 V, retāk 127 V un ļoti reti 110 V. Tranzistoriem nepieciešams pastāvīgs spiediens 10 - 15 V, dažos gadījumos, piemēram, jaudīgām LF izejas pakāpēm - 25 ÷ 50 V. Elektronu cauruļu anoda un ekrāna shēmām visbiežāk tiek izmantots pastāvīgs spriegums 150 - 300 V, kvēlspuldžu ķēdēm, maiņspriegums 6,3 V. Visus jebkurai ierīcei nepieciešamos spriegumus iegūst no viena transformatora, ko sauc par jaudu.
Sadalot abas attiecības, iegūstam šādu savstarpējās indukcijas vienādojumu. Lai \\ un \\ ir strāva jebkurā brīdī attiecīgi primārajā un sekundārajā spolē. Tā kā tiek pieņemts, ka pārveidotāja darbība ir ideāla, ieejas jaudai jābūt vienādai ar izejas jaudu.
No savstarpējās indukcijas un spēka attiecībām mēs atrodam. Kur \\ ir transformācijas koeficients \\. Atrodiet primārā tinuma apgriezienu skaitu. Tātad mūsu galīgā atbilde ir \\. \\. Transformatoram ir 50 apgriezieni primārajā tinumā un 100 apgriezieni sekundārajā tinumā.
Strāvas transformators izgatavots uz saliekamas tērauda serdes no plānām W, retāk U veida plāksnēm, kas izolētas viena no otras, kā arī stieptām ShL un PL tipa lentes serdeņiem (1. att.).
Tās izmēri vai, drīzāk, serdes vidusdaļas šķērsgriezuma laukums, tiek izvēlēti, ņemot vērā kopējā jauda, kas transformatoram jāpārnes no tīkla uz visiem saviem patērētājiem.
Tā kā strāva nemainās, nebūs plūsmas un līdz ar to arī savstarpējās indukcijas. Spriegums uz sekundārās spoles būs 0 V. \\. Sekundārā intensitāte un strāvas stiprums ir attiecīgi \\ un \\. Kurš no šiem apgalvojumiem ir pareizs? Šajā elektriskajā transformatorā nav enerģijas zudumu.
Transformatoru, kas palielina spriegumu, sauc par pakāpju transformatoru. \\ vai \\. Tā kā sekundārā strāva ir mazāka primārā strāva, primārā spole sastāv no bieza stieples, lai uzturētu augstu strāvu. Transformatora efektivitāte tiek definēta kā izejas jaudas attiecība pret ieejas jaudu. To apzīmē ar grieķu burtu \\.
Vienkāršots aprēķins nosaka šādu attiecību: serdes sekcija S cm², kvadrātā, parāda transformatora kopējo jaudu vatos.
Piemēram, transformators ar serdi, kura malas ir 3 cm un 2 cm (Sh-20 tipa plāksnes, iestatītais biezums 30 mm), tas ir, ar serdes šķērsgriezuma laukumu 6 cm², var patērē 36 W no tīkla un “apstrādā” to. Šis vienkāršotais aprēķins dod diezgan pieņemamus rezultātus. Un otrādi, par elektriskā ierīce mums ir nepieciešama 36 W jauda, pēc tam iegūstot kvadrātsakni no 36, mēs uzzinām, ka serdes šķērsgriezumam jābūt 6 cm².
Tomēr zaudējumu dēļ reālā efektivitāte ir mazāka par 1, lai gan var viegli sasniegt aptuveni 99 lietderību. Vienmēr ir kāda plūsmas noplūde, t.i. ne visa plūsma no primārā tinuma iet caur sekundāro spoli sliktas savienošanas vai gaisa spraugu dēļ serdenī. To var samazināt, tinot spoles vienu virs otras.
Mainīgā magnētiskā plūsma izraisa turbulentas virpuļstrāvas dzelzs kodolā un izraisa karsēšanu. Efekts ir samazināts, jo ir slāņveida kodols. Kodola magnetizācija atkārtoti mainās uz pretējo magnētisko lauku. Iegūtais enerģijas patēriņš kodolā parādās kā siltums, un to samazina, izmantojot magnētisku materiālu ar zemu histerēzes zudumu.
Piemēram, tas ir jāsamontē no Sh-20 plāksnēm ar iestatīto biezumu 30 mm vai no Sh-30 plāksnēm ar iestatīto biezumu 20 mm, vai no Sh-24 plāksnēm ar iestatīto biezumu 25 mm utt. ieslēgts.
