Расчет диаметра провода по току для трансформатора: РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Содержание

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

силовой трансформатор   радиотехнические расчеты    радио калькулятор

        РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

В радиолюбительской практике иногда возникает необходимость в изготовлении трансформатора с нестандартными значениями напряжения и тока.

Хорошо, если удается подобрать готовый трансформатор с нужными обмотками, в противном случае трансформатор приходится изготавливать самостоятельно.

Эта страничка посвящена изготовлению силового трансформатора своими силами. В промышленных условиях расчет трансформатора — весьма трудоемкая работа, но для радиолюбителей созданы упрощенные методики расчета.

С одной из таких методик я и хочу вас познакомить.

Перед началом расчета нам нужно определиться с выходными данными будущего трансформатора.

Во-первых - номинальная мощность (P). Мощность трансформатора определяется как сумма мощностей всех вторичных обмоток. Мощность любой из вторичных обмоток определяем из произведения напряжения на вторичной обмотке и снимаемого с нее тока (напряжение для расчета берем в Вольтах, а ток — в Амперах).

Исходя из полученной номинальной мощности трансформатора можно вычислить минимальное сечение сердечника (S) (измеряется в квадратных сантиметрах). При выборе сердечника руководствуются шириной центральной пластины сердечника и толщиной набора. Площадь сечения сердечника определяется как произведение ширины пластины на толщину набора.

 

S серд = L*T  (все величины берутся в Сантиметрах!)

S окна = h*b

Также полезно сразу рассчитать площадь окна выбранного нами сердечника. Эта величина будет использоваться для проверки коэффициента заполнения окна ( проще говоря — поместятся все обмотки на данном трансформаторе, или нет). 

Далее — приступаем к вычислению коэффициента N. Этот коэффициент показывает, сколько витков нужно намотать для получения напряжения на обмотке в 1 вольт.

Дальнейший расчет сводится к умножению напряжения на обмотке на это коэффициент (N). Эта процедура для всех обмоток одинакова.

Далее — рассчитываем рабочий ток в сетевой обмотке исходя из мощности трансформатора и сетевого напряжения.

Диаметр провода в обмотках рассчитывается по приведенным формулам (ток берется в Миллиамперах !). Иногда не удается приобрести провод нужного сечения (но есть провод меньшего диаметра) — для этого случая полезно воспользоваться следующей табличкой:

Как пользоваться табличкой? Предположим, в результате расчета диаметр провода обмотки у нас получился равным 0,51 миллиметра. Для получения эквивалентного по сечению провода нам нужно взять либо 2 провода, диаметром 0,31 миллиметра, либо 3 провода с диаметром 0,29 миллиметров. Соответственно, обмотка будет состоять не из расчетного провода, а из нескольких, вместе сложенных проводов меньшего сечения. Надеюсь, что пример довольно понятный для понимания…

В конце расчета проверяем коэффициент заполнения окна обмотками. Если этот коэффициент не превышает 0,5 — всё в порядке — можно приступать к намотке, в противном случае придется использовать сердечник с большей площадью сечения и произвести весь расчет заново…

Сборка сердечника  у силового трансформатора производится «в перекрышку» — так как показано на рисунке внизу:

Если у вас найдется готовый силовой трансформатор с номинальной мощностью не ниже, чем необходимо, то можно сетевую обмотку не перематывать, а ограничиться расчетом только вторичной обмотки.

Для примера : нам нужен силовой трансформатор для зарядки автомобильного аккумулятора с номинальным током зарядки 5 ампер.

Таким образом - мощность такого трансформатора должна быть не менее 90 ватт (18 вольт помноженное на 5 ампер).

В данном случае можно использовать силовой трансформатор типа ТС180 от лампового черно-белого телевизора. Переделка такого трансформатора сводится только к перемотке вторичной обмотки. Данный трансформатор изготовлен с применением так называемого «О» - образного сердечника и имеет две катушки. Все обмотки такого трансформатора разделены пополам и наматываются на обе катушки. Для переделки разбираем аккуратно сердечник (предварительно пометив одну из сторон сердечника, так как половинки при сборке трансформатора пришлифовываются друг к другу), сматываем все обмотки, кроме помеченных цифрами 1-3. Во время сматывания накальной обмотки (она намотана самым толстым проводом) нужно сосчитать число витков.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({}); Полученное число витков делим на 6,5 - получаем количество витков обмотки данного трансформатора на 1 вольт. Затем умножаем это число на 18 и получаем нужное число витков вторичной обмотки. По формуле рассчитываем диаметр провода вторичной обмотки. При данном токе обмотки диаметр провода должен быть не менее, чем 1,42 миллиметра. Если вы найдете такой провод, то вторичную обмотку нужно разделить на 2 части и наматывать на каждый каркас, после чего соединить обмотки последовательно. Можно использовать провод меньшего диаметра (например 1,0 миллиметра). В этом случае на каждый каркас наматываем полное число витков и обмотки соединяем параллельно.   

Ниже приведена табличка для изготовления силового трансформатора с «типовыми» размерами  сердечника:

Пользование табличкой, думаю, не составит трудностей. ..

Расчет тороидального сетевого трансформатора

Исходные данные для расчета: напряжение/ток всех вторичных обмоток. Исходя из этих данных получаем минимальную габаритную мощность трансформатора. Пример: нужен трансформатор с двумя вторичными обмотками . Первая — на 14 вольт при токе в 1 ампер, вторая — 30 вольт при токе 0,05 ампера. Получаем сумму мощности во вторичных обмотках (14*1)+(30*0,05)=15,5 ватт. Главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры — это его надежность. Следствие надежности — это минимальный нагрев трансформатора при работе и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть «жестким»).
В расчетах примем КПД трансформатора 0,95 . Учитывая то, что нам нужен надежный трансформатор, и учитывая то, что напряжение в сети может иметь отклонения от 220 вольт до 10%, принимаем В=1,2 Тл
Плотность тока принимаем 3,5 А/мм2
Коэффициент заполнения сердечника сталью принимаем 0,95
Коэффициент заполнения окна принимаем 0,45
Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид:

Р=1. 9 * Sc * So

Далее считаем количество витков первичной (сетевой) обмотки — оно равно n1=40 * 220 / Sc
Где: Sc — площадь поперечного сечения сердечника, соответственно [кв. см]; 220 — напряжение первичной обмотки [В]; Количество витков во вторичных обмотках считаем по той же формуле, но учитываем падение напряжения под нагрузкой — добавляем примерно 5 % к расчитанному количеству.

