Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Расчет и намотка трансформатора для самодельного преобразователя


Намотка и расчет трансформатора. Подробно

Приветствую, Самоделкины!

Расчеты и намотка импульсного трансформатора относительно сложный процесс, с которым многие предпочитают не связываться. Однако, многие самоделки нуждаются в источнике питания, но из-за сложности схем источников питания, радиолюбители часто используют железные трансформаторы.


Они надежны, но, когда речь идет о размерах и весе, уступают импульсным источникам питания. Перед вами сейчас 2 трансформатора.

Оба они где-то на 300 ватт. В чем их отличие, достоинства и недостатки, думаю и так понятно. Сегодня мы поговорим о намотке импульсного трансформатора для сетевого импульсного источника питания. Из этой статьи вы сможете ознакомиться непосредственно с самим процессом подготовки трансформатора, расчета и намотки.
Для начала нужно определиться с трансформатором.

Нужный сердечник естественно можно купить в магазине, но думаю каждый найдет у себя нерабочий компьютерный блок питания.

Ведь в любом блоке питания есть трансформатор, точнее целых три: трансформатор дежурки, управления и основной силовой.

Силовой трансформатор ни с чем не спутаешь, он самый большой.

Аккуратно выпаиваем его, а плату обратно отправляем на чердак.


Далее из трансформатора убирается фиксирующий скотч, сам сердечник нужно нагреть, например, паяльником или паяльный феном, а можно также сварить в кипятке.

Способы разборки импульсных трансформаторов уже не раз показывались в видеороликах автора (кому интересно, ссылка будет в описании под видеороликом).

Нагревается трансформатор для ослабления клея, которым приклеены половинки сердечника. Далее аккуратно снимаем половинки сердечника, после начинаем демонтаж старых обмоток. Тут любые способы хороши, так как провод от старых обмоток нам больше не пригодится.


После аккуратной разборки трансформатора нужно и каркас, и половинки сердечника очистить от старого клея.

Все вроде бы готово, теперь начинается самое интересное - расчет трансформатора. Вы, наверное, подумали, что будут формулы и тому подобное, но нет, на самом деле у меня для вас отличная новость. В настоящее время существует множество приложений как для смартфона, так и для компьютерных операционных систем. Автор решил разобрать процесс расчета на примере такого приложения:


Оно все сделает за вас. Открываем приложение и выбираем топологию преобразователя, в данном случае это полумост.

После этого указываем желаемой диаметр провода первичной обмотки.

Далее выбираем тип силовых транзисторов, у нас это полевики, поэтому выбираем MOSFET.

Для наиболее точного расчета советую в даташите выбранного транзистора посмотреть выделенный красным на рисунке ниже пункт или сопротивление открытого канала, и вбить этот параметр в программу.

Далее нужно указать напряжение питания. Выбирая один из двух пунктов (сетевое или постоянное), программа автоматически подбирает минимальное номинальное и максимальное напряжение, но эти данные можно менять вручную. Кстати, программа может делать расчет трансформатора как для понижающего, так и для повышающего преобразователя.
Далее выбираем сердечник.

Тут все просто, штангенциркуль в руки и в добрый путь.


Приложение содержит огромную базу данных с характеристиками популярных сердечников: кольцевой, Ш-образный и даже броневые.

Вы обязательно найдете нужный вам сердечник, ну или максимально похожий по параметрам, главное искать внимательно. Основные параметры сердечника дополнительно не выводятся, это скрыто от глаз пользователя для того, чтобы упростить программу. После выбираем частоту преобразователя в Герцах, в нашем случае это 50 кГц или 50 000 Гц.

Далее нужно указать требуемое выходное напряжение, ток и желаемый диаметр провода вторичной обмотки.
Ну и в самом конце, выбираем тип выпрямителя.

В нашем случае он однополярный со средней точкой и падением напряжения на диодах. В случае обычных диодов, это как правило 0,5-0,7 В. А в случае диодов Шоттки – 0,15 – 0,3 В. Эти параметры легко проверить с помощью мультиметра.


Осталось только нажать на кнопку «Показать результат» и все готово. Если что-то не так, то программа выведет ошибку, и скажет, что нужно менять.

В самом низу отображаются основные параметры, которые требовалось узнать: число витков и диаметр провода первичной и вторичной обмотки, минимальное номинальное и максимальное напряжение на вторичной обмотке, но это не все. Так же программа посчитает и выведет на экран габаритную мощность сердечника, мощность, потребляемую нагрузкой, КПД инвертора и многое другое.

При расчете важно указать наличие активного охлаждения или вентилятора. Если он имеется, то с трансформатора можно снять больше мощности. Программа выдает оптимальные данные для намотки, которые естественно зависят от самого сердечника, рабочей частоты генератора и наличия активного охлаждения. В нашем случае габаритная мощность сердечника около 60Вт, несмотря на то, что он из компьютерного блока питания. Конечно можно снять и больше мощности, но это уже будет не штатный режим для такого сердечника. На данный момент, это приложение доступно на двух языках: русский и английский и только для пользователей операционной системы android, но очень скоро выйдет и версия для ценителей яблочной продукции. Приложение платное, но можете воспользоваться аналогами. Ссылку на данное приложение автор оставил в описании под видео.
После расчета, зная все необходимые параметры, начинаем намотку. Очень желательно намотку делать так: сначала на голый каркас мотаем половину первичной обмотки, затем вторичную обмотку целиком, а поверх вторую половину первички (как это сделано в трансформаторе компьютерных блоков питания).

Но можно не заморачиваться, так что мотаем первичку целиком, а поверх вторичную обмотку. Не забываем изолировать каждый слой намотки.


Мотаем максимально аккуратно - виток к витку.

В конце мотаем вторичную обмотку. Для удобства обе плечи мотаем сразу сдвоенным проводом.

Эту обмотку тоже мотают послойно, желательно каждый слой изолировать. Но если обмотка низковольтная этого можно не делать, но желательно.


Готовый трансформатор собираем обратно. Сердечник можно приклеить, а можно просто стянуть скотчем, или и то, и другое.


Благодарю за внимание. До новых встреч!

Видеоролик:


Источник (Source) Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Как рассчитать трансформаторы с ферритовым сердечником

Расчет ферритового трансформатора - это процесс, в котором инженеры оценивают различные характеристики обмотки и размеры сердечника трансформатора, используя феррит в качестве материала сердечника. Это помогает им создать идеально оптимизированный трансформатор для конкретного приложения.

В сообщении представлено подробное объяснение того, как рассчитать и разработать индивидуальные трансформаторы с ферритовым сердечником. Содержимое легко понять и может быть очень полезным для инженеров, работающих в области силовой электроники и производящих инверторы SMPS.

Почему ферритовый сердечник используется в высокочастотных преобразователях

Вы, возможно, часто задавались вопросом, почему ферритовые сердечники используются во всех современных импульсных источниках питания или преобразователях SMPS. Верно, он предназначен для достижения более высокой эффективности и компактности по сравнению с источниками питания с железным сердечником, но было бы интересно узнать, как ферритовые сердечники позволяют нам достичь такой высокой степени эффективности и компактности?

Это связано с тем, что в трансформаторах с железным сердечником железный материал имеет гораздо более низкую магнитную проницаемость, чем ферритовый материал.Напротив, ферритовые сердечники обладают очень высокой магнитной проницаемостью.

Это означает, что под воздействием магнитного поля ферритовый материал может достигать очень высокой степени намагничивания, лучше, чем все другие формы магнитных материалов.

Более высокая магнитная проницаемость означает меньшее количество вихревых токов и меньшие коммутационные потери. Магнитный материал обычно имеет тенденцию генерировать вихревой ток в ответ на повышение магнитной частоты.

По мере увеличения частоты вихревой ток также увеличивается, вызывая нагрев материала и увеличение импеданса катушки, что приводит к дополнительным коммутационным потерям.

Ферритовые сердечники, благодаря своей высокой магнитной проницаемости, могут более эффективно работать на более высоких частотах благодаря меньшим вихревым токам и меньшим коммутационным потерям.

Теперь вы можете подумать, почему бы не использовать более низкую частоту, так как это, наоборот, поможет уменьшить вихревые токи? Это кажется верным, однако более низкая частота также означала бы увеличение количества витков для того же трансформатора.

Так как более высокие частоты позволяют пропорционально меньшее количество витков, трансформатор становится меньше, легче и дешевле.Вот почему SMPS использует высокую частоту.

Топология инвертора

В инверторах с импульсным режимом обычно используются два типа топологии: двухтактная и полный мост. Двухтактный использует центральный отвод для первичной обмотки, в то время как полный мост состоит из одной обмотки как для первичной, так и для вторичной обмотки.

На самом деле обе топологии имеют двухтактный характер. В обеих формах на обмотку подается непрерывно переключающийся обратный и прямой переменный ток от полевых МОП-транзисторов, колеблющийся с заданной высокой частотой, имитируя двухтактное действие.

Единственное принципиальное различие между ними заключается в том, что первичная сторона трансформатора с центральным ответвлением имеет в 2 раза больше витков, чем у полномостового трансформатора.

Как рассчитать инверторный трансформатор с ферритовым сердечником

Расчет трансформатора с ферритовым сердечником на самом деле довольно прост, если у вас есть все указанные параметры.

Для простоты мы попробуем решить формулу на примере настройки, скажем, для трансформатора на 250 Вт.

Источником питания будет аккумулятор на 12 В.Частота переключения трансформатора будет 50 кГц, что является типичным значением для большинства инверторов SMPS. Предположим, что на выходе будет 310 В, что обычно является пиковым значением 220 В RMS.

Здесь 310 В будет после выпрямления через мостовой выпрямитель с быстрым восстановлением и LC-фильтры. Выбираем ядро ​​как ETD39.

Как мы все знаем, когда используется батарея 12 В, ее напряжение никогда не бывает постоянным. При полной зарядке значение составляет около 13 В, которое продолжает падать по мере того, как нагрузка инвертора потребляет энергию, пока, наконец, батарея не разрядится до минимального предела, который обычно составляет 10.5 В. Поэтому для наших расчетов мы будем рассматривать 10,5 В как значение напряжения питания для В в (мин) .

Число витков первичной обмотки

Стандартная формула для расчета числа витков первичной обмотки приведена ниже:

N (первичный) = В дюйм (номинальный) x 10 8 /4 x f x B max x A c

Здесь N (первичный) относится к номерам первичных витков.Поскольку в нашем примере мы выбрали двухтактную топологию с центральным ответвлением, полученный результат будет составлять половину от общего количества необходимых витков.

  • Vin (ном.) = Среднее входное напряжение. Так как наше среднее напряжение аккумулятора составляет 12 В, возьмем Vin (ном.) = 12.
  • f = 50 кГц или 50 000 Гц. Это предпочтительная частота переключения, выбранная нами.
  • B max = максимальная плотность потока в гауссах.В этом примере мы предположим, что B max находится в диапазоне от 1300G до 2000G. Это стандартное значение для сердечников трансформаторов на основе феррита. В этом примере давайте установим 1500G. Таким образом, мы имеем B max = 1500. Более высокие значения B max не рекомендуются, так как это может привести к достижению трансформатором точки насыщения. И наоборот, более низкие значения B max могут привести к недоиспользованию активной зоны.
  • A c = Эффективная площадь поперечного сечения в см 2 .Эту информацию можно получить из паспортов ферритовых сердечников. Вы также можете найти A c , представленный как A e . Для выбранного сердечника с номером ETD39 эффективная площадь поперечного сечения, указанная в техническом паспорте, составляет 125 мм 2 . Это равно 1,25 см 2 . Следовательно, A c = 1,25 для ETD39.

Приведенные выше цифры дают нам значения всех параметров, необходимых для расчета витков первичной обмотки нашего инверторного трансформатора SMPS.Следовательно, подставляя соответствующие значения в приведенную выше формулу, получаем:

N (первичный) = V in (nom) x 10 8 /4 x f x B макс x A c

N (первичный) = 12 x 10 8 /4 x 50000 x 1500 x 1,2

N (первичный) = 3,2

Начиная с версии 3.2 является дробным значением и может быть сложно реализовать на практике, мы округлим его до трех оборотов.Однако, прежде чем окончательно определить это значение, мы должны выяснить, является ли значение B max все еще совместимым и находится ли оно в допустимом диапазоне для этого нового округленного значения 3.

Потому что уменьшение количества витков вызовет пропорциональное увеличение B max , поэтому становится обязательным проверить, находится ли увеличенное значение B max в пределах допустимого диапазона для наших 3 витков первичной обмотки.

Проверка счетчика B max путем подстановки следующих существующих значений получаем:
Vin (nom) = 12, f = 50000, N pri = 3, A с = 1.25

B макс = V дюйм (номинал) x 10 8 /4 x f x N (первичный) x A c

B макс. = 12 x 10 8 /4 x 50000 x 3 x 1,25

B макс. = 1600

Как видно, новый B макс. Значение для N ( pri) = 3 витка выглядит нормально и находится в пределах допустимого диапазона.Это также означает, что если в любой момент вам захочется изменить количество оборотов N (первичный) , вы должны убедиться, что оно соответствует новому значению B max .

Напротив, можно сначала определить B max для желаемого числа витков первичной обмотки, а затем отрегулировать число витков до этого значения, соответствующим образом изменив другие переменные в формуле.

Обороты вторичной обмотки

Теперь мы знаем, как рассчитать первичную обмотку ферритового инверторного трансформатора SMPS, пора взглянуть на другую сторону, то есть на вторичную обмотку трансформатора.

Поскольку пиковое значение должно быть 310 В для вторичной обмотки, мы хотели бы, чтобы это значение сохранялось для всего диапазона напряжения батареи, начиная с 13 В до 10,5 В.

Без сомнения, нам придется использовать систему обратной связи для поддержания постоянный уровень выходного напряжения для противодействия низкому напряжению батареи или возрастающим колебаниям тока нагрузки.

Но для этого должен быть некоторый верхний запас или запас для облегчения этого автоматического управления. Запас +20 В выглядит достаточно хорошо, поэтому мы выбираем максимальное пиковое выходное напряжение как 310 + 20 = 330 В.

Это также означает, что трансформатор должен быть рассчитан на выдачу 310 В при минимальном напряжении батареи 10,5.

Для управления с обратной связью мы обычно используем саморегулирующуюся схему ШИМ, которая увеличивает ширину импульса при низком заряде батареи или высокой нагрузке и пропорционально сужает ее при отсутствии нагрузки или в оптимальных условиях батареи.

Это означает, что при низком заряде батареи ШИМ должен автоматически настраиваться на максимальный рабочий цикл для поддержания предусмотренного выхода 310 В. Можно предположить, что этот максимальный ШИМ составляет 98% от общего рабочего цикла.

Зазор 2% оставлен на мертвое время. Мертвое время - это нулевой интервал напряжения между каждой частотой полупериода, в течение которого полевые МОП-транзисторы или определенные силовые устройства остаются полностью отключенными. Это гарантирует гарантированную безопасность и предотвращает сквозное прохождение через полевые МОП-транзисторы в переходные периоды двухтактных циклов.

Следовательно, входное питание будет минимальным, когда напряжение батареи достигнет минимального уровня, то есть когда В дюйм = В дюйм (мин) = 10.5 В. Это приведет к тому, что рабочий цикл будет максимально 98%.

Приведенные выше данные можно использовать для расчета среднего напряжения (среднеквадратичное значение постоянного тока), необходимого для того, чтобы первичная сторона трансформатора генерировала 310 В на вторичной, при минимальном уровне заряда батареи 10,5 В. Для этого мы умножаем 98% на 10,5. , как показано ниже:

0,98 x 10,5 В = 10,29 В, это номинальное напряжение, которое должно иметь первичная обмотка трансформатора.

Теперь мы знаем максимальное вторичное напряжение, которое составляет 330 В, и мы также знаем первичное напряжение, которое равно 10.29 В. Это позволяет нам получить соотношение двух сторон как: 330: 10,29 = 32,1.

Поскольку коэффициент номинального напряжения равен 32,1, коэффициент передачи также должен быть в том же формате.

Значение, x: 3 = 32,1, где x = вторичные витки, 3 = первичные витки.

Решая это, мы можем быстро получить вторичное количество витков

Следовательно, вторичные витки = 96,3.

Рисунок 96.3 - это количество витков вторичной обмотки, которое нам нужно для предлагаемого ферритового инверторного трансформатора, который мы проектируем.Как указывалось ранее, поскольку дробные значения сложно реализовать на практике, мы округляем его до 96 оборотов.

На этом наши расчеты завершены, и я надеюсь, что все читатели, должно быть, поняли, как просто рассчитать ферритовый трансформатор для конкретной схемы инвертора SMPS.

Расчет вспомогательной обмотки

Вспомогательная обмотка - это дополнительная обмотка, которая может потребоваться пользователю для некоторой внешней реализации.

Допустим, помимо 330 В на вторичной обмотке вам понадобится еще одна обмотка для получения 33 В для светодиодной лампы.Сначала мы вычисляем соотношение вторичной обмотки: вспомогательное относительно номинала вторичной обмотки 310 В. Формула:

N A = V sec / (V aux + V d )

N A = вторичное: вспомогательное соотношение, В сек = вторичное регулируемое выпрямленное напряжение, В aux = вспомогательное напряжение, В d = значение прямого падения диода для выпрямительного диода. Так как здесь нам нужен высокоскоростной диод, мы будем использовать выпрямитель Шоттки с V d = 0.5V

Решение дает нам:

N A = 310 / (33 + 0,5) = 9,25, округлим его до 9.

Теперь давайте вычислим количество витков, необходимое для вспомогательной обмотки, мы получим это по формуле:

N доп. = N сек / N A

Где N доп. = вспомогательные витки, N сек = вторичные витки, N A = вспомогательное передаточное число.

Из наших предыдущих результатов мы имеем N сек = 96 и N A = 9, подставив их в формулу выше, мы получаем:

N aux = 96/9 = 10.66, округляя это, мы получаем 11 оборотов. Таким образом, для получения 33 В нам потребуется 11 витков на вторичной стороне.

Таким образом, вы можете выбрать размер вспомогательной обмотки по своему усмотрению.

Заключение

В этом посте мы узнали, как рассчитать и спроектировать инверторные трансформаторы на основе ферритового сердечника, выполнив следующие шаги:

  • Расчет первичных витков
  • Расчет вторичных витков
  • Определить и подтвердить B max
  • Определите максимальное вторичное напряжение для ШИМ-управления с обратной связью
  • Найдите передаточное отношение первичной вторичной обмотки
  • Вычислите количество витков вторичной обмотки
  • Рассчитайте количество витков вспомогательной обмотки

Используя вышеупомянутые формулы и расчеты, заинтересованный пользователь может легко спроектировать индивидуальный Инвертор на основе ферритового сердечника для применения в SMPS.

Для вопросов и сомнений, пожалуйста, используйте поле для комментариев ниже, я постараюсь решить не раньше

.

Как спроектировать собственный инверторный трансформатор

Проектирование инверторного трансформатора может быть сложной задачей. Однако, используя различные формулы и воспользовавшись одним из показанных здесь практических примеров, необходимые операции, наконец, стали очень простыми.

В данной статье на практическом примере объясняется процесс применения различных формул для изготовления инверторного трансформатора. Различные формулы, необходимые для конструирования трансформатора, уже обсуждались в одной из моих предыдущих статей.

Обновление: подробное объяснение можно также изучить в этой статье: Как сделать трансформаторы

Проектирование инверторного трансформатора

Инвертор - это ваша личная электростанция, которая может легко преобразовать любой сильный источник постоянного тока в полезная мощность переменного тока, очень похожая на мощность, получаемую от домашних розеток переменного тока.

Хотя инверторы сегодня широко доступны на рынке, разработка собственного индивидуального инверторного блока может доставить вам огромное удовлетворение и, более того, это очень весело.

В Bright Hub я уже опубликовал множество схем инверторов, от простых до сложных синусоидальных и модифицированных синусоидальных схем.

Однако люди продолжают спрашивать меня о формулах, которые можно легко использовать для разработки инверторного трансформатора.

Популярный спрос побудил меня опубликовать одну такую ​​статью, в которой подробно рассматриваются расчеты конструкции трансформатора. Хотя объяснение и содержание были на должном уровне, к сожалению, многие из вас просто не смогли понять процедуру.

Это побудило меня написать эту статью, которая включает один пример, подробно иллюстрирующий, как использовать и применять различные шаги и формулы при разработке собственного трансформатора.

Давайте быстро рассмотрим следующий прилагаемый пример: Предположим, вы хотите спроектировать инверторный трансформатор для инвертора на 120 ВА, используя автомобильный аккумулятор 12 В в качестве входа и требуя 230 В в качестве выхода. Теперь, если просто разделить 120 на 12, получится 10 А, это станет требуемым вторичным током.

Хотите узнать, как спроектировать базовые схемы инвертора?

В следующем пояснении первичная сторона называется стороной трансформатора, которая может быть подключена к стороне батареи постоянного тока, а вторичная сторона означает выходную сторону 220 В переменного тока.

Имеющиеся данные:

  • Вторичное напряжение = 230 Вольт,
  • Первичный ток (выходной ток) = 10 Ампер.
  • Первичное напряжение (выходное напряжение) = 12-0-12 вольт, что равно 24 вольт.
  • Выходная частота = 50 Гц

Расчет напряжения инверторного трансформатора, тока, количества витков

Шаг № 1 : Сначала нам нужно найти площадь сердечника CA = 1,152 × √ 24 × 10 = 18 кв. См, где 1,152 - константа.

Мы выбираем CRGO в качестве основного материала.

Шаг № 2 : Расчет оборотов на вольт TPV = 1 / (4,44 × 10 –4 × 18 × 1,3 × 50) = 1,96, за исключением 18 и 50, все являются константами.

Шаг № 3 : Расчет вторичного тока = 24 × 10/230 × 0,9 (предполагаемый КПД) = 1,15 А,

Сопоставив вышеуказанный ток в таблице A, мы получим приблизительное значение вторичного медного провода толщина = 21 SWG.

Следовательно, Число витков вторичной обмотки рассчитывается как = 1,96 × 230 = 450

Шаг 4: Затем Площадь вторичной обмотки становится = 450/137 (из Таблицы A) = 3 .27 кв. См.

Теперь, требуемый первичный ток составляет 10 А, поэтому из Таблицы A мы сопоставим эквивалентную толщину медного провода = 12 SWG.

Шаг # 5 : Расчет первичного числа витков = 1,04 (1,96 × 24) = 49. Значение 1,04 включено, чтобы обеспечить добавление нескольких дополнительных витков к общему количеству, чтобы компенсировать потери в обмотках.

Шаг № 6 : Расчет площади первичной обмотки = 49/12.8 (из таблицы A) = 3,8 кв. См.

Следовательно, Общая площадь обмотки составляет = (3,27 + 3,8) × 1,3 (площадь изоляции добавлена ​​на 30%) = 9 кв. См.

Шаг № 7 : Расчет общей площади получаем = 18 / 0,9 = 20 кв. См.

Шаг 8: Далее ширина языка становится = √20 = 4,47 см.

Обращаясь к Таблице B еще раз, используя указанное выше значение, мы окончательно определяем тип ядра как 6 (E / I) приблизительно.

Шаг # 9 : Наконец рассчитывается стек as = 20 / 4,47 = 4,47 см

Таблица A

SWG ------- (AMP) ------- Обороты за кв. см.
10 ----------- 16,6 ---------- 8,7
11 ----------- 13,638 ------- 10,4
12- ---------- 10,961 ------- 12,8
13 ----------- 8,579 --------- 16,1
14 ----- ------ 6,487 --------- 21,5
15 ----------- 5,254 --------- 26,8
16 ------- ---- 4,151 --------- 35,2
17 ----------- 3,178 --------- 45.4
18 ----------- 2,335 --------- 60,8
19 ----------- 1,622 --------- 87,4
20 ----------- 1,313 --------- 106
21 ----------- 1,0377 -------- 137
22-- --------- 0,7945 -------- 176
23 ----------- 0,5838 --------- 42
24 ----- ------ 0,4906 --------- 286
25 ----------- 0,4054 --------- 341
26 ------- ---- 0,3284 --------- 415
27 ----------- 0,2726 --------- 504
28 --------- - 0,2219 --------- 609
29 ----------- 0,1874 --------- 711
30 ----------- 0,1558 --------- 881
31 ----------- 0.1364 --------- 997
32 ----------- 0,1182 --------- 1137
33 ----------- 0,1013- -------- 1308
34 ----------- 0,0858 --------- 1608
35 ----------- 0,0715 --- ------ 1902
36 ----------- 0,0586 ---------- 2286
37 ----------- 0,0469 ---- ------ 2800
38 ----------- 0,0365 ---------- 3507
39 ----------- 0,0274 ---- ------ 4838
40 ----------- 0,0233 ---------- 5595
41 ----------- 0,0197 ---- ------ 6543
42 ----------- 0,0162 ---------- 7755
43 ----------- 0,0131 ---- ------ 9337
44 ----------- 0.0104 --------- 11457
45 ----------- 0,0079 --------- 14392
46 ----------- 0,0059- -------- 20223
47 ----------- 0,0041 --------- 27546
48 ----------- 0,0026 --- ------ 39706
49 ----------- 0,0015 --------- 62134
50 ----------- 0,0010 ----- ---- 81242

Таблица B

Тип ------------------- Язык ---------- Обмотка
№---- ----------------- Ширина ------------- Площадь
17 (E / I) ----------- --------- 1,270 ------------ 1,213
12A (E / 12I) --------------- 1,588 ---- ------- 1.897
74 (E / I) -------------------- 1,748 ----------- 2,284
23 (E / I) - ------------------ 1.905 ----------- 2.723
30 (E / I) ------------ -------- 2.000 ----------- 3.000
21 (E / I) -------------------- 1.588- ---------- 3,329
31 (E / I) -------------------- 2,223 ----------- 3,703
10 (E / I) -------------------- 1,588 ----------- 4,439
15 (E / I) - ------------------- 2.540 ----------- 4.839
33 (E / I) ----------- ---------- 2,800 ---------- 5,880
1 (E / I) --------------------- --2.461 ---------- 6.555
14 (E / I) --------------------- 2.540 ---------- 6.555
11 (E / I) --------------------- 1.905 --------- 7.259
34 (U / T) -------------------- 1/588 --------- 7.259
3 (E / I) - --------------------- 3,175 --------- 7,562
9 (Ед. / Т.) ----------- ----------- 2,223 ---------- 7,865
9А (U / T) -------------------- 2,223 ---------- 7,865
11A (E / I) ------------------- 1,905 ----------- 9.072
4A (E / I) --------------------- 3.335 ----------- 10.284
2 (E / I) - ---------------------- 1.905 ----------- 10.891
16 (E / I) -------- ------------- 3.810 ----------- 10.891
5 (E / I) ---------------------- 3.810 ----------- 12.704
4AX (U / T) ---------------- 2.383 ----------- 13.039
13 (E / I) -------------- ------ 3,175 ----------- 14,117
75 (U / T) ------------------- 2,540 ---- ------- 15,324
4 (E / I) ---------------------- 2,540 ---------- 15,865
7 (E / I) ---------------------- 5,080 ----------- 18,969
6 (E / I) - -------------------- 3.810 ---------- 19.356
35A (U / T) ----------- ------ 3.810 ---------- 39.316
8 (E / I) --------------------- 5.080 --- ------- 49.803

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель.Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть запрос, связанный со схемой, вы можете взаимодействовать с ним через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Как работают трансформаторы | Проекты самодельных схем

Согласно определению, данному в Википедии, электрический трансформатор - это стационарное оборудование, которое обменивается электроэнергией между парой тесно намотанных катушек посредством магнитной индукции.

Постоянно меняющийся ток в одной обмотке трансформатора генерирует переменный магнитный поток, который, следовательно, индуцирует переменную электродвижущую силу на второй катушке, построенной на том же сердечнике.

Основной принцип работы

Трансформаторы в основном работают путем передачи электроэнергии между парой катушек посредством взаимной индукции, вне зависимости от какой-либо формы прямого контакта между двумя обмотками.

Этот процесс передачи электричества посредством индукции был впервые доказан законом индукции Фарадея в 1831 году. Согласно этому закону индуцированное напряжение на двух катушках создается из-за переменного магнитного потока, окружающего катушку.

Основная функция трансформатора - повышать или понижать переменное напряжение / ток в различных пропорциях в соответствии с требованиями приложения. Пропорции определяются числом витков и соотношением витков обмотки.

Анализ идеального трансформатора

Мы можем представить себе идеальный трансформатор в виде гипотетической конструкции, которая может быть практически без потерь в какой-либо форме. Более того, в этой идеальной конструкции первичная и вторичная обмотки могут быть идеально соединены друг с другом.

Это означает, что магнитная связь между двумя обмотками осуществляется через сердечник с бесконечной магнитной проницаемостью и с индуктивностями обмотки при общей нулевой магнитодвижущей силе.

Мы знаем, что в трансформаторе приложенный переменный ток в первичной обмотке пытается создать переменный магнитный поток внутри сердечника трансформатора, который также включает в себя вторичную обмотку, окруженную вокруг него.

Из-за этого переменного потока во вторичной обмотке индуцируется электродвижущая сила (ЭДС) посредством электромагнитной индукции. Это приводит к генерации потока во вторичной обмотке с величиной, противоположной, но равной потоку в первичной обмотке, согласно закону Ленца.

Поскольку сердечник обладает бесконечной магнитной проницаемостью, весь (100%) магнитный поток может передаваться через две обмотки.

Это означает, что, когда первичная обмотка подвергается воздействию источника переменного тока, а нагрузка подключена к клеммам вторичной обмотки, ток течет через соответствующую обмотку в направлениях, указанных на следующей схеме.В этом состоянии магнитодвижущая сила сердечника нейтрализуется до нуля.

Изображение предоставлено: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Transformer3d_col3.svg

В этой идеальной конструкции трансформатора, поскольку передача потока через первичную и вторичную обмотки составляет 100%, согласно закону Фарадея. индуцированное напряжение на каждой обмотке будет полностью пропорционально количеству витков обмотки, как показано на следующем рисунке:

Тестовое видео, подтверждающее линейное соотношение между первичным / вторичным соотношением витков.

ОБОРОТЫ И ОТНОШЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ

Попробуем подробно разобраться в расчетах коэффициента трансформации:

Чистая величина напряжения, индуцированного от первичной обмотки ко вторичной, просто определяется соотношением количества витков намотаны на первичный и вторичный участки.

Однако это правило применяется только в том случае, если трансформатор близок к идеальному трансформатору.

Идеальный трансформатор - это тот трансформатор, который имеет незначительные потери в виде скин-эффекта или вихревых токов.

Давайте возьмем пример на рисунке 1 ниже (для идеального трансформатора).

Предположим, что первичная обмотка состоит примерно из 10 витков, а вторичная - только из одного витка. Из-за электромагнитной индукции силовые линии, генерируемые поперек первичной обмотки в ответ на входной переменный ток, попеременно расширяются и сжимаются, прорезая 10 витков первичной обмотки. Это приводит к тому, что во вторичной обмотке индуцируется точно пропорциональная величина напряжения в зависимости от отношения витков.

Обмотка, на которую подается переменный ток, становится первичной обмоткой, а дополнительная обмотка, которая производит выходной сигнал за счет магнитной индукции первичной обмотки, становится вторичной обмоткой.

Рисунок (1)

Поскольку вторичная обмотка имеет только один виток, она испытывает пропорциональный магнитный поток на одном витке по сравнению с 10 витками первичной обмотки.

Следовательно, поскольку напряжение, приложенное к первичной обмотке, равно 12 В, каждая ее обмотка будет подвергаться воздействию противо-ЭДС 12/10 = 1.2 В, и это именно та величина напряжения, которая будет влиять на одиночный виток, присутствующий во вторичной части. Это потому, что он имеет одну обмотку, которая способна извлекать только то же эквивалентное количество индукции, которое может быть доступно через один виток первичной обмотки.

Таким образом, вторичная обмотка с одним витком сможет извлечь 1,2 В из первичной обмотки.

Приведенное выше объяснение показывает, что количество витков на первичной обмотке трансформатора линейно соответствует напряжению питания на ней, а напряжение просто делится на количество витков.

Таким образом, в приведенном выше случае, поскольку напряжение составляет 12 В, а количество витков равно 10, суммарная ЭДС счетчика, наведенная на каждый из витков, будет 12/10 = 1,2 В

Пример № 2

Теперь давайте визуализируем рисунок 2 ниже, он показывает конфигурацию, аналогичную рисунку 1. ожидайте вторичный, у которого теперь есть 1 дополнительный ход, то есть 2 числа ходов.

Излишне говорить, что теперь вторичная обмотка будет проходить через вдвое больше линий потока по сравнению с условием на фигуре 1, в котором был только один виток.

Итак, здесь вторичная обмотка будет показывать около 12/10 x 2 = 2,4 В, потому что на два витка будет влиять величина противо-ЭДС, которая может быть эквивалентной для двух обмоток на первичной стороне трафарета.

Таким образом, из приведенного выше обсуждения в целом можно сделать вывод, что в трансформаторе соотношение между напряжением и числом витков на первичной и вторичной обмотках является достаточно линейным и пропорциональным.

Число витков трансформатора

Таким образом, полученная формула для расчета числа витков для любого трансформатора может быть выражена как:

Es / Ep = Ns / Np

где,

  • Es = вторичное напряжение ,
  • Ep = первичное напряжение,
  • Ns = количество вторичных витков,
  • Np = количество первичных витков.

Первичный вторичный коэффициент поворота

Было бы интересно отметить, что приведенная выше формула указывает прямую связь между отношением вторичного напряжения к первичному и вторичного к первичному числу витков, которые, как указано, являются пропорциональными и равный.

Следовательно, приведенное выше уравнение может быть также выражено как:

Ep x Ns = Es x Np

Далее мы можем вывести приведенную выше формулу для решения Es и Ep, как показано ниже:

Es = (Ep x Ns) / Np

аналогично,

Ep = (Es x Np) / Ns

Приведенное выше уравнение показывает, что если доступны любые 3 величины, четвертую величину можно легко определить, решив формулу .

Решение практических проблем с обмоткой трансформатора

Пример №1: Трансформатор имеет 200 витков в первичной части, 50 витков во вторичной и 120 вольт, подключенных к первичной обмотке (Ep). Какое может быть напряжение на вторичной обмотке (E s)?

Дано:

  • Np = 200 витков
  • Ns = 50 витков
  • Ep = 120 вольт
  • Es =? вольт

Ответ:

Es = EpNs / Np

Замена:

Es = (120 В x 50 витков) / 200 витков

Es = 30 вольт

Случай в точке # 2 : Предположим, у нас есть 400 витков проволоки в катушке с железным сердечником.

Предполагая, что катушка должна использоваться в качестве первичной обмотки трансформатора, рассчитайте количество витков, которые необходимо намотать на катушку, чтобы получить вторичную обмотку трансформатора, чтобы обеспечить вторичное напряжение в один вольт в зависимости от ситуации. где первичное напряжение 5 вольт?

Дано:

  • Np = 400 оборотов
  • Ep = 5 вольт
  • Es = 1 вольт
  • Ns =? оборотов

Ответ:

EpNs = EsNp

Транспонирование для Ns:

Ns = EsNp / Ep

Замена:

Ns = (1V x 900 витков)

Нс = 80 витков

Имейте в виду: Отношение напряжения (5: 1) эквивалентно соотношению обмоток (400: 80).Иногда вместо определенных значений вам назначают коэффициент витков или напряжений.

В подобных случаях вы можете просто принять любое произвольное число для одного из напряжений (или обмотки) и вычислить другое альтернативное значение из соотношения.

В качестве иллюстрации предположим, что коэффициент намотки задан как 6: 1, вы можете представить количество витков для первичной части и вычислить эквивалентное вторичное число витков, используя аналогичные пропорции, такие как 60:10, 36: 6, 30: 5 и т. Д.

Трансформатор во всех приведенных выше примерах имеет меньшее количество витков во вторичной части по сравнению с первичной частью. По этой причине вы можете обнаружить меньшее напряжение на вторичной стороне трафо, а не на первичной стороне.

Что такое повышающие и понижающие трансформаторы

Трансформатор, номинальное напряжение вторичной стороны которого ниже номинального напряжения первичной стороны, называется СТУПЕНЧАТЫМ трансформатором.

Или, в качестве альтернативы, если вход переменного тока подается на обмотку с большим числом витков, то трансформатор действует как понижающий трансформатор.

Соотношение понижающего трансформатора четыре: один записано как 4: 1. Трансформатор, который включает в себя меньшее количество витков на первичной стороне по сравнению с вторичной стороной, будет генерировать более высокое напряжение на вторичной стороне по сравнению с напряжением, подключенным к первичной стороне.

Трансформатор, у которого вторичная сторона номинала выше напряжения на первичной стороне, называется СТУПЕНЧАТЫМ трансформатором. Или, в качестве альтернативы, если вход переменного тока подается на обмотку с меньшим числом витков, то трансформатор действует как повышающий трансформатор.

Передаточное отношение повышающего трансформатора «один к четырем» должно быть записано как 1: 4. Как вы можете видеть в двух соотношениях, величина первичной обмотки последовательно упоминается в начале.

Можем ли мы использовать понижающий трансформатор в качестве повышающего трансформатора и наоборот?

Да, безусловно! Все трансформаторы работают по тому же основному принципу, что и описанный выше. Использование повышающего трансформатора в качестве понижающего трансформатора просто означает переключение входных напряжений на их первичную / вторичную обмотку.

Например, если у вас есть обычный повышающий трансформатор источника питания, который обеспечивает выходное напряжение 12-0-12 В от входного переменного тока 220 В, вы можете использовать тот же трансформатор в качестве повышающего трансформатора для получения выходного сигнала 220 В от источника переменного тока. Вход 12 В переменного тока.

Классический пример - схема инвертора, где в трансформаторах нет ничего особенного. Все они работают от обычных понижающих трансформаторов, подключенных противоположным образом.

Воздействие нагрузки

Когда нагрузка или электрическое устройство подключаются к вторичной обмотке трансформатора, ток или токи проходят через вторичную сторону обмотки вместе с нагрузкой.

Магнитный поток, создаваемый током во вторичной обмотке, взаимодействует с магнитными линиями потока, создаваемыми усилителями на первичной стороне. Этот конфликт между двумя линиями магнитного потока возникает в результате общей индуктивности между первичной и вторичной обмотками.

Mutual Flux

Абсолютный магнитный поток в материале сердечника трансформатора преобладает как для первичной, так и для вторичной обмоток. Кроме того, это путь, по которому электроэнергия может перемещаться от первичной обмотки ко вторичной.

Из-за того, что этот поток объединяет обе обмотки, явление обычно известно как ВЗАИМНЫЙ ПОТОК. Кроме того, индуктивность, которая создает этот поток, преобладает для обеих обмоток и называется взаимной индуктивностью.

На рисунке (2) ниже показан поток, создаваемый токами в первичной и вторичной обмотках трансформатора каждый раз, когда в первичной обмотке включается ток питания.

Рисунок (2)

Когда сопротивление нагрузки подключается ко вторичной обмотке, напряжение, подаваемое во вторичную обмотку, запускает ток, циркулирующий во вторичной обмотке.

Этот ток создает кольца потока вокруг вторичной обмотки (обозначены пунктирными линиями), которые могут быть альтернативой полю потока вокруг первичной обмотки (закон Ленца).

Следовательно, поток вокруг вторичной обмотки нейтрализует большую часть потока вокруг первичной обмотки.

При меньшем количестве магнитного потока, окружающего первичную обмотку, уменьшается обратная ЭДС, и из источника питания потребляется больше ампер. Дополнительный ток в первичной обмотке высвобождает дополнительные линии магнитного потока, в значительной степени восстанавливая исходное количество абсолютных магнитных линий.

ОБОРОТЫ И СООТНОШЕНИЯ ТОКА

Количество магнитных линий, образующихся в сердечнике трафо, пропорционально силе намагничивания

(В АМПЕР-ОБОРОТАХ) первичной и вторичной обмоток.

Ампер-виток (I x N) указывает на магнитодвижущую силу; ее можно понять как магнитодвижущую силу, создаваемую током в один ампер, протекающим в катушке с одним витком.

Поток, имеющийся в сердечнике трансформатора, окружает вместе первичную и вторичную обмотки.

Учитывая, что поток идентичен для каждой обмотки, ампер-витки в каждой первичной и вторичной обмотках всегда должны быть одинаковыми.

По этой причине:

IpNp = IsNs

Где:

IpNp = амперы / витки в первичной обмотке
IsNs - амперы / витки во вторичной обмотке

Разделив обе стороны выражением
Ip , получаем:
Np / Ns = Is / Ip

, поскольку: Es / Ep = Ns / Np

Тогда: Ep / Es = Np / Ns

Также: Ep / Es = Is / Ip

, где

  • Ep = напряжение, приложенное к первичной обмотке в вольтах
  • Es = напряжение на вторичной обмотке в вольтах
  • Ip = ток в первичной обмотке в амперах
  • Is = ток в вторичная обмотка в амперах

Обратите внимание на то, что уравнения указывают, что коэффициент ампер является обратной величиной обмотки или передаточного отношения, а также отношения напряжений.

Это означает, что трансформатор, имеющий меньшее количество витков на вторичной стороне по сравнению с первичной, может понижать напряжение, но увеличивать ток. Например:

Предположим, трансформатор имеет соотношение напряжений 6: 1.

Попытайтесь найти ток или амперы на вторичной стороне, если ток или ампер на первичной стороне составляет 200 миллиампер.

Предположим, что

Ep = 6 В (в качестве примера)
Es = 1 В
Ip = 200 мА или 0.2А
Is =?

Ответ:

Ep / Es = Is / Ip

Транспонирование для Is:

Is = EpIp / Es

Замена:

Is = (6V x 0,2A) / 1V
Is = 1,2 A

В приведенном выше сценарии рассматривается тот факт, что, несмотря на то, что напряжение на вторичной обмотке составляет одну шестую напряжения на первичной обмотке, ток во вторичной обмотке в 6 раз больше, чем в первичной обмотке.

Приведенные выше уравнения вполне можно рассматривать с альтернативной точки зрения.

Коэффициент намотки означает сумму, на которую трансформатор увеличивает или увеличивает или снижает напряжение, подключенное к первичной обмотке.

Для иллюстрации: предположим, что если вторичная обмотка трансформатора имеет вдвое больше витков, чем первичная обмотка, то напряжение, подаваемое на вторичную обмотку, вероятно, будет в два раза больше напряжения на первичной обмотке.

В случае, если вторичная обмотка имеет половину числа витков первичной обмотки, напряжение на вторичной обмотке будет вдвое меньше напряжения на первичной обмотке.

Сказав это, коэффициент намотки вместе с коэффициентом усиления трансформатора составляют обратную связь.

В результате повышающий трансформатор 1: 2 может иметь половину усилителя на вторичной стороне по сравнению с первичной. Понижающий трансформатор 2: 1 может иметь в два раза больший ток во вторичной обмотке по сравнению с первичной обмоткой.

Иллюстрация: Трансформатор с соотношением обмоток 1:12 имеет на вторичной стороне ток 3 ампера.Узнать величину тока в первичной обмотке?

Дано:

Np = 1 оборот (например)
Ns = 12 оборотов
Is = 3Amp
Lp =?

Ответ:

Np / Ns = Is / Ip

Замена:

Ip = (12 витков x 3 А) / 1 оборот

Ip = 36A

Расчет взаимной индуктивности

Взаимная индукция - это процесс, при котором одна обмотка проходит через индукцию ЭДС из-за скорости изменения тока соседней обмотки, что приводит к индуктивной связи между обмотками.

Другими словами Взаимная индуктивность - это отношение наведенной ЭДС на одной обмотке к скорости изменения тока на другой обмотке, как выражается в следующей формуле:

M = ЭДС / di (t) / dt

Фазирование в трансформаторах:

Обычно, когда мы исследуем трансформаторы, большинство из нас полагает, что напряжение и токи первичной и вторичной обмоток находятся в фазе друг с другом. Однако это может быть не всегда так.В трансформаторах соотношение между напряжением и фазовым углом тока между первичной и вторичной обмотками зависит от того, как эти обмотки повернуты вокруг сердечника. Это зависит от того, вращаются ли они обе против часовой стрелки или по часовой стрелке, или одна обмотка вращается по часовой стрелке, а другая - против часовой стрелки.

Давайте обратимся к следующим схемам, чтобы понять, как ориентация обмотки влияет на фазовый угол:

В приведенном выше примере направления обмотки выглядят одинаково, то есть первичная и вторичная обмотки повернуты по часовой стрелке.Из-за такой идентичной ориентации фазовый угол выходного тока и напряжения идентичен фазовому углу входного тока и напряжения.

Во втором примере выше видно направление обмотки трансформатора с противоположной ориентацией. Как можно видеть, первичная обмотка направлена ​​по часовой стрелке, а вторичная намотана против часовой стрелки. Из-за этой противоположной ориентации обмотки фазовый угол между двумя обмотками составляет 180 градусов, и наведенный вторичный выход показывает противофазный ток и отклик напряжения.

Точечная нотация и точечная нотация

Во избежание путаницы, точечная нотация или точечная нотация используются для обозначения ориентации обмотки трансформатора. Это позволяет пользователю понять характеристики фазового угла входа и выхода, независимо от того, находятся ли первичная и вторичная обмотки в фазе или в противофазе.

Точечное обозначение реализовано в виде точечных меток в начальной точке обмотки, указывающих, находятся ли обмотки в фазе или противофазе друг с другом.

На следующей схеме трансформатора обозначены условные обозначения, и это означает, что первичная и вторичная обмотки трансформатора находятся в фазе друг с другом.

Точечная запись, используемая на рисунке ниже, показывает точки, расположенные напротив противоположных точек первичной и вторичной обмоток. Это указывает на то, что ориентация обмотки на двух сторонах не одинакова, и поэтому фазовый угол между двумя обмотками будет сдвинут по фазе на 180 градусов, когда на одну из обмоток подается вход переменного тока.

Потери в реальном трансформаторе

Расчеты и формулы, приведенные в предыдущих параграфах, были основаны на идеальном трансформаторе. Однако в реальном мире и для настоящего трансформатора сценарий может сильно отличаться.

Вы обнаружите, что в идеальной конструкции следующие основные линейные факторы реальных трансформаторов будут проигнорированы:

(a) Многие типы потерь в сердечнике, вместе известные как потери тока намагничивания, которые могут включать в себя следующие типы потерь:

  • Гистерезисные потери: это вызвано нелинейным влиянием магнитного потока на сердечник трансформатора.
  • Потери на вихревые токи: эти потери возникают из-за явления, называемого джоулевым нагревом в сердечнике трансформатора. Оно пропорционально квадрату напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора.

(b) В отличие от идеального трансформатора, сопротивление обмотки реального трансформатора никогда не может иметь нулевое сопротивление. Это означает, что в конечном итоге обмотка будет иметь некоторое сопротивление и связанные с ними индуктивности.

  • Джоулевые потери: Как объяснено выше, сопротивление, возникающее на выводах обмотки, приводит к джоулевым потерям.
  • Поток утечки: мы знаем, что трансформаторы сильно зависят от магнитной индукции, протекающей через их обмотку. Однако, поскольку обмотка построена на общем едином сердечнике, магнитный поток имеет тенденцию течь через обмотку через сердечник. Это приводит к возникновению импеданса, называемого реактивным сопротивлением первичной / вторичной обмоток, которое способствует потерям в трансформаторе.

(c) Поскольку трансформатор также является разновидностью катушки индуктивности, на него также влияют такие явления, как паразитная емкость и саморезонанс из-за распределения электрического поля.Эта паразитная емкость обычно может быть в трех различных формах, как указано ниже:

  • Емкость, генерируемая между витками, расположенными один над другим внутри одного слоя;
  • Емкость, создаваемая на двух или более смежных слоях;
  • Емкость, создаваемая между сердечником трансформатора и слоем (слоями) обмотки, прилегающим к сердечнику;

Заключение

Из приведенного выше обсуждения мы можем понять, что в практических приложениях расчет трансформатора, особенно трансформатора с железным сердечником, может быть не таким простым, как идеальный трансформатор.

Чтобы получить наиболее точные результаты для данных обмотки, нам, возможно, придется учитывать многие факторы, такие как: плотность потока, площадь сердечника, размер сердечника, ширина язычка, площадь окна, тип материала сердечника и т. Д.

Вы можете узнать больше обо всем эти расчеты под этим сообщением:

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

.

Как рассчитать / найти номинал трансформатора в кВА

Рассчитать и найти рейтинг однофазных и трехфазных трансформаторов в кВА

Мы знаем, что трансформатор всегда рассчитывается в кВА. Ниже приведены две простые формулы для определения номинала однофазного и трехфазного трансформаторов .

Найдите номинал однофазного трансформатора

Номинал однофазного трансформатора:

P = V x I.

Номинал однофазного трансформатора в кВА

кВА = (V x I) / 1000

Рейтинг трехфазного трансформатора

Рейтинг трехфазного трансформатора:

P = √3.V x I

Рейтинг трехфазного трансформатора в кВА

кВА = (√3. V x I) / 1000

Но подождите, здесь возникает вопрос ... Посмотрите на общие паспортные данные трансформатора на 100 кВА.

Вы что-то заметили ???? В любом случае, мне все равно, каков ваш ответ;) но позвольте мне попытаться объяснить.

Вот рейтинг трансформатора - 100 кВА .

Но первичное или высокое напряжение (ВН) составляет 11000 В = 11 кВ.

И первичный ток на стороне высокого напряжения равен 5.25 ампер.

Также вторичное напряжение или низкое напряжение (НН) составляет 415 вольт

И вторичный ток (ток на стороне низкого напряжения) составляет 139,1 ампер.

Проще говоря,

Мощность трансформатора в кВА = 100 кВА

Первичное напряжение = 11000 = 11 кВ

Первичный ток = 5,25 А

Вторичное напряжение = 415 В

Вторичный ток = 139,1 Ампера.

Теперь рассчитайте номинальные параметры трансформатора согласно

P = V x I (первичное напряжение x первичный ток)

P = 11000V x 5.25 A = 57 750 ВА = 57,75 кВА

Или P = V x I (вторичное напряжение x вторичный ток)

P = 415 В x 139,1 A = 57 726 ВА = 57,72 кВА

Еще раз мы заметили, что номинал трансформатора (на паспортной табличке) - 100 кВА , но согласно расчетам… это около 57 кВА

Разница происходит из-за незнания того, что мы использовали однофазную формулу вместо трехфазной.

Теперь попробуйте по этой формуле

P = √3 x V x I

P = √3 Vx I (первичное напряжение x первичный ток)

P = √3 x 11000V x 5.25 A = 1,732 x 11000 В x 5,25 A = 100 025 ВА = 100 кВА

Или P = √3 x V x I (вторичные напряжения x вторичный ток)

P = √3 x 415 В x 139,1 A = 1,732 x 415 В x 139,1 A = 99,985 ВА = 99,98 кВА

Рассмотрим в следующем (следующем) примере.

Напряжение (между фазами) = 208 В .

Ток (линейный ток) = 139 A

Текущие характеристики трехфазного трансформатора

P = √3 x V x I

P = √3 x 208 x 139A = 1.732 x 208 x 139

P = 50077 VA = 50kVA

Примечание: этот пост был сделан по просьбе поклонника нашей страницы Анила Виджая.

.

Смотрите также