Домашняя автоматика
МЕТОДИКА РАСЧЕТА СЕТЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
Целью расчета является получение заданных выходных параметров трансформатора (для сети с частотой 50 Гц) при его минимальных габаритах и массе.
Расчет трансформатора целесообразно начать с выбора магнитопровода, т. е. определения его конфигурации и геометрических размеров.
Наиболее широко распространены три вида конструкции магнитопроводов, приведенные на рис. 7.17.
Рис. 7.17. Конструкции магнитопроводов трансформаторов: а) броневого пластинчатого; б) броневого ленточного; в) кольцевого ленточного
Для малых мощностей, от единиц до десятков Вт, наиболее удобны броневые трансформаторы. Они имеют один каркас с обмотками и просты в изготовлении.
Трансформатор с кольцевым сердечником (торроидальный) может использоваться при мощностях от 30 до 1000 Вт, когда требуется минимальное рассеяние магнитного потока или когда требование минимального объема является первостепенным. Имея некоторые преимущества в объеме и массе перед другими типами конструкций трансформаторов, торроидальные являются вместе с тем и наименее технологичными (удобными) в изготовлении.
Исходными начальными данными для упрощенного расчета являются:
— напряжение первичной обмотки Ui;
— напряжение вторичной обмотки Uz;
— ток вторичной обмотки l2;
— мощность вторичной обмотки Р2 =I2 * U2 = Рвых
Если обмоток много, то мощность, отдаваемая трансформатором, определяется суммой всех мощностей вторичных обмоток (Рвых).
РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА
Размеры магнитопровода выбранной конструкции, необходимые для получения от трансформаторов заданной мощности, могут быть найдены на основании выражения:
Sст— сечение стали магнитопровода в месте расположения катушки;
Sок — площадь окна в магнитопроводе;
Вмах— магнитная индукция, см. табл. 7.5;
J — плотность тока, см. табл. 7.6;
Кок — коэффициент заполнения окна, см. табл. 7.7;
Кст — коэффициент заполнения магнитопровода сталью, см. табл. 7.8;
Величины электромагнитных нагрузок Вмах и J зависят от мощности, снимаемой со вторичной обмотки цепи трансформатора, и берутся для расчетов из таблиц 7.5 и 7.6.
Таблица 7.5
| Конструкция магнитопровода |
Магнитная индукция Вмах, [Тл] при Рвых, [Вт] |
||||
| 5—15 |
15—50 |
50—150 |
150—300 |
300—1000 |
|
| Броневая (пластинчатая) |
1,1—1,3 |
1,3 |
1,3—1,35 |
1,35 |
1,35—1,2 |
| Броневая (ленточная) |
1,55 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
1,65 |
| Кольцевая |
1,7 |
1,7 |
1,7 |
1,65 |
1,6 |
Таблица 7.6
| Конструкция магнитопровода |
Плотность тока J, [а/мм кв.] при Рвых, [Вт] |
||||
| 5—15 |
15—50 |
50—150 |
150—300 |
300—1000 |
|
| Броневая (пластинчатая) |
3,9—3,0 |
3,0—2,4 |
2,4—2,0 |
2,0—1,7 |
1,7—1,4 |
| Броневая (ленточная) |
3,8—3,5 |
3,5—2,7 |
2,7—2,4 |
2,4—2,3 |
2,3—1,8 |
| Кольцевая |
5—4,5 |
4,5—3,5 |
3,5 |
3,0 |
Коэффициент заполнения окна Кок приведен в таблице 7.7 для обмоток, выполненных проводом круглого сечения с эмалевой изоляцией.