Диаметр провода всех обмоток расчитываем по формулам

— для меди         

— для алюминия

Трансформатор диаметр провода — Справочник химика 21

    Диаметр провода каждой из обмоток выбирается таким, чтобы получить определенную плотность тока I, которая определяется мощностью трансформатора. Для трансформаторов мощностью до 75 вт допустимая плотность тока составляет 2 а мм . [c.281]

    Величину для низкокачественных сталей можно найти по графику для 1Хг= (М), приведенному на рис. 1-30. Для высококачественных сталей значение можно определить, пользуясь справочными графическими зависимостями для соответствующих материалов. Определение диаметра провода и проверка размещения обмотки в окне выбранного магнитопровода производятся так же, как в вышеприведенной методике расчета трансформатора. В случае необходимости определения активного сопротивления обмотки дросселя расчет может быть [c.71]


    Токопроводящая часть катушки трансформатора — обмотка характеризуется следующими параметрами шагом намотки, диаметром провода, диаметром каркаса, расстоянием между витками и углом укладки провода. [c.387]

    Силовой трансформатор наматывают на сердечник сечением 20 см . Первичная обмотка для сети напряжением 120 в содержит 300 витков провода ПЭЛ 0,9, а для сети напряжением 220 в—550 витков провода ПЭЛ 0,65. Вторичная обмотка содержит 2250 витков провода ПЭЛ 0,35 с отводом от средней точки. Обмотка HI содержит 13 витков, обмотки IV, V, VI—по 16 витков диаметр провода обмоток III, IV и VI равен 1,25 мм, а обмотки V—0,6 мм. Дроссель Др наматывают проводом диаметром 0,35 мм на сердечнике сечением 6—8 см с зазором 0,3—0,5 мм. [c.101]

    После пропитки в центральной части трубки наматывают вторичную обмотку трансформатора. Ширина намотки составляет 40 мм. Начальный конец провода припаивают к фольге. Затем наматывают провод виток к витку. При диаметре провода 0,1 — 0,12 мм марки ПШД или ПШО в слой укладывают 130—160 витков. Каждый слой пропитывают парафином и прокладывают двумя слоями конденсаторной бумаги. Всего наматывают 12—18 слоев (при 12 слоях напряжение в обмотке достигает 30 ООО в). Конец, намотки закрепляют ниткой и к нему припаивают гибкий провод и начальный конец первичной обмотки.[c.442]

    Диаметры проводов обмоток и возможность размещения обмоток на каркасе трансформатора определяются так же, как и для сетевого силового трансформатора. [c.67]

    Неоднородное электрическое поле создавали системой стальных коаксиальных цилиндров внешним диаметром 20 мм и внутренним 3 мм. Осаждение дисперсных частиц в неоднородном электрическом поле проводили на установке, состоящей из повышающего трансформатора и выпрямительных устройств. Значения напряжения отмечали по электростатическому киловольтметру типа С-196. Степень разделения суспензии оценивали по выходу, температуре плавления и показателю преломления осадков, полученных на электродах. При плавной подаче напряжения до 2 кВ, что соот- [c.188]

    Оборудование. Кусок алюминиевой проволоки диаметром 0,5— 0,8 мм, трансформатор (ЛАТР-1), два металлических стержня, укрепленных в эбонитовой подставке на рас-стоянии 30—40 см, провод. [c.106]

    Подключение добавочной нагрузки на выпрямитель усилителя не вызывает нарушения работы его схемы, так как нагрузка возрастает всего до 8—9,5 ма, а обмотка трансформатора Тг, намотанная проводом диаметром [c. 276]

    Разработан метод определения фосфора в сером чугуне [112] на несколько измененном стилометре СТ-7. Питание активирующего разрядника осуществляется от вторичной обмотки высокочастотного трансформатора электроды активизатора — железные стержни диаметром 8 мм вместо индукционной катушки используют два витка медного провода диаметром 2 мм, намотанных на отклоненную вторичную обмотку высокочастотного трансформатора. Емкости конденсаторов разрядного контура увеличены до 64 мкф. Для увеличения жесткости разряда в промежуток подается водяной пар, В качестве аналитических линий используются линии Р 604,305 и Р 606,00 нм область определяемых концентраций 0,07—0,15%, ошибка определения фосфора [c.145]


    Исследования изотопного разделительного эффекта. Эти исследования проводились в лабораториях РНЦ Курчатовский институт [11, 19-22] и Токийского технологического института [23-25]. Экспериментальные установки в обеих лабораториях существенно не отличались, несколько различались лишь параметры разряда. Мы представим устройство установки, применявшейся в РНЦ Курчатовский институт . Её схема показана на рис. 7.4.9. Использовались кварцевые разрядные трубки 1, охлаждаемые проточной водой. Длина сужения L составляла в них 100, 170 и 190 мм, а внутренний диаметр d был равен 3 или 9 мм. Концы разрядных трубок соединялись с металлическими камерами 2, 3, через которые производились откачка, напуск газа и отбор проб. Разрядная трубка, включая электродные области, могла помещаться в однородное магнитное поле (Bz 0,1 Тл). Катод и анод укреплялись на водоохлаждаемых токовводах 4, 5. В качестве катода использовалась танталовая трубка длиной 100 мм и диаметром 10 мм, изготовленная из танталовой фольги толщиной 0,03 мм. Анодом служил ниобиевый цилиндр длиной 35 мм и диаметром 10 мм. Поджиг разряда производился через высоковольтный трансформатор 6. [c.346]