Serdes šķērsgriezumam jābūt saskaņotam ar jaudu, lai serdes tērauds neietilpst magnētiskā piesātinājuma reģionā. Un no tā izriet secinājums: šķērsgriezumu vienmēr var ņemt pāri, teiksim, 6 cm² vietā ņem serdi ar šķērsgriezumu 8 cm² vai 10 cm². Sliktāk nekļūs. Bet vairs nav iespējams ņemt serdi, kura šķērsgriezums ir mazāks par aprēķināto, jo serde nonāks piesātinājuma apgabalā, un tā tinumu induktivitāte samazināsies, samazināsies to induktīvā pretestība, palielināsies strāvas, transformators pārkarst un neizdosies.
Daži no daudzajiem transformatora lietojumiem ir uzskaitīti šādi. Ziemeļamerikā un es uzskatu, ka Eiropā, elektriskie kodi aizliedz izmantot parasto elektrības kontaktligzda vannas istabās, tomēr no zemes izolētām kontaktligzdām ir atļauts darbināt elektriskos skuvekļus. Zemāk ir skats no priekšpuses un aizmugures uz tipisku skuvekļa izeju, kas kādreiz bija izplatīta šeit Kanādā. Līdz ar zemējuma defektu slēdžu parādīšanos tagad tie lielākoties ir novecojuši, taču tos joprojām var atrast elektriskajos glābšanas veikalos.
AT strāvas transformators vairāki tinumi. Pirmkārt, tīkls, kas iekļauts tīklā ar 220 V spriegumu, tas ir arī primārais.
Papildus tīkla tinumiem tīkla transformatoram var būt vairāki sekundārie, katrs savam spriegumam. Lampu transformatorā parasti ir divi tinumi - 6,3 V kvēldiega tinums un pastiprināšanas tinums anoda taisngriežam. Tranzistora transformatorā visbiežāk ir viens tinums, kas baro vienu taisngriezi. uz jebkuru kaskādi vai mezglu, kas jums jāpiemēro zemspriegums, tad to iegūst no tā paša taisngrieža, izmantojot dzēšanas rezistoru vai sprieguma dalītāju.
Vienā veikalā netālu no manas mājas ir bezgalīgs piedāvājums, un tie ir ļoti lēti. Sekundārajam faktiski ir par dažiem pagriezieniem vairāk nekā primārajam, lai kompensētu sprieguma kritumu pie pilnas slodzes. Ja šiem transformatoriem būtu sildītāja tinums, tie būtu ideāli. Kā izrādās, ir diezgan vienkārši pievienot sildītāja spoli.
Tomēr pati pirmā prasība ir pārliecināties, vai transformators ir labā darba kārtībā. Ir jāveic sākotnējās pārbaudes, lai pārliecinātos, ka nav iekšpuses šortu. Tātad nākamais tests bija uzturēt jaudu ilgāku laiku un pārbaudīt temperatūru ik pēc dažām minūtēm. - slodzes apstākļos šie transformatori būs nedaudz silti, taču tie nekad nedrīkst sakarst. Ja tas kļūst vairāk nekā silts, tas ir bojāts un to nevajadzētu lietot. Ja šie sākotnējie testi ir izturējuši, mēs varam veikt dažus vienkāršus mērījumus un pievienot sildītāja tinumu.
Apgriezienu skaitu tinumos nosaka svarīgs transformatora raksturlielums, ko sauc par "apgriezienu skaitu uz voltu", un tas ir atkarīgs no serdes šķērsgriezuma, tā materiāla un tērauda kvalitātes. Parastajiem tērauda veidiem varat atrast "apgriezienu skaitu uz voltu", dalot 50-70 ar serdes šķērsgriezumu cm:
Tātad, ņemiet serdi ar šķērsgriezumu 6 cm², tad par to jūs saņemat "apgriezienu skaitu uz voltu" aptuveni 10.
Ir diezgan daudz fotogrāfiju un daudz aprakstu, kas var norādīt, ka šī ir sarežģīta procedūra. Gluži pretēji, tas ir diezgan vienkārši izdarāms, un, kamēr personai ir daži pamata rokas instrumenti un saprātīga aprūpe, problēmām nevajadzētu rasties. Šajā piemērā izmantotajam transformatoram ir šādi datu plāksnītes dati.
Ir nepieciešams noskaidrot, cik apgriezienu ir nepieciešams sekundārajam sildītājam. Mēs varam izjaukt transformatoru un veikt testa tinumus, bet izrādās, ka demontāža nav nepieciešama. Tā vietā ir jāatstāj transformators neskarts un jāpievieno testa tinums ar aptuveni 10 apgriezieniem ļoti maza izmēra stieples, kas ir pietiekami plānas, lai to varētu izvilkt cauri serdeņa caurumam un nedaudz aptīt ap spoli.