Розрахунок діаметра дроту вторинної обмотки трансформатора. Розрахунок трансформатора теорія та практика

Електричний апарат- трансформатор використовується перетворення змінного напруги в інше - вихідне, наприклад: 220 У 12 В (саме це перетворення досягається використанням понижуючого трансформатора). Перш ніж розбиратися з тим, як розрахувати трансформатор, ви в першу чергу повинні мати знання про його структуру.

Найпростіший трансформатор є компонуванням магнітопроводу та обмоток 2-х видів: первинної та вторинної, спеціально намотаних на нього. Первинна обмотка сприймає таке, що подається змінна напругавід мережі (н-р: 220 В), а вторинна обмотка, за допомогою індуктивного зв'язку створює іншу змінну напругу. Різниця витків в обмотках впливає вихідну напругу.

Розрахунок ш-подібного трансформатора

Розглянемо з прикладу процес розрахунку звичайного Ш-образного трансформатора. Припустимо, дані параметри: сила струму навантаження i2=0,5А, вихідна напруга (напруга вторинної обмотки) U2 = 12В, напруга в мережі U1 = 220В.
Першим показником визначається потужність на виході: P2 = U2-i2 = 12-0,5 = 6 (Вт). Це означає, що подібна потужність передбачає використання магнітопроводу перетином близько 4 см2 (S=4).
Потім визначають кількість витків, необхідні одного вольта. Формула для цього виду трансформатора така: К=50/S=50/4=12,5 (витків/вольт).
Потім, визначають кількість витків в первинній обмотці: W1 = U1 K = 220 - 12,5 = 2750 (витків). А потім кількість витків, розташованих у вторинній обмотці: W2=U2K=1212,5=150.
Силу струму, що виникає в первинній обмотці, розрахуйте так: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30мА. . Відомо, що максимальна сила струму для дроту з міді дорівнює 5 амперам на мм², з чого випливає, що: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15 (мм) .
Останньою дією буде розрахунок діаметра проводу вторинної обмотки з використанням формули d2=0,025?i2 , причому значення i2 використовується в міліамперах (мА): d2=0,025?22,4=0,56 (мм).

Як розрахувати потужність трансформатора

Напруга, що є на вторинній обмотці, і max струм навантаження дізнайтеся заздалегідь. Потім помножте коефіцієнт 1,5 на струм максимального навантаження (вимірюється в амперах). Так ви визначите обмотку другого трансформатора (також у амперах).
Визначте потужність, яку витрачає випрямляч від вторинної обмотки трансформатора, що розраховується: помножте максимальний струм, що проходить через неї на напругу вторинної обмотки
Підрахуйте потужність трансформатора за допомогою множення максимальної потужності на вторинній обмотці на 1,25.

Якщо вам необхідно визначити потужність трансформатора, який буде потрібний для конкретних цілей, то потрібно підсумовувати потужність встановлених енергоспоживаючих приладів з 20%, для того, щоб він мав запас. Наприклад, якщо у вас є 10м світлодіодної смуги, що споживає 48 ват, то вам необхідно до цього додати 20%. Вийде 58 ват – мінімальна потужність трансформатора, який потрібно буде встановити.

Як розрахувати трансформатор струму

Основною рисою трансформатора є коефіцієнт трансформації, який вказує, наскільки зміняться основні параметри струму, внаслідок його проходження через цей пристрій.

Якщо коефіцієнт трансформації перевищує 1, отже, трансформатор є знижуючим, і якщо менше цього показника, то підвищує.

Звичайний трансформатор утворений із двох котушок. Визначтеся з кількістю витків котушок N1 та N2, які з'єднані магнітопроводом. Дізнайтеся коефіцієнт трансформації k за допомогою розподілу кількості витків первинної котушки N1, підключеної до джерела струму, на число витків котушки N2, до якої підключено навантаження: k=N1/N2.
Проведіть вимірювання електрорушійної сили (ЕРС) на обох трансформаторних обмотках ε1 та ε2, якщо відсутня можливість дізнатися кількість витків у них. Зробити це можна так: до джерела струму підключіть первинну обмотку. Вийде так званий холостий перебіг. Використовуючи тестер, визначте напругу на кожній обмотці. Воно буде відповідати ЕРС вимірюваної обмотки. Не забувайте, що втрати енергії через опір обмоток настільки малі, що ними можна знехтувати. Коефіцієнт трансформації розраховується через відношення ЕРС первинної обмотки до ЕРС вторинної: k = ε1/ε2.
Дізнайтеся коефіцієнт трансформації трансформатора, що знаходиться в роботі, коли споживач приєднаний до вторинної обмотки. Визначте його шляхом поділу струму в первинній I1 обмотці, на струм, що виник, у вторинній I2 обмотці. Виміряйте струм за допомогою послідовного приєднання тестера (переключеного в режим роботи амперметра) до обмоток: k=I1/I2.