    Полный электрический расчет трансформаторов является весьма сложным и трудоемким. Такой расчет с учетом многих факторов проводится лишь для ответственных случаев. В зависимости от поставленной задачи (получение наименьшей стоимости, габаритов, массы, температурного режима работы, заданной индуктивности обмоток, величины тока холостого хода и т. д.) можно получить решение с достаточной для практики точностью, пользуясь упрощенными методиками расчетов. Целью такого расчета является получение основных конструктивных данных, достаточных для изготовления трансформатора, удовлетворяющего заданным значениям нагрузки (электродвигателя, нагревателя, электрической схемы и др.). Ниже приводится одна из упрощенных методик расчета силового трансформатора, пригодная для быстрого определения конструктивных данных однофазного силового трансформатора малой и средней мощности, имеющего магнитопровод стержневого или броневого типа и работающего на промышленной частоте. В связи с целым рядом допущений приводимая методика является ориентировочной и позволяет получить многовариантное решение. Выбор варианта зависит от местных условий (наличие магнитопровода с определенными параметрами, диаметра и марки проводов, изоляционных материалов и т. д.) и требований к силовому трансформатору, определяемых конкретным применением (температура, габариты и др.). [c.67]

    На входе усилителя включен трансформатор с переменным коэффициентом трансформации. Это позволяет более точно согласовать вход усилителя с измеряемой цепью. Первичная обмотка трансформатора имеет 10 секций по 100 витков провода ПЭ диаметром 0,11—0,14 мм в каждой вторичная—15 ООО витков провода ПЭ диаметром 0,07 мм. Сердечник трансформатора должен иметь сечение не менее 4 см . Для уменьшения наводок первичную обмотку трансформатора размещают между двумя половинами вторичной обмотки. Кроме того, трансформатор хорошо экранируют, а сердечник его заземляют. [c.245]

    Выходной трансформатор генератора имеет сердечник сечением 4—6 см . Его первичную обмотку, содержащую 3000 витков, наматывают проводом ПЭ диаметром 0,1—0,15 мм. Вторичная [c.246]

    Первичная обмотка состоит из —8 витков провода ПЭ диаметром 0,75—0,8 мм, расположенных посередине вторичной обмотки. Ширина намотки составляет 30 мм. Конец провода закрепляют ниткой и к нему припаивают кусок гибкого провода. Обмотку изолируют, пропитывают парафином и закрывают чехлом из прессшпана. Весь трансформатор выдерживают несколько минут в расплавленном парафине. [c.442]

    Пример. Электродвигатель мощностью 28 квт с пусковым током 338 а питается от силового трансформатора мощностью 320 ква по алюминиевым проводам сечением 16 мм , проложенными с стальной трубе диаметром 32 мм. Длина питающей линии 70 м. Зашита электродвигателя осуществляется предохранителями с плавкой вставкой на 150 а. Фазное напряжение сети 220 в. Проверить возможность использования стальной трубы электропроводки в качестве заземляющего провода. [c.280]

    Индукционный способ нагрева применяется при термообработке сварных стыков труб Оу от 100 мм и выше и толщиной стенки до 10 мм. Для нагрева используют индукторы из медных или алюминиевых проводов или шин, работающих па токе промышленной частоты. Индукционный нагреватель надевают на трубу, обвернутую листовым асбестом толщиной 10 мм. Вместо индукторного нагревателя для подогрева стыков можно намотать на трубу поверх листового асбеста по 17—30 витков медного многожильного провода сечением не менее 75 мм без изоляции. Намотка провода производится как можно туже, расстояние между витками во избежание замыкания при включении электрического тока должно быть 15—20 мм. Последние витки закрепляют хомутами, забивают асбестом и подключают к сварочному трансформатору. Нагрев стыка продолжается несколько часов в зависимости от диаметра и толщины стенки трубы и мощности трансформатора. [c.204]

    На экспериментальном участке проводились измерения температур входа и выхода теплоносителя, а также температуры стенки по длине трубки через равные промежутки в 100 мм. Для измерения температуры газа на входе и выходе установлены специальные термометрические гильзы. Температурный датчик вводился во внутреннюю трубку, омываемую газом. Этим исключается взаимодействие материала термопар с агрессивным теплоносителем и обеспечивается простота замены термопар. В качестве температурных датчиков использовались хромель-алюмелевые термопары с диаметром электродов 0,3 мм. Измерение температур газа и стенки на экспериментальном участке проводилось с помощью потенциометра Р-307 с точностью до 1 мв. Давление в системе измерялось образцовыми манометрами с разделителями. Манометры были установлены до экспериментального участка и после него, а также на калориметре-расходомере. Электрическая мощность, выделяющаяся в нагревательной трубке, определялась по показаниям амперметра и вольтметра. Ток измерялся амперметром типа Д-57 класса точности 0,2% через трансформатор тока типа УТТ-6. Измерение напряжения осуществлялось вольтметрами типа Д-523 и Э-59 класса точ юсти [c.73]


    Опыты с угольными трубками диаметром 12 мм проводились в укрупненной установке. Расход воздуха замерялся диафрагмой. Угольные трубки нагревались до заданной температуры током от понижающего трансформатора мощностью до 10 кв. [c.175]

    Прибор (см. рис. 5.9) представляет собой цилиндрическую ячейку из стекла марки ЗС-5, вмещающую 140 мл испытуемого масла. Размеры ячейки выбраны такими, что соотношение между размером свободной поверхности масла и высотой его столба примерно такое, как в реальных трансформаторах. Извилистая форма канала на крышке прибора (при его диаметре 3 мм) позволяет снизить скорость поступления воздуха к поверхности масла, а также затрудняет выход летучих продуктов окисления из реакционной зоны. Электрическое поле в ячейке создается двумя цилиндрическими электродами, выполненными из медного провода в виде спирали с плотно прилегающими друг к другу витками. Расстояние между электродами составляет 2 мм. Установлено (см. рис. 5.9,6), что в средней части масляного канала электрическое поле носит равномерный характер, в областях, прилегающих к концам электродов, наблюдается концентрация силовых линий поля. Такая картина поля в общем характерна для области первого масляного канала главной изоляции трансформатора. Медь электродов служит также катализатором окисления масла. Удельная поверхность медных электродов (по отношению к массе масла) выбрана близкой к реальным условиям и составляет 0,15 м /кг. [c.127]

    Внутренние электроды трубок Бертло присоединяют к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора. Этот провод необходимо заземлить (примечание 8), так как в противном случае трубки холодильника внутри трубок Бертло будут слулшть проводниками и лабораторная водопроводная линия окажется под током. Второй вывод вторичной обмотки трансформатора присоединяют к электроду в батарейном стакане. Этот внешний электрод представляет собой сетку из проволоки, сделанной из нерл авеющей стали, диаметром 2,5—3 мм. При заземлении внутреннего электрода возникает заряд на батарейном стакане. Необходимо принять меры предосторожности, чтобы сделать невозмол-сным соприкосновение с батарейным стаканом во время прохол дения тока через аппаратуру. Кроме того, батарейный стакан следуст расположить в стороне от каких бы то ни было труб, чтобы не произошло заземления. Лучше всего установить деревянный щит, чтобы работающий с озонатором не мог соприкоснуться с соединениями вторичной обмотки, находящимися под высоким напряжением. [c.386]

    Обмотки, находящиеся над поврежденной, срезают или сматы вают. Если отсутствуют данные о трансформаторе, обмотки раз матывают на намоточном станке, чтобы определить число витков Диаметр провода измеряют микрометром. Полученные для ка ждой обмотки данные записывают. Удалив поврежденную обмот ку, проверяют качество оставшихся, т. е. состояние изоляции про водов и бумажных прокладок между слоями. Эмалевое покрытие должно прочно держаться на проводе, а бумажные прокладки не должны быть повреждены. [c.148]

    Расчеты этих непроволочных трансформаторов потока проводились при разработке семиканального магнитоэнцефалографического прибора в Низкотемпературной лаборатории Технического университета Хельсинки [39, 40]. Была показана эффективность передачи потока в тонкопленочный сквид с помощью цилиндрического тела из ниобия длиной 20 мм и диаметром 10 мм с внутренним отверстием большего диаметра, постепенно сужавшимся до размера кольца сквида диаметром 0,5 мм. Чтобы такое тело работало как концентратор потока, его внутренний объем должен сообщаться с внешним пространством через тонкую щель, прорезанную по образующей цилиндра. [c.30]

    Тонкие провода (диаметром до 0,15 мм) можно припаять паяльником, не зачищая изоляцию и не покрывая предварительно конец провода оловом. Это свойство проводов с полиуретановой изоляцией выгодно используют в монтаже электронной, электро- и радиотехнической аппаратуры, когда приходится присоединять большое число тонких проводов к различным токопроводящим частям схем. Примеры производство мелких двигателей и генераторов постоянного тока, кассет счетно-решающих устройств, присоединение литцендратов, выводов дросселей, трансформаторов и др. Полиуретановые эмальпровода более нагревостойки, чем провода, эмалированные поливинилаце-талевыми лаками (винифлекс, метальвин), но уступают в этом отношении проводам с полиэфирной изоляцией (лак ПЭ-943 и лак ПЭ-939). По сопротивлению изоляции в условиях повышенной влажности они превосходят эмальпровода на полиамидноре-зольном лаке и лаке винифлекс. [c.253]

    Для небольших трансформаторов (до 560 кв а) разработаны тepмo ифo нныe фильтры без кранов, с корзинкой из проволочной сетки (диаметр отверстий 1 мм), в которую засыпается сорбент (рис. 4-24,а). Верхняя кpыш кa фильтра есколько выступает над крышкой бака трансформатора, что позволяет без отключения трансформатора проводить перезарядку сорбента. [c.119]

    Газ, подлежащий обессмоливанию, входит в низ электрофильтра, равномерно распределяется по осадительным электродам электрофильтра и выходит через верхний штуцер. Внутренний диаметр электрофильтра 3,5 м, а высота его с изоляторной коробкой 10 м. Активная длина всех коронирующих проводов 1000 пог. м. Размер каждого осадительного электрода 250Х250Х Х4000 мм. Электрическое питание электрофильтр получает от агрегата АФ-18, имеющего повышающий однофазный трансформатор и механический выпрямитель. Автоматическое реле давления отключает ток, идущий к электрофильтру, при падении давления газа в нем ниже допустимого. [c.124]

    На основе фторопласта-40Д выпускают спиртовую и водную суспензии, пред-(назначенные для получения электроизоляционных, теплостойких (до 200 °С) и химически стойких покрытий металлических поверхностей, для полубодных пленок, лакостеклотканей, для эмалирования проводов. Эмальпровода, изолированные фторопластом-40Д, имеют хорошие изоляционные свойства и вы-условиях повышенной влажности и сильных агрессивных сред из -изоляции не выделяются летучие компоненты. Диаметр жилы по меди, драгоценным металлам, алюминию колеблется от 0,02 до 1,0 мм. Свободные пленки М3 суспензий фторопласта-40Д толщиной 20 мкм используются в конденсаторах. Лакостеклоткани толщиной от 60 до 200 мкм на основе суспензии фторопласта-40Д могут использоваться для пазовой изоляции в двигателях, трансформаторах, -а также для получения стеклотекстолита повышенной твердости. На основе фто-роцласта-40Д выпускают водную (ТУ П-208—69) и спиртовую (МРТУ 6-05-894— 3) суспензии. Спиртовую суспензию фторопласта-40Д применяют для получения покрытий окунанием, кистью, пульверизацией. Она более технологична в работе при ручном нанесении, чем водная суспензия. Преимуществом водной суспензии является большая безопасность в работе. Она более удобна при получении по- крытий и пропиток машинным способом. [c.165]

    Отжиг проволоки из тугоплавких металлов, как уже указывалось, проводится с целью снятия напряжений в металле между операциями механической обработки и для придания проволоке выходных диаметров заданных механических свойств. Для отжига проволоки больших диаметров применяют четырехлипейную, а для отделочного отжига — шестилинейную установки. Каждая из линий является самостоятельной и оснащена устройствами для перемотки проволоки, счетчиками метража и электрической водородной печью отжига с электрошкафом питания и управления режимом отжига. Процесс отжига происходит при прохождении проволоки через печь, заполненную водородом, и подогреве ее до температуры от 800 до 1700°С в зависимости от диаметра. В четырехлинейной установке отжига применена трубчатая проходная печь с экранированием керамического муфеля с молибденовым нагревателем. Электрическая схема питания и автоматического поддержания заданной температуры печи, показанная на рис. 2-7, выполнена на магнитном усилителе с само-насыщением, что обеспечивает повышенную надежность по сравнению с автотрансформаторным регулятором за счет отсутствия контактов. Для контроля температуры используются вольфраморениевые термопары, установленные в средней части муфеля и позволяющие измерять температуру до 1800°С. Подогреватель / 1 питается от понижающего трансформатора ТР2, в первичную цепь которого последовательно включены обмотки магнитного усилителя МУ1 и трансформатора тока. В результате самонасыщения магнитного усилителя произойдет перераспределение сетевого напряжения за счет резкого уменьшения его индуктивного сопротивления. Напряжение нагревателя возрастет, возрастет и ток в первичной обмотке, что вызовет действие обратной положительной связи по току. Увеличение первичного тока, протекающего через трансформатор ТРи вызовет возрастание напряжения на обмотке смещения 0см, выполняющей роль элемента отрицательной обратной связи, уменьшающей действие положительной обратной связи (самонасыщения), что приведет к ограничению возрастания тока в цепи нагрузки Это обеспечивает устойчивость работы магнитного усилителя и стабилизацию тока на заданном уровне. [c.105]

    Обмотка силового трансформатора, питающая искробезопасньге цепи, отделена от сетевой обмотки экранной обмоткой из провода ПЭВ-2 диаметром не менее 0,45 мм. Выводы первичной и вторичной обмоток разнесены на противоположные стороны каркаса. Вторичная обмотка для питания искроопасных цепей защищена плавким предохранителем. Трансформатор испытывается на электрическую прочность изоляции эффективным напряжением 2500 В и является условно стойким к короткому замыканию вторичной обмотки. [c.726]

    Лабораторное исследование по выгоранию фракционированных углей в потоке проводилось на экспериментальной установке, схематично представленной на рис. 1. Профилированный трубчатый Нагреватель, выполненный из силицированного графита, при помощи водоохлаждаемых контактов включен в цепь вторичной обмотки. понижающего трансформатора. Реакционная камера, изготовленная из окиси алюминия, представляет собой цилиндрическую трубу с внутренним диаметром мм и длиной 400 мм. В верхнюю часть реакционной камеры входит водяной холодильник, через который осуществляется ввод топлива и термопары в реакционное пространство. Выходной торец реакционной камерь состыкован с устройством, предназначенным для быстрого охлаждения ( замораживания ) горящего дисперсного топлива. Подача топлива осу- [c.77]

    При возникновении перегрузки в цепи высоковольтного трансформатора срабатывают полупроводниковые реле ТЗ—Т4, при этом автоматически отключается питание высоковольтного трансформатора. Реле отрегулированы на силу тока 220 мА. По переменным резистора Я8 может быть выбрана любая другая уставка. При изготовлении такого устройства следует помнить, что наиболее ответственным элементом является высоковольтный трансформатор Тр2, в котором сердечник выполнен из стали, применяемой в трансформаторах местного освещения ОСО-250. Каркас для намотки трансформатора изготовляют из оргстекла толщиной 4 мм. Первичная обмотка (сетевая 220 В) выполнена проводом ПЭВ диаметром 0,85 мм (460 витков). Первичная обмОтка изолирована от вторичной электрокартоном и несколькими слоями лакоткани. Вторичная обмотка выполнена проводом ПЭШО диаметром 0,25 мм (2200 витков). Каждый слой обомотки пропитан шеллачным лаком и изолирован двумя слоями лакоткани. [c.140]

    Трансформатор Тр1 выполнен из стали Ш17X25 первичная обмотка выполнена проводом ПЭВ диаметром 0,17 мм (2000 витков), вторичная обмотка— проводом ПЭВ диаметром 0,41 мм (200 витков) и третья обмотка — проводом ПЭВ диаметром 0,6 мм (50 витков). Описанное устройство длительное время успешно эксплуатируется на ряде предприятий. [c.140]

    Значительные работы по созданию способов и устройств определения повреждений и отыскания участков электрических сетей с пониженной изоляцией проводятся объединением Союзхимпромэнерго. Ряд устройств успешно эксплуатируется на многих предприятиях химической промышленности. Ниже рассмотрено одно из этих устройств, предназначенное для отыскания повреждений в сетях с изолированной нейтралью. При использовании устройства в сеть подают напряжение от генератора звуковой частоты 800—1200 Гц. Поврежденную линию отыскивают специальными токоизмерительными клещами, чувствительными только к токам частотой 1000 Гц. Они изготовлены на базе токоизмерительных клещей типа Ц-30, т. е. от этих клещей использован корпус, трансформатор тока Тр1 (рис. 1Х-19), микроамперметр р,Л и диоды В1 и 32. Промежуточный трансформатор Тр2 является важнейшей частью прибора. Он выполнен на альсиферовом кольцевом сердечнике марки ТЧК-55П диаметром 36 мм, высотой 7,5 мм с магнитной проницаемостью 50—60. [c.159]

    Трансформатор Тр намотан проводом ПЭШО 0,2 на полпстиро-ловом каркасе диаметром 8 мм и содержит — 200 витков и — 20 витков. Трансформатор Трз наматывается на аналогичном каркасе и содержит и по 20 витков в один слой, а. — 2000 витков [c.193]

    Ток от сварочных трансформаторов 10 по проводу 7, вилке 6, проходному изолятору 5 проходит через карборундовый стержень 3 и контакт И. Сила тока регулируется дросселем 9. При диаметре карборундового стержня 25 мм и токе 70 А потребляемая нагревателем мощность составляет 7 кВт. На этом режиме время для необходимого нагрева шпильки 1М120 составляет около 12 мин. [c.195]

    Нагреватели жидкостей и газов. Для нагрева жидкостей и газов используют проточные нагреватели различной конструкции. Один из них показан на рис. 2.16. Конструктивно нагреватель аналогичен трехфазному трансформатору [49] индуктор является первичной обмоткой и укреплен на магнито-проводе, а теплоизолированная труба, в которой протекает нагреваемое вешество, играет роль вторичной обмотки, концы которой закорочены. Благодаря малому внутреннему диаметру трубы подогреватель может работать при высоких давлениях (до 300-10 Па) и Гх 350°С. [c.38]

    Для новых обмоток следует применить медный провод соответствующего диаметра с эмалевой изоляцией. Применение провода большего диаметра приведет к увеличению объема каркаса, в результате чего трансформатор нельзя будет собрать. Провод с меньшим диаметром может не выдерлоть режима работы обмотки. [c.148]


Вторичная обмотка трансформатора, что стоит знать, как рассчитать, сделать под нужное напряжение, ток.

Напомню, что трансформатор – это электротехническое устройство, способное преобразовывать электрическую энергию через промежуточную среду в виде электромагнитного поля. Устройство трансформатора достаточно простое. Он состоит из магнитного сердечника (может иметь различные формы) на который наматываются витки изолированного провода. Классический вариант трансформатора содержит две обмотки: первичная (она же входная) и вторичная (она же выходная). В зависимости от материала магнитного сердечника, общей мощности трансформатора, нужных параметров (входное и выходное напряжение и сила тока) данное устройство содержит определённое количество витков и сечение обмоточного провода.

Первичные обмотки трансформаторов в большинстве своем рассчитаны на стандартное сетевое напряжение величиной 220 вольт (реже на 380 вольт, это трансформаторы используют в промышленной сфере). Одной из главных характеристик трансформатора является его мощность. Зная мощность данного устройства и имея первичную обмотку, рассчитанную на 220 вольт можно легко переделать любой трансформатор под свои нужды (если этой мощности вам будет хватать) намотав вторичную обмотку под нужное выходное напряжение и силу тока.

А как можно определить эту самую мощность трансформатора? По его сердечнику! Электрическая мощность трансформатора (в ваттах) равна квадрату площади (в сантиметрах) поперечного сечения той части магнитопровода, на которую наматывается провод.

Напомню, что электрическая мощность равна произведению напряжения на силу тока. То есть, если мы узнали мощность трансформатора, с которой он может работать мы можем вычислить номинальную силу тока, что может выдавать вторичная обмотка (зная величину напряжения).

К примеру, вы решили сделать себе блок питания относительно небольшой мощности. Берём от старой, ненужной электротехники (если таковая у вас имеется в доме, гараже) понижающий силовой трансформатор (с железным магнитопроводом) или его покупаем. Допустим, по сердечнику вы определили, что трансформатор имеет мощность около 120 ватт. Это значит, что при напряжении в 12 вольт (на вторичной обмотке) он может обеспечивать силу тока величиной до 10 ампер (мощность разделили на напряжение и получили силу тока). В действительности же нужно учитывать, что у малогабаритных трансформаторов КПД равен около 80%, значит и максимальный выходной ток будет чуть меньше, чем 10 ампер (исходя из данного примера).

Трансформатор, который вы нашли, приобрели, оказался рассчитанный (его вторичная, выходная обмотка) на другое напряжение, не то, которое нужно именно вам. Не беда! Мы его аккуратно разбираем, разматываем старую вторичную обмотку и наматываем новую. Если диаметр провода может обеспечить вам нужный ток, то просто перематываем старую вторичную обмотку под нужное напряжение. От количества витков зависит напряжение (чем больше витков, тем выше напряжение на выходе). От сечения провода обмотки зависит сила тока (чем больше сечение, тем больший ток провод может пропустить через себя, не перегреваясь).

У различной мощности трансформаторов количество витков на 1 вольт будет также различное. Чем больше мощность, тем меньше нужно наматывать провода для получения 1 вольта (а в целом нужной величины напряжения). Сечение провода в значительной степени зависит от той плотности тока, которую вы можете допустить. Если площадь намотки велика, то и охлаждаться она будет лучше, следовательно, и плотность тока можно выбрать больше. Когда же обмотка намотана кучно, то лучше плотность тока брать меньше. В среднем плотность тока равна 2 А/мм2. При этой плотности диаметр провода (без учета изоляции) можно рассчитать по формуле:

Количество витков вторичной обмотки проще будет определить практическим путём. Для этого, на скорую руку, на трансформатор мотаем, допустим, 20 витков. Подаем на первичную обмотку питание. Далее измеряем напряжение на вторичной обмотке (этих самых 20 витках), после чего эти 20 витков делим на измеренное напряжение, и получаем количество витков, которые будут выдавать нам 1 вольт. Ну, а потом, чтобы узнать общее количество витков вторичной обмотки, мы напряжение вторичной обмотки умножаем на количество витков на один вольт. К примеру, 1 вольт мы получим при намотке 10 витков, следовательно, мы 10 умножаем на 12 вольт (которые мы хотим получить на выходе трансформатора). В итоге наша вторичная обмотка должна содержать 120 витков.

P.S. Чтобы не морочить голову с перемотками трансформаторных обмоток, пожалуй, лучше просто на рынке или в магазине приобрести трансформатор с подходящей мощностью, с нужным выходным напряжением и силой тока. Но учитывайте, что дешевые трансформаторы могут в некоторой степени не соответствовать своим характеристикам (обычно на магнитопровод ставят провод меньшего диаметра, чем нужно). Так, что лучше заплатить больше и приобрести качественный трансформатор.

На какую мощность рассчитываются обмотки трансформатора. Расчет трансформатора с тороидальным магнитопроводом. Подключение обмоток трансформаторов ТПП

Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100-200 Вт проводится следующим образом.

Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

По значению S определяется число витков w» на один вольт. При использовании трансформаторной стали

Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w» на 20-30 %.

и т.д.

В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного.

Ток первичной обмотки

Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится (умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл. 1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2-3 раза. Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

Таблица 1

В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В.

Определяем общую мощность вторичных обмоток:

Мощность первичной цепи

Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали:

Число витков на один вольт

Ток первичной обмотки

Число витков и диаметр проводов обмоток равны:

Для первичной обмотки

Для повышающей обмотки

Для обмотки накала ламп

Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм.

Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток:

Для первичной обмотки

Для повышающей обмотки

Для обмотки накала ламп

Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2.

Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся.

Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт.

Эта мощность определяется по формулам:

— для повышающего автотрансформатора

— для понижающего автотрансформатора, причем

Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность.

Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15 Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора. Д

алее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора. При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий.

Трансформаторы используются в блоках питания различной аппаратуры для преобразования переменного напряжения. Блоки питания, собранные по трансформаторной схеме, постепенно снижают распространенность благодаря тому, что современная схемотехника позволяет понизить напряжение без самого громоздкого и тяжелого элемента системы питания. Трансформаторы для блока питания актуальны в тех случаях, когда габариты и масса не критичны, а требования к безопасности велики. Обмотки (кроме автотрансформатора) осуществляют гальваническое разделение и изоляцию цепей первичного (или сетевого) и вторичного (выходного) напряжений.

Jpg?x15027″ alt=»Трансформатор»>

Трансформатор

Принцип действия и разновидности трансформаторов

Работа устройства основана на всем известном явлении электромагнитной индукции. Переменный ток, проходящий через провод первичной обмотки, наводит переменный магнитный поток в стальном сердечнике, а он, в свою очередь, вызывает появление напряжения индукции в проводе вторичных обмоток.

Совершенствование трансформатора с момента его изобретения сводится к выбору материала и конструкции сердечника (магнитопровода).

Типы сердечников

Металл для магнитопровода должен иметь определенные технические характеристики, поэтому были разработаны специальные сплавы на основе железа и особая технология производства.

Для изготовления трансформаторов наибольшее распространение получили следующие типы магнитопроводов:

  • броневые;
  • стержневые;
  • кольцевые.

Силовой трансформатор низкой частоты, как понижающий, так и повышающий, имеет сердечник из отдельных пластин трансформаторного железа. Такая конструкция выбрана из соображения минимизации потерь из-за образования вихревых токов в сердечнике, которые нагревают его и снижают КПД трансформатора.

Броневые сердечники наиболее часто выполняются из Ш-образных пластин. Стержневые магнитопроводы могут изготавливаться из П-образных, Г-образных или прямых пластин.

Кольцевые магнитопроводы выполняются из тонкой ленты трансформаторной стали, намотанной на оправку и скрепленной клеящим составом.

Из ленты также могут выполняться броневые и стержневые сердечники, причем такая технология наиболее часто встречается у маломощных устройств.

Jpg?x15027″ alt=»Виды магнитопроводов»>

Виды магнитопроводов

Ниже приведена методика расчета трансформатора, где показано:

  • как рассчитать мощность трансформатора;
  • как выбрать сердечник;
  • как определить количество витков и сечение (диаметр) проводов обмоток;
  • как собрать и проверить готовую конструкцию.

Исходные данные, необходимые для расчета

Расчет сетевого трансформатора начинается с определения его полной мощности. Поэтому, перед тем, как рассчитать трансформатор, нужно определиться с мощностью потребления всех, без исключения, вторичных обмоток. Согласно мощности выбирается сечение сердечника. Опять же, от мощности определенным образом зависит и КПД. Чем больше полная мощность, тем выше КПД. Принято в расчетах ориентироваться на такие значения:

  • до 50 Вт – КПД 0.6;
  • от 50 Вт до 100 Вт – КПД 0.7;
  • от 100 Вт до 150 Вт – КПД 0.8;
  • выше 150 Вт – КПД 0.85.

Количество витков сетевой и вторичной обмоток рассчитывается уже после выбора магнитопровода. Диаметр или поперечное сечение проводов каждой обмотки определяется на основании протекающих через них токов.

Выбор магнитопровода сердечника

Минимальное сечение сердечника в см2 определяется из габаритной мощности. Габаритная мощность трансформатора – это суммарная полная мощность всех вторичных обмоток с учетом КПД.

Итак, мощность трансформатора можно определить, это полная суммарная мощность всех вторичных обмоток:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-1.jpg?x15027″ alt=»»>

Умножая полученное значение на КПД, завершаем расчет габаритной мощности.

Определение площади стержня сердечника производится после того, как произведен расчет габаритной мощности трансформатора из такого выражения:

Зная площадь сечения центрального стержня магнитопровода, можно подбирать нужный из готовых вариантов.

Важно! Сердечник, на котором будут располагаться обмотки, должен иметь, по возможности, сечение, как можно более близкое к квадрату. Площадь сечения должна быть равной или несколько больше расчетного значения.

Качество работы и технологичность сборки также зависит от формы магнитопровода. Наилучшим качеством обладают конструкции, выполненные на кольцевом магнитопроводе (тороидальные). Их отличает максимальный КПД для заданной мощности, наименьший ток холостого хода и минимальный вес. Основная сложность заключается в выполнении обмоток, которые в домашних условиях приходится мотать исключительно вручную при помощи челнока.

Проще всего делать трансформаторы на разрезных ленточных магнитопроводах типа ШЛ (Ш-образный) или ПЛ (П-образный). Как пример, можно привести мощный трансформатор блока питания старого цветного телевизора.

Jpg?x15027″ alt=»Трансформатор телевизора УЛПЦТИ»>

Трансформатор телевизора УЛПЦТИ

Трансформаторы старого времени выпуска или современные дешевые выполнены с использованием отдельных Ш,- или П-образных пластин. Технологичность выполнения обмоток у них такая же, как у ленточных разрезных, но трудность состоит в сборке магнитопровода. Такие устройства практически всегда будут иметь повышенный ток холостого хода, особенно, если используемое железо низкого качества.

Расчет количества витков и диаметра проводов

Расчет трансформатора начинается с определения необходимого количества витков обмоток на 1 В напряжения. Найденное значение будет одинаковым для любых обмоток. Для собственных целей можно применить упрощенный метод расчета. Посчитать, сколько надо витков на 1 В можно, подставив площадь сечения стержня магнитопровода в см2 в формулу:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-2.jpg?x15027″ alt=»»>

где k – коэффициент, зависящий от формы магнитопровода и его материала.

На практике с достаточной точностью приняты следующие значения коэффициента:

  • 60 – для магнитопровода из Ш,- и П-образных пластин;
  • 50 – для ленточных магнитопроводов;
  • 40 – для тороидальных трансформаторов.

Большие значения связаны с невозможностью плотного заполнения сердечника отдельными металлическими пластинами. Как видно, наименьшее количество витков будет иметь тороидальный трансформатор, отсюда и выигрыш в массе изделия.

Зная, сколько витков нужно на 1 В, можно легко узнать количество витков каждой из обмоток:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-3.jpg?x15027″ alt=»»>где U – значение напряжения холостого хода на обмотке.

У маломощных трансформаторов (до 50 Вт) нужно получившееся количество витков первичной обмотки увеличить на 5%. Таким образом, компенсируется падение напряжения, которое возникает на обмотке под нагрузкой (в понижающих трансформаторах первичная обмотка всегда имеет большее количество витков, чем вторичные).

Диаметр провода рассчитываем с учетом минимизации нагрева вследствие протекания тока. Ориентировочным значением считается плотность тока в обмотках 3-7 А на каждый мм2 провода. На практике расчет диаметра проводов обмоток можно упростить, используя простые формулы, что дает допустимые значения в большинстве случаев:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-4.jpg?x15027″ alt=»Трансформатор телевизора УЛПЦТИ»>

Меньшее значение применяется для расчета диаметров проводов вторичных обмоток, поскольку у понижающего трансформатора они располагаются ближе к поверхности и имеют лучшее охлаждение.

Зная расчетное значение диаметра обмоточных проводов, нужно выбрать из имеющихся такие, диаметр которых наиболее близок к расчетному, но не менее.

После определения количества витков во всех обмотках, расчет обмоток трансформатора не лишним будет дополнить проверкой, поместятся ли обмотки в окно магнитопровода. Для этого подсчитайте коэффициент заполнения окна:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-5.jpg?x15027″ alt=»»>

Для тороидальных сердечников c внутренним диаметром D формула имеет вид:

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/formula-6.jpg?x15027″ alt=»»>

Для Ш,- и П-образных магнитопроводов коэффициент не должен превышать 0.3. Если это значение больше, то разместить обмотку не получится.

Jpg?.jpg 489w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/4-toroidalnyj-transformator.jpg 600w»>

Тороидальный трансформатор

Выходом из ситуации будет выбор сердечника с большим сечением, но это если позволяют габариты конструкции. В крайнем случае, можно уменьшить количество витков одновременно во всех обмотках, но не более чем на 5%. Несколько возрастет ток холостого хода, и не избежать повышенного нагрева обмоток, но в большинстве случаев это не критично. Также можно немного уменьшить провода по сечению, увеличив тем самым плотность тока в обмотках.

Важно! Увлекаться увеличением плотности тока нельзя, поскольку это вызовет сильный рост нагрева и, как следствие, нарушение изоляции и перегорание обмоток.

Изготовление обмоток

Намотка провода обмотки трансформатора производится на каркас, изготовленный из плотного картона или текстолита, за исключением тороидальных сердечников, в которых обмотка ведется непосредственно на магнитопровод, который перед намоткой нужно тщательно заизолировать. Можно использовать готовый пластиковый, который продается вместе с магнитопроводом.

Jpg?x15027″ alt=»Сборный каркас обмотки»>

Сборный каркас обмотки

Data-lazy-type=»image» data-src=»http://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/6-plastikovyj-karkas-600×427.jpg?x15027″ alt=»Пластиковый каркас»>

Пластиковый каркас

Между отдельными обмотками нужно прокладывать межобмоточную изоляцию. Важнее всего – хорошо заизолировать вторичную обмотку от первичной. В качестве изоляции можно использовать трансформаторную бумагу, лакоткань, фторопластовую ленту. Ленту из фторопласта нужно использовать с осторожностью. Несмотря на высочайшие электроизоляционные качества, тонкая лента фторопласта под действием натяжения или давления (особенно межу первичной и вторичной обмотками) способна «потечь» и обнажить отдельные витки обмотки. Особенно этим страдает лента для уплотнения сантехнических изделий.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/6-ftoroplastovaja-lenta-1-150×150.jpg 150w»>

Фторопластовая лента

В отдельных, ответственных случаях, в процессе намотки можно пропитать первичную обмотку (если трансформатор понижающий) изоляционным лаком. Пропитка готового устройства в домашних условиях эффекта почти не даст, поскольку лак не попадет в глубину обмотки. Для этих целей на производствах существует аппаратура вакуумной пропитки.

Выводы обмоток делаются отрезками гибкого изолированного провода для проводов, диаметр которых менее 0