|
|
Главная » 2009 » Апрель » 17 » Расчет трансформатора + Программы
Расчет трансформатора + Программы | 23:20 |
Расчет
трансформатора + 5 программ для расчета
• Скачать 5 программ расчета трансформаторов
Зная
необходимое напряжение на вторичной
обмотке (U2) и максимальный ток
нагрузки (Iн), трансформатор
рассчитывают в такой последовательности:
1.
Определяют значение тока, текущего через
вторичную обмотку трансформатора:
I2
= 1,5 Iн,
где: I2
- ток через обмотку II трансформатора, А;
Iн - максимальный ток нагрузки, А.
2.
Определяют мощность, потребляемую
выпрямителем от вторичной обмотки
трансформатора:
P2
= U2 I2,
где: P2
- максимальная мощность, потребляемая
от вторичной обмотки, Вт;
U2 - напряжение на вторичной
обмотке, В;
I2 - максимальный ток через
вторичную обмотку трансформатора, А.
3.
Подсчитывают мощность трансформатора:
Pтр
= 1,25 P2,
где: Pтр
- мощность трансформатора, Вт;
P2 - максимальная мощность,
потребляемая от вторичной обмотки
трансформатора, Вт.
Если
трансформатор должен иметь несколько
вторичных обмоток, то сначала
подсчитывают их суммарную мощность, а
затем мощность самого трансформатора.
4.
Определяют значение тока, текущего в
первичной обмотке:
I1
= Pтр / U1,
где: I1
- ток через обмотку I, А;
Ртр - подсчитанная мощность
трансформатора, Вт;
U1 - напряжение на первичной
обмотке трансформатора (сетевое
напряжение).
5.
Рассчитывают необходимую площадь
сечения сердечника магнитопровода:
S = 1,3 Pтр,
где: S
- сечение сердечника магнитопровода, см2;
Ртр - мощность трансформатора, Вт.
6.
Определяют число витков первичной (сетевой)
обмотки:
w1
= 50 U1 / S,
где: w1
- число витков обмотки;
U1 - напряжение на первичной
обмотке, В;
S - сечение сердечника магнитопровода,
см2.
7.
Подсчитывают число витков вторичной
обмотки:
w2
= 55 U2 / S,
где: w2
- число витков вторичной обмотки;
U2 - напряжение на вторичной
обмотке, В;
S-сечение сердечника магнитопровода, см2.
8.
Определяют диаметры проводов обмоток
трансформатора:
d = 0,02 I,
где: d-диаметр
провода, мм;
I-ток через обмотку, мА.
Диаметр
провода обмотки можно также определить
по табл. 1.
Табл.
1
|
Iобм,
ma
|
<25
|
25
-
60
|
60
-
100
|
100
-
160
|
160
-
250
|
250
-
400
|
400
-
700
|
700
-
1000
|
|
d,
мм
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,25
|
0,3
|
0,4
|
0,5
|
0,6
|
После этого можно приступить к подбору
подходящего трансформаторного железа и
провода, изготовлению каркаса и, наконец,
выполнению обмоток. Но Ш-образные
трансформаторные пластины имеют
неодинаковую площадь окна, поэтому нужно
проверить, подойдут ли выбранные
пластины для трансформатора, т. е.
разместится ли провод на каркасе
трансформатора. Для этого достаточно
подсчитанную ранее мощность
трансформатора умножить на 50 - получится
необходимая площадь окна, выраженная в мм2.
Если в подобранных пластинах она больше
или равна вычисленной, железо можно
использовать для трансформатора.
При выборе сердечника магнитопровода
нужно также учитывать и то
обстоятельство, что отношение ширины
сердечника к толщине набора (отношение
сторон сердечника) должно быть в пределах
1...2.
В качестве трансформаторов питания
радиолюбители часто используют
унифицированные выходные трансформаторы
кадровой развертки телевизоров (трансформаторы
ТВК). Промышленность выпускает несколько
видов таких трансформаторов, и каждый из
них при работе с выпрямителем,
выполненным по мостовой схеме, позволяет
получить на нагрузке вполне определенные
напряжения в зависимости от
потребляемого ею тока. Эти параметры
сведены в табл. 2, которая поможет в выборе
трансформатора ТВК для того или иного
блока питания.
Табл.
2
|
Трансформатор
|
Выпрямленное
напряжение при токе нагрузки, А
|
|
0
|
0,3
|
0,5
|
0,8
|
1,0
|
|
ТВК-70Л2
|
14
|
11,5
|
10,5
|
9
|
8
|
|
ТВК-110Л1
|
28
|
26
|
25
|
24
|
23
|
|
ТВК-110Л2,
ТВК 110ЛМ
|
17
|
15
|
14
|
13,5
|
12,5
|
Источник: www.radioman.ru Методика расчета сетевого трансформатора
Целью расчета является получение заданных выходных
параметровтрансформатора (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:
 ,где:
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.
Коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью
Кст зависит от толщины стали, конструкции магнитопровода (пластинчатая, ленточная)
и способа изоляции пластин или лент друг от друга. Величина коэффициента Кст
для наиболее часто используемой толщины пластин может быть найдена из таблицы
7.8
Таблица 7.7
|
Конструкция магнитопровода
|
Рабочее напряж. [В]
|
Коэффициент заполнения окна Кок при Рвых,
[Вт]
|
|
5-15
|
15-50
|
50-150
|
150-300
|
300-1000
|
|
Броневая (пластинчатая)
|
до 100
|
0,22-0,29
|
0,29-0,30
|
0,30-0,32
|
0,32-0,34
|
0,34-0,38
|
|
100-1000
|
0,19-0,25
|
0,25-0,26
|
0,26-0,27
|
0,27-0,30
|
0,30-0,33
|
|
Броневая (ленточная)
|
до 100
|
0,15-0,27
|
0,27-0,29
|
0,29-0,32
|
0,32-0,34
|
0,34-0,38
|
|
100-1000
|
0,13-0,23
|
0,23-0,26
|
0,26-0,27
|
0,27-0,30
|
0,30-0,33
|
|
Кольцевая
|
|
0,18-0,20
|
0,20-0,26
|
0,26-0,27
|
0,27-0,28
|
Таблица 7.8
|
Конструкция магнитопровода
|
Коэффициент заполнения Кст п
|
ри толщине стали, мм
|
|
0,08
|
0,1
|
0,15
|
0,2
|
0,35
|
|
Броневая (пластинчатая)
|
-
|
0,7(0,75)
|
-
|
0,85 (0,89)
|
0,9 (0,95)
|
|
Броневая (ленточная)
|
0,87
|
-
|
0,90
|
0,91
|
0,93
|
|
Кольцевая
|
0,85
|
0,88
|
ПРИМЕЧАНИЕ:
1. Коэффициенты заполнения для пластинчатых сердечников
указаны в скобках при изоляции пластин лаком или фосфатной пленкой.
2. Коэффициент заполнения для ленточных магнитопроводов
указаны при изготовлении их методом штамповки и гибки ленты.
Определив величину Sст*Sок, можно выбрать необходимый
линейный размер магнитопровода, имеющий соотношение площадей не менее, чем получено
в результате расчета.
Величину номинального тока первичной обмотки находим
по формуле:
 ,где
величина h и COS j трансформатора,
входящие в выражение, зависят от мощности трансформатора и могут быть ориентировочно
определены по таблице 7.9.
Таблица 7.9
|
Величина
|
Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых,
[Вт]
|
|
2-15
|
15-50
|
50-150
|
150-300
|
300-1000
|
|
h броневой ленточный
|
0,5-0,6
|
0,6-0,8
|
0,8-0,9
|
0,90-0,93
|
0,93-0,95
|
|
0,76-8,88
|
0,88-0,92
|
0,92-0,95
|
0,95-0,96
|
|
COS j
|
0,85-0,90
|
0,90-0,93
|
0,93-0,95
|
0,95-0,93
|
0,93-0,94
|
Токи вторичных обмоток обычно заданы. Теперь можно
определить диаметр проводов в каждой обмотке без учета толщины изоляции. Сечение
провода в обмотке: Snp = I/J, диаметр
Определяем число витков в обмотках трансформатора:
 ,где
n - номер обмотки,
аU - падение
напряжения в обмотках, выраженное в процентах от номинального значения, см.
таблицы 7.10 и 7.11. Следует отметить, что данные для -U, приведенные в таблице
7.10, для многообмоточных трансформаторов требуют уточнения. Рекомендуется принимать
значения аU
для обмоток, расположенных непосредственно на первичной обмотке на 10...20%
меньше, а для наружных обмоток на 10...20% больше указанных в таблице.
В торроидальных трансформаторах относительная величина
полного падения напряжения в обмотках значительно меньше по сравнению с броневыми
трансформаторами. Это следует учитывать при определении числа витков обмоток
- значения аU
берутся из таблицы 7.11.
Таблица 7.10
|
Конструкция броневая, величина аU
|
Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых,
Вт
|
|
5-15
|
15-50
|
50-150
|
150-300
|
300-1000
|
|
аU1
|
20-13
|
13-6
|
6-4.5
|
4,5-3
|
3-1
|
|
аU2
|
25-18
|
18-10
|
10-8
|
8-6
|
6-2
|
Таблица 7.11
|
Конструкция кольцевая, величина OU
|
Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых,
Вт
|
|
8-25
|
25-60
|
60-125
|
125-250
|
250-600
|
|
OU1
|
7
|
6
|
5
|
3,5
|
2,5
|
|
OU2
|
7
|
6
|
5
|
3.5
|
2.5
|
ПРИМЕР РАСЧЕТА СЕТЕВОГО ТОРРОИДАЛЬНОГО
ТРАНСФОРМАТОРА
Исходные данные:
Входное напряжение U1 = 220 В
Выходное напряжение U2 = 22 В
Максимальный ток нагрузки I2 = 10 А
Мощность вторичной цепи определяем из формулы:
P2 = U2 * l2 =220 Вт
Имеется кольцевой ленточный магнитопровод с размерами:
в = 4 см, с = 7,5 см, а = 2 см (рис. 7.17в).
Sок =pЧR2
=3,14Ч3,752 =44,1 кв. см ; Sст =аЧв=2Ч4
=8 кв. см
Воспользовавшись формулой мощности и таблицами,
определяем, какую максимальную мощность можно снять сданного магнитопровода:
Расчетная величина превышает необходимую по исходным
данным (Р2 = 220 Вт), что позволяет применить данный магнитопровод для намотки
нужного трансформатора, но если требуются минимальные габариты трансформатора,
то железо магнитопровода можно взять меньших размеров (или снять часть ленты),
в соответствии с расчетом.
Номинальный ток первичной обмотки:
Сечение провода в обмотках:
Диаметр провода в обмотках:
Выбираем ближайшие диаметры провода из ряда стандартных
размеров, выпускаемых промышленностью, - 0,64 и 2 мм, типа ПЭВ или ПЭЛ.
Число витков в обмотках трансформатора:
• Скачать 5 программ расчета трансформаторов
|
|
Категория: Полезная информация, материалы |
Просмотров: 43104 |
Добавил: gerkon
| Рейтинг: 0.0/0 |
| Всего комментариев: 17 | 1 2 » |
0   2
jenek (17.12.2009 01:41)
jhghglk
|
0 6
O_Bendr (20.08.2010 10:57)
В принципе материал достаточно полный, только есть некие загвоздки в формулах, и мне жаль чуваков которые для курсовой тупо содрали материал, а таких большинство – даже не удосуживаются хотя бы часть посчитать и прикинуть, так вот чуваки вероятно пролетели.
Автору уважение за проделанный труд, но, советую, например, обратить внимание на 5 пункт с начала статьи: S=1,3P – по данной формуле получается, что трансформатор с габаритной мощностью чуть больше 19 Ватт должен иметь сечение сердечника 25 кв. сантиметров, то есть ориентировочно стороны сердечника по 5 сантиметров – представляете габариты этого транса – и всего лишь 19 Ватт?
В формуле вероятно пропущен некий знак предполагающий совершить ещё некоторые математические действия над какими-либо из этих величин (квадрат, корень и т.д.) – если будет возможность, подправьте пожалуйста – а то народ насдаёт курсовых… Спасибо.
|
0 7
O_Bendr (20.08.2010 13:58)
Подскажу, как правило, первоначальный «упрощенный» расчёт начинается с определения сечения стали магнитопровода с верной формулы следующего вида: Sc = K√P, где Р – мощность трансформатора, при этом принимают коэффициент К = от 1 до 1,5; (1 – для лучших сталей и 1,5 – для худших, при неизвестности марки стали как правило в расчёт берут среднее значение 1,25-1,3). При последующем расчёте определяют необходимый размер окна (размер пластин стали).
|
0 8
O_Bendr (20.08.2010 14:08)
То есть: «сечение стали магнитопровода в месте расположения катушки (Sc)» равно коэффициенту 1,3 умноженному на корень квадратный из «габаритной мощности трансформатора»… И вот теперь если посчитать – то всё сходиться – сечение получаетсяв правильном соотношении с мощностью и наоборот (при необходимости определить габаритную мощность по сечению магнитопровода).
|
0 9
аноним (30.10.2010 19:15)
думаю есть ошибка в формуле по расчету сечения проволоки обмоток транса
проверте пожалуйста
|
0 10
аноним (30.10.2010 19:20)
ато както 2 см в диаметре на 1 ампер мягко говоря многовато
|
|
| 1-10 11-17 |
|
|
|
круто