Дуже часто для живлення радіоаматорських конструкцій або для живлення готових пристроїв потрібен трансформатор. Точний розрахунок силового трансформаторадуже складний, але з приблизного розрахунку можна скористатися спрощеними формулами. У цій статті розглянемо як розрахувати трансформатор, зібраний на найчастіше зустрічається магнітопровод із Ш-подібних пластин.

Для розрахунку трансформатора нам потрібно знати: бажана напруга на вторинній обмотці та струм навантаження. Їли струм навантаження не відомий, але відома його потужність, то обчислити струм не важко — потрібно потужність поділити на напругу на вторинній обмотці.

1. Розрахунок струму вторинної обмотки

I2 = 1,5 * Ін, де

I2 - струм у вторинній обмотці, А,
Iн - струм навантаження, А.

2. Визначення потужності, що споживається від вторинної обмотки

P2 = U2 * I2, де

P2 - потужність вторинної обмотки, Вт,
U2 - напруга вторинної обмотки,
I2 - Струм вторинної обмотки, А.

Якщо необхідно кілька вторинних обмоток, то рахуємо потужність кожної обмотки, а потім складаємо потужності всіх вторинних обмоток і підставляємо наступну формулу.

3. Визначення потужності трансформатора

Pт = 1,25 * P2, де

Рт - загальна потужність трансформатора, Вт,
Р2 - потужність вторинної обмотки, Вт.

4. Розрахунок струму первинної обмотки

I1 = Pт/U1, де

I1 - струм у первинній обмотці трансформатора, А,
Pт - потужність трансформатора, Вт,
U1 - напруга первинної обмотки, Ст.

5. Визначення необхідного перерізу сердечника магнітопроводу

S = 1,3 * √ Pт, де

² ,

Слід зауважити, що магнітопровід потрібно підбирати так, щоб відношення ширини сердечника (центральної пластини) магнітопровід до товщини набору було в межах 12.

6. Розрахунок числа витків у первинній обмотці

W1 = 50 * U1 / S, де

W1 - число витків первинної обмотки, шт,
U1 - напруга первинної обмотки,
S - площа перерізу сердечника магнітопроводу, см ² .

7. Розрахунок числа витків у вторинній обмотці

W2 = 55* U2/S, де

W2 - число витків вторинної обмотки, шт,
U1 - напруга вторинної обмотки,
S - площа перерізу сердечника магнітопроводу, см ² .

8. Визначення діаметрів проводів обмоток трансформатора

d = 0,632 *√ I, де

d - діаметр дроту, мм,
I - струм обмотки, А (відповідно підставляємо I1 і I2 для первинної та вторинної обмоток).

Розрахунок наведено для мідного дроту.

9. Перевірка заповнюваності вікон магнітопроводу

Після підбору пластин магнітопроводу слід перевірити, чи влізе провід на каркас трансформатора.

Sо = 50 * Pт, де

Sо — площа, яку займають намотані проводи, в одному вікні магнітопроводу, мм 2 ,
Pт - потужність трансформатора, Вт.

Якщо площа вікна підібраного магнітопроводу більша або дорівнює обчисленій, то провід влізе.

Пластини магнітопроводу потрібно збирати вперекришку, як це показано на малюнку вгорі.

Магнітопровід слід стягнути обоймою або шпильками з гайками, шпильки необхідно обернути папером або іншим ізоляційним матеріалом, щоб шпильки не замикали пластини. Якщо магнітопровід погано стягнутий, то він гудітиме.

Провід слід намотувати рівномірно і щільно (інакше можуть не влізти). Між кожним поруч треба прокладати тонкий папір або лавсанову плівку в 1-2 шари та 3-4 шари між обмотками.

Для зручності намотування можна зробити простий пристрій, показаний на малюнку:

Складається пристрій із двох фанерних стійок, закріплених на загальній підставі та вставленого в них металевого прутка, з одного кінця вигнутого у вигляді ручки. Однією рукою крутимо ручку, другою направляємо провід, котушку з проводом можна розмістити ще на одному прутку, але вже без ручки.

Що таке трансформатор

Трансформатор- пристрій, в якому змінний струм однієї напруги перетворюється на змінний струм іншої напруги. При цьому перетворенні напруг одночасно відбувається також перетворення сили струму: якщо трансформатор підвищує напругу, то сила струму при цьому зменшується.

Трансформатор є сталевим сердечником з двома котушками, що мають обмотки. Одна з обмоток називається первинною, інша – вторинною. При проходженні змінного струмупо первинній обмотці в осерді з'являється змінний магнітний потік, який збуджує ЕРС у вторинній обмотці. Сила струму у вторинній обмотці, що не приєднана до ланцюга, що споживає енергію, дорівнює нулю. Якщо ланцюг приєднаний і відбувається споживання електроенергії, то відповідно до закону збереження енергії сила струму в первинній обмотці пропорційно зростає. Таким чином, і відбувається перетворення та розподіл електричної енергії.

Схематичний пристрій трансформатора показано малюнку.

На загальному сердечнику (зазвичай із трансформаторної сталі) розташовані дві обмотки. За однією з обмоток I, що називається первинною, під дією змінної напруги U 1проходить змінний струм I 1. Цей струм створює в сердечнику змінний магнітний потік, що змінюється за своєю величиною та напрямом відповідно до змін струму. I 1. Змінний магнітний потік пронизує витки другої обмотки II, яка називається вторинною обмоткою, і індуктує в кожному з її витків певну змінну ЕРС. Так як всі витки обмотки II з'єднані послідовно, то окремі ЕРС кожного витка складаються, а на кінцях вторинної обмотки виходить сумарна ЕРС, також змінна за величиною та напрямом.

Зазвичай трансформатори конструюються так, що падіння напруги у вторинній обмотці невелике (близько 2 - 5%); тому з відомим припущенням можна прийняти, що на кінцях вторинної обмотки напруга U 2і її ЕРС. Ця напруга U 2буде в стільки разів більше (або менше) напруги первинної обмотки U 1 n 2 n 1первинної.

Струм у вторинній обмотці I 2навпаки, буде у стільки разів менше (або більше) струму первинної обмотки I 1, у скільки разів кількість витків n 2вторинної обмотки більше або менше) числа витків n 1первинної.

Відношення числа витків обмотки до мережі витків іншої обмотки або однієї напруги (первинної) до іншої (вторинної) називається коефіцієнтом трансформації і позначається буквою До:

Часто коефіцієнт трансформації виражається співвідношенням двох чисел, наприклад 1:55, що показує, що число витків первинної обмотки в 55 разів менше числа вторинної витків.

Конструкція силового трансформатора

Сердечники силових трансформаторів бувають: Ш-подібний (рис) у якого магнітний потік розгалужується на дві гілки, та П-подібний (рис) з нерозгалуженим магнітним потоком. Перший вид сердечників, званий броньовим, застосовується частіше, ніж другий - стрижневий. Ще буває третій тип силового трансформатора - спіральний (або стрічковий), який є різновидом перших двох.

Для зменшення втрат у сердечнику останній робиться не суцільним, а з окремих тонких листів сталі, обклеєних папером або покритих ізолюючим лаком. Товщина пластин становить від 0,25 до 0,5 мм, найчастіше 0,3 – 0,35 мм.

В даний час пакети пластин для трансформаторів малої та середньої потужності(До 200 Ватт) збираються в основному з двох типів пластин (рис): Ш-подібних і прямих (накладок). Застосування прямих пластин (накладок) дозволяє робити у деяких трансформаторів (наприклад, у вихідних) повітряний зазор у сердечнику.

Складання пластин проводиться одним з двох способів. При одному способі - встик - збираються окремо дві частини осердя, які потім прикладаються один до одного (рис) і стягуються болтами та накладками. При іншому способі - вперекришку - пластини накладаються одна на одну в порядку, вказаному на малюнку.

Сердечник трансформатора повинен бути міцно стягнутий, інакше при роботі трансформатора сердечник гудітиме. Хоча гудіння і істотно впливає на роботу трансформатора, але воно неприємно діє на слух. Обмотки трансформатора розташовуються на каркасі, який одягається на сердечник. Каркас, як правило, виготовляється з картону, або пресшпана.

При використанні Ш-подібного осердя всі обмотки трансформатора розміщуються на одному каркасі, що надівається на середній стрижень осердя. При П-подібному сердечнику обмотка розташовується або на одному або на двох каркасах, що одягаються відповідно на один або обидва стрижні сердечника.

У трансформаторах найчастіше застосовується циліндрична намотування: на каркас спершу намотується первинна обмотка, на яку для ізоляції укладається кілька шарів паперу, а потім поверх цієї ізоляції намотується вторинна обмотка. Якщо таких вторинних обмоток буде кілька, між кожними двома обмотками прокладається ізоляція з 2 - 3 шарів паперу. При великій кількості витків в обмотці, наприклад при підвищує намотуванні, через кожні 2 - 3 шари слід обов'язково прокладати паперові ізолюючі прокладки.

Розрахунок силового трансформатора

Точний розрахунок трансформатора досить складний, але радіоаматор може сконструювати силовий трансформатор, користуючись розрахунку спрощеними формулами, які наводяться нижче.

Для розрахунку попередньо необхідно визначити, виходячи із заданих умов величини напруги і сил струмів для кожної з обмоток. Спочатку підраховується потужність кожної з вторинних (що підвищують, знижують) обмоток: де Р 2, Р 3, Р 4- Потужності (Вт), що віддаються обмотками трансформатора;
I 2, I 3, I 4- сили струмів (А);
U 2, U 3, U 4- напруги (В) цих обмоток.
Для визначення загальної потужності Ртрансформатора всі потужності, отримані для окремих обмоток, Складаються і загальна сума множиться на коефіцієнт 1,25, що враховує втрати в трансформаторі:

де Р- загальна потужність (Вт), споживана всім трансформатором.

За потужністю Рпідраховується переріз сердечника (у кв.см):

Після цього переходять до визначення числа витків кожної з обмоток. Для первинної мережевої обмотки число витків, враховуючи втрати напруги, дорівнюватиме:

Для решти обмоток з урахуванням втрат напруги числа витків рівні:

Діаметр дроту будь-якої обмотки трансформатора можна визначити за формулою: де I- сила струму (A), що проходить через цю обмотку; d- Діаметр дроту (по міді) в мм.

Сила струму, що проходить через первинну (мережеву) обмотку, визначається з загальної потужності трансформатора Р:

Залишається ще вибрати типорозмір пластин для осердя. Для цього необхідно підрахувати площу, яку займає вся обмотка у вікні сердечника трансформатора:

де S м- площа (в кв. мм), що займається всіма обмотками у вікні;
d 1, d 2, d 3і d 4- Діаметри проводів обмоток (в мм);
n 1, n 2, n 3і n 4- Число витків цих обмоток.
Цією формулою враховується товщина ізоляції проводів, нерівномірність намотування, а також місце, яке займає каркас у вікні сердечника.

За отриманою величиною S мвибирається типорозмір пластини з таким розрахунком, щоб обмотка вільно розмістилася у вікні вибраної пластини. Вибирати пластини з вікном значно більшим, ніж це необхідно, не слід, тому що при цьому погіршуються загальні якості трансформатора.

Нарешті визначають товщину набору осердя - величину b, яку підраховують за такою формулою:

Тут розмір a– ширина середньої пелюстки пластини (рис.3) та bу міліметрах; Q- у кв. див.

Розрахунок простий, найскладнішим є пошук сердечника з необхідним типорозміром.

Швидка переробка силового трансформатора лампового телевізора

Нині напівпровідникові телевізори з їх імпульсними блокамихарчування назавжди витіснили важкі і громіздкі лампові телевізори, проте у багатьох «Плюшкиних» вони ще у великій кількості припадають пилом у гаражах і сараях. Тому немає жодної складності знайти від такого телевізора силовий трансформатор. Переробка такого трансформатора під ваші потреби є елементарною.

Потужність таких трансформаторів буває від 80 до 350 Ватт, все визначалося телевізором. У чорно-білому телевізорі трансформатор – слабший, а у кольоровому – потужніший. Конструкція трансформатора – двокаркасна на О-подібному спіральному осерді. Сердечник трансформатора складається з двох підковоподібних половин, котрі входять всередину котушок трансформатора. На обох котушках намотані однакові обмотки з однаковою кількістю витків. Як правило, на котушках є табличка, на якій розписані мережні та всі вихідні обмотки з номерами висновків, напруг та струмів.

Ви можете використовувати вже наявні обмотки, з відповідним для Вас напругою, а можете змотати вторинні обмотки і намотати нові, тим самим використовувати повну потужністьтрансформатор. Зручність полягає в легкому розбиранні-складання, розрахунках нових обмоток. На котушках спочатку намотані первинні обмотки, потім стоїть фольга, що екранує, а потім намотані вторинні обмотки. Тому, при змотуванні непотрібних обмоток, Ви не припуститеся помилки, змотавши первинну обмотку.

Розбирається трансформатор звичайним гайковим ключем на 10 або на 12. Для цього необхідно відкрутити всього дві гайки скоби, що стягують трансформатора, після чого, половини сердечника вільно виймаються з котушок.

Перед розбиранням котушок, уважно вивчіть табличку, знайдіть у ній обмотку на найменшу напругу, а при змотуванні цієї обмотки порахуйте кількість витків. Поділивши підраховану кількість витків на напругу, що значиться в табличці, Ви дізнаєтесь кількість витків вторинної обмотки трансформатора, що припадає на один вольт. Помноживши це число на ту напругу, яку хочете отримати на виході трансформатора, Ви дізнаєтесь кількість витків, яку потрібно намотати.

Мотати можете іншим дротом, а можете і тим, що змотували з трансформатора. Мотати треба виток до витка. Для отримання достатнього вихідного струму, можна мотати обмотки дротом, складеним удвічі, втричі і навіть вчетверо, а можете намотати кілька обмоток з однаковою кількістю витків, а потім, після збирання трансформатора, спаяти їх паралельно.

Шари обмоток у трансформаторі прокладені трансформаторним папером, просоченим парафіном, при змотуванні витків, знімайте його акуратно, не рвіть. При намотуванні використовуйте цей папір знову.

Трансформатори від лампових телевізорів - це "сила", головне розуму багато не треба. З їх використанням виходять чудові зарядні пристрої, потужні блокиживлення, як у складі апаратів, що конструюються, так і використовуються самостійно.

У домашньому господарстві буває необхідно обладнати освітлення сирих приміщеннях: підвалі або льоху і т.д. Ці приміщення мають підвищений рівень небезпеки ураження електричним струмом.
У цих випадках слід користуватися електрообладнанням розрахованим на знижена напругахарчування,не більше 42 вольт.
Можна користуватися електричним ліхтарем з батарейним живленням або скористатися знижувальним трансформатором з 220 вольт на 36 вольт.
Розрахуємо та виготовимо однофазний силовий трансформатор 220/36 вольт, з вихідною напругою 36 вольт із живленням від електричної мережізмінного струму напругою 220 вольт.

Для освітлення таких замі щень підійде електрична лампочка на 36 Вольт і потужністю 25 – 60 Ватт. Такі лампочки із цоколем під звичайний електропатрон продаються в магазинах електротоварів.
Якщо ви знайдете лампочку на іншу потужність, наприклад на 40 ватів, немає нічого страшного - підійде і вона. Просто трансформатор буде виконаний із запасом за потужністю.

ЗРОБИМО СПРОЩЕНИЙ РОЗРАХУНОК ТРАНСФОРМАТОРУ 220/36 ВОЛЬТ.

Потужність у вторинного ланцюга: Р_2 = U_2 · I_2 = 60 ват

Де:
Р_2 - потужність на виході трансформатора, нами задана 60 ват;
U _2 - напруга на виході трансформатора, нами задано 36 вольт;
I _2 - Струм у вторинному ланцюзі, в навантаженні.

ККД трансформатора потужністю до 100 ват зазвичай дорівнює не більше η = 0,8.
ККД визначає, яка частина потужності споживаної від мережі йде в навантаження. Частина, що залишилася, йде на нагрівання проводів і сердечника. Ця потужність безповоротно губиться.
Визначимо потужність споживаної трансформатором від мережі з урахуванням втрат:

Р_1 = Р_2 / η = 60 / 0,8 = 75 ват.

Потужність передається з первинної обмотки у вторинну через магнітний потік у магнітопроводі. Р_1, потужності споживаної від мережі 220 вольт,залежить площа поперечного перерізу магнітопроводу S.

Магнітопровід – це осердя Ш – образної або О – образної форми, набраний із листів трансформаторної сталі. На сердечнику розташовуватиметься первинна та вторинна обмотки дроту.

Площа поперечного перерізу магнітопроводу розраховується за такою формулою:

S = 1,2 · √P_1.

Де:
S - площа квадратних сантиметрів,
P _1 - потужність первинної мережі у ватах.

S = 1,2 · √75 = 1,2 · 8,66 = 10,4 см ².

За значенням S визначається число витків w на один вольт за формулою:

w = 50/S

У нашому випадку площа перерізу сердечника дорівнює S = 10,4 см кв.

w = 50/10,4 = 4,8 витка на 1 вольт.

Розрахуємо число витків у первинній та вторинній обмотках.

Число витків у первинній обмотці на 220 вольт:

W1 = U_1 · w = 220 · 4.8 = 1056 витка.

Число витків у вторинній обмотці на 36 вольт:

W2 = U_2 · w = 36 · 4,8 = 172.8 витків,

округляємо до 173 витки.

У режимі навантаження може бути помітна втрата частини напруги на активному опорідроти вторинної обмотки. Тому їм рекомендується кількість витків брати на 5-10 % більше розрахованого. Візьмемо W2 = 180 витків.

Величина струму в первинній обмотці трансформатора:

I_1 = P_1/U_1 = 75/220 = 0,34 ампера.

Струм у вторинній обмотці трансформатора:

I_2 = P_2/U_2 = 60/36 = 1,67 ампера.

Діаметри проводів первинної та вторинної обмоток визначаються за значеннями струмів у них виходячи з допустимої щільності струму, кількості ампер на 1 квадратний міліметрплощі провідника. Для трансформаторів щільність струму, для мідного дроту, приймається 2 А/мм².

При такій щільності струму діаметр дроту без ізоляції в міліметрах визначається за такою формулою: d = 0,8√I .

Для первинної обмотки діаметр дроту буде:

d_1 = 0,8 · √1_1 = 0,8 · √0,34 = 0,8 · 0,58 = 0,46 мм. Візьмемо 0,5 мм.

Діаметр дроту для вторинної обмотки:

d_2 = 0,8 · √1_2 = 0,8 · √1,67 = 0,8 · 1,3 = 1,04 мм. Візьмемо 1,1 мм.

ЯКЩО НЕМАЄ ПРОВОДУ ПОТРІБНОГО ДІАМЕТРА,то можна взяти кілька, з'єднаних паралельно, тонших дротів. Їх сумарна площа перерізу повинна бути не меншою за ту, яка відповідає розрахованому одному дроту.

Площа поперечного перерізу дроту визначається за такою формулою:

s = 0,8 · d².

де: d-діаметр дроту.

Наприклад: ми не змогли знайти провід для вторинної обмотки діаметром 1,1 мм.

Площа поперечного перерізу дроту діаметром 1,1 мм. дорівнює:

s = 0,8 · d² = 0,8 · 1,1 ² = 0,8 · 1,21 = 0,97 мм².

Округлимо до 1,0 мм².

Зтаблицівибираємо діаметри двох дротів сума площ перерізу яких дорівнює 1.0 мм?.

Наприклад, це два дроти діаметром по 0,8 мм. та площею по 0,5 мм².

Або два дроти:
- перший діаметром 1,0 мм. і площею перерізу 0,79 мм²,
- другий діаметром 0,5 мм. та площею перерізу 0,196 мм².
що у сумі дає: 0,79 + 0,196 = 0,986 мм?.

Намотування котушки ведеться двома проводами одночасно, суворо витримується рівну кількість витків обох проводів. Початки цих дротів з'єднуються між собою. Кінці цих дротів також з'єднуються.

Виходить як один провід з сумарним поперечним перерізом двох проводів.

Дивіться статті:
- «Як намотати трансформатор на Ш-подібному осерді».
- «Як виготовити каркас для Ш – образного сердечника».

Електричний апарат - трансформатор використовується для перетворення поступаючої змінної напруги в інше - вихідне, наприклад: 220 В 12 В (саме це перетворення досягається використанням понижуючого трансформатора). Перш ніж розбиратися з тим, як розрахувати трансформатор, ви в першу чергу повинні мати знання про його структуру.

Найпростіший трансформатор є компонуванням магнітопроводу та обмоток 2-х видів: первинної та вторинної, спеціально намотаних на нього. Первинна обмотка сприймає змінну напругу, що подається, від мережі (н-р: 220 В), а вторинна обмотка, за допомогою індуктивного зв'язку створює іншу змінну напругу. Різниця витків в обмотках впливає вихідну напругу.

Розрахунок ш-подібного трансформатора

Розглянемо з прикладу процес розрахунку звичайного Ш-образного трансформатора. Припустимо, дані параметри: сила струму навантаження i2=0,5А, вихідна напруга (напруга вторинної обмотки) U2=12В, напруга в мережі U1=220В.
Першим показником визначається потужність на виході: P2 = U2-i2 = 12-0,5 = 6 (Вт). Це означає, що подібна потужність передбачає використання магнітопроводу перетином близько 4 см2 (S=4).
Потім визначають кількість витків, необхідні одного вольта. Формула для цього виду трансформатора така: К=50/S=50/4=12,5 (витків/вольт).
Потім, визначають кількість витків в первинній обмотці: W1 = U1 K = 220 - 12,5 = 2750 (витків). А потім кількість витків, розташованих у вторинній обмотці: W2=U2K=1212,5=150.
Силу струму, що виникає в первинній обмотці, розрахуйте так: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30мА. . Відомо, що максимальна сила струму для дроту з міді дорівнює 5 амперам на мм², з чого випливає, що: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15 (мм) .
Останньою дією буде розрахунок діаметра проводу вторинної обмотки з використанням формули d2=0,025?i2 , причому значення i2 використовується в міліамперах (мА): d2=0,025?22,4=0,56 (мм).

Як розрахувати потужність трансформатора

Напруга, що є на вторинній обмотці, і max струм навантаження дізнайтеся заздалегідь. Потім помножте коефіцієнт 1,5 на струм максимального навантаження (вимірюється в амперах). Так ви визначите обмотку другого трансформатора (також у амперах).
Визначте потужність, яку витрачає випрямляч від вторинної обмотки трансформатора, що розраховується: помножте максимальний струм, що проходить через неї на напругу вторинної обмотки.
Підрахуйте потужність трансформатора за допомогою множення максимальної потужності на вторинній обмотці на 1,25.

Як розрахувати трансформатор струму

Звичайний трансформатор утворений із двох котушок. Визначтеся з кількістю витків котушок N1 та N2, які з'єднані магнітопроводом. Дізнайтеся коефіцієнт трансформації k за допомогою розподілу кількості витків первинної котушки N1, підключеної до джерела струму, на число витків котушки N2, до якої підключено навантаження: k=N1/N2.
Проведіть вимірювання електрорушійної сили (ЕРС) на обох трансформаторних обмотках ε1 та ε2, якщо відсутня можливість дізнатися кількість витків у них. Зробити це можна так: до джерела струму підключіть первинну обмотку. Вийде так званий холостий перебіг. Використовуючи тестер, визначте напругу на кожній обмотці. Воно буде відповідати ЕРС вимірюваної обмотки. Не забувайте, що втрати енергії через опір обмоток настільки малі, що ними можна знехтувати. Коефіцієнт трансформації розраховується через відношення ЕРС первинної обмотки до ЕРС вторинної: k = ε1/ε2.
Дізнайтеся коефіцієнт трансформації трансформатора, що знаходиться в роботі, коли споживач приєднаний до вторинної обмотки. Визначте його шляхом поділу струму в первинній I1 обмотці, на струм, що виник, у вторинній I2 обмотці. Виміряйте струм за допомогою послідовного приєднання тестера (переключеного в режим роботи амперметра) до обмоток: k=I1/I2.

У найпростішій класифікації вони бувають однофазні та трифазні. Розглянемо, для початку, принцип роботи стандартного однофазного перетворювача змінної напруги

Завдяки магнітному потоку, який створюється первинною обмоткою, вторинна його вловлює і перетворює на змінну напругу з такою самою частотою, але з іншим номіналом. Чому ж напруга на вторинній обмотці відрізняється?

А тому, що залежить від кількості витків, які намотані на обох обмотках. І підкоряються наступній формулі.

Де: U 1 та U 2- напруга на первинній та вторинній обмотці відповідно; N 1 , N 2- кількість витків на кожній обмотці; I 1 , I 2- струми, що протікають у кожній з обмоток

Теоретичний курс розділу із циклу загальна електротехніка. У цих уроках ви познайомитеся із загальним пристроєм, зі схемою заміщення при холостому ході. З роботою однофазного та трифазного трансформатора. З перехідними процесами, що відбуваються в них. Ознайомтеся із прикладами розрахунку.

Точний і правильний розрахунок трансформатора досить складний, якщо вам не терпиться познайомиться з ним за посиланням трохи вище, ви можете завантажити цілий курсовий проект присвячений цьому питанню, але радіоаматору або електронщику-початківцю можна сконструювати силовий трансформатор, користуючись для розрахунку спрощеними методиками, які розглянуті нижче. Для спрощеного розрахунку необхідно обчислити, виходячи із заданих параметрів величини напруги та струмів для всіх обмоток. Спочатку розрахуємо потужність для всіх вторинних обмоток:

P 2 = I 2 × U 2; P 3 =I 3 ×U 3 і т.д

де Р 2 , Р 3 , Р 4- Потужності, що віддаються обмотками трансформатора; I 2 , I 3 , I 4- сили струмів (А); U 2 , U 3 , U 4- напруги цих обмоток.

Для розрахунку загальної потужності трансформатора всі складові, вичіслені для окремих обмоток, сумуються і загальна сума множиться на коефіцієнт 1,25 , що враховує втрати.

P=1,25×(P 2 +P 3 +P 4 +..)

За потужністю Рпідраховується переріз сердечника (у кв.см):

Потім переходять до знаходження числа витків кожної з обмоток. Для первинної обмотки число витків, враховуючи втрати напруги, визначатиметься так:

n 1 =0,97×n 0 ×U 1

Для інших обмоток з огляду на втрати напруги числа витків визначаються:

n 2 =1,03×n 0 ×U 2; n 3 =1,03×n 0 ×U 3 тощо

Діаметр дроту будь-якої обмотки трансформатора можна визначити за формулою:

де I- Сила струму (A), що йде через дану обмотку; d- Діаметр дроту (по міді) в міліметрах.

Сила струму, що проходить через первинну обмотку, обчислюється з загальної потужності трансформатора Р:

Необхідно ще вибрати типорозмір пластин для осердя трансформатора. Для цього потрібно розрахувати площу, яку займає вся обмотка у вікні сердечника:

Sм=4×(d 1 2 ×n 1 +d 2 2 ×n 2 +d 3 2 ×n 3 +...+)

де S м- площа (в квадратних міліметрах), що займається всіма обмотками у вікні; d1, d2, d3 та d4- Діаметри проводів обмоток (у міліметрах); n1, n2, n3 та n4- Число витків відповідних обмоток.

Ця формула враховує товщину ізоляції проводів та нерівномірність намотування обмоток, а також місце, яке займає каркасом у вікні сердечника. За отриманою величиною S мвибирається типорозмір пластини з таким чином, щоб обмотка вільно влізти у вікно вибраної пластини. Вибирати пластини з вікном, значно більшим, ніж це потрібно, не слід, тому що при цьому сильно погіршуються загальні властивостітрансформатор.

Потім визначають товщину набору сердечника - величину b, яку обчислюють за такою формулою:

Повний розрахунок та самостійне виготовлення трансформатора для радіоаматора досить складне завдання. Але можна піти швидшим шляхом. Просто підібрати близько схожий за потужністю та справний трансформатор. Розглянемо непрямий спосіб визначення потужності трансформатора з прикладу трансформатора ТП114-163М. Він броньового типу, зібраний зі штампованих Ш-подібних та прямих пластин.

Отже, для вичісування потужності трансформатора потрібно розрахувати перетин магнітопроводу. Стосовно ТП114-163М, магнітопровід представляє набір штампованих Ш-подібних та прямих пластин з електротехнічної сталі. Для спрощеного розрахунку перерізу потрібно помножити товщину набору пластин на ширину центральної пелюстки Ш-подібної пластини. При розрахунках не забувайте дотримуватися розмірності. Краще все міряти в сантиметрах. Відповідно до малюнка, товщина набору близько 2 сантиметрів.

Потім вимірюємо ширину центральної пелюстки. Тут трохи складніше. Так як ТП114-163М має щільний набір та пластмасовий каркас. Тому центральна пелюстка майже не видно, вона закрита пластиною, і виміряти її ширину проблематично. Тому ширину вимірюємо біля бічної, першої Ш-подібної пластини в зазорі між пластмасовим каркасом. Вона не доповнюється прямою пластиною і тому добре проглядається край центральної пелюстки.

Таким чином, переріз магнітопроводу буде 3,4 см 2 . Залишається підставити це значення у формулу та обчислити результат – близько 7 ватів.

P тр =(S/1,3) 2

Курсова робота з прикладом розрахунку малопотужного тран-тора. У конструкторському виконанні він є магнітопровідом і котушки з обмотками. Магнітопроводи невеликої потужності бувають пластинчасті та стрічкові. Вони у свою чергу діляться на три основні класи: стрижневі, кільцеві та броньові.

Обмотки котушок робляться із ізольованих проводів і крім цього здійснюється ізоляція котушок безпосередньо від осердя.

Розрахунок трифазного трансформатора

В цій курсової роботибув представлений розрахунок трансфор-ра трифазного двообмотувального загальною потужністю 1000 кВ А. При передачі енергії на однакову відстань, втрати її виявляються різними при різних напругах. Чим вища напруга, тим менші втрати. Для зміни напруги в електроенергетиці застосовують тран-тори. Так на початку ЛЕП використовують підвищують трансф., а в кінці - знижувальні. Мета даної курсової роботи у тому, щоб спроектувати його з мінімальними втратами.

У цій роботі наведено розрахунки основних електричних величин та ізоляційних матеріалів, обмоток, параметрів короткого замикання, магнітної системи трансформатора та параметрів холостого ходу. Тепловий розрахунок трансф. та системи охолодження

Розрахунок трансформатора напруги. Його використовують для зниження високої напруги до стандартних значень та відокремлення від первинних ланцюгів високої напруги. У дипломі також є технологічна та економічна частина, а також техніка безпеки.

Ремонт трансформаторів

Якщо він все-таки зламався, потрібно уважно оглянути його. У деяких випадках вже за його зовнішнім виглядом та обмотками можна визначити проблему поломки. Якщо каркас трансф. сильно оплавлені або проглядаються сліди сажі без ремонту не обійтися, іноді навіть простіше купити новий. Але не будемо одразу про сумне.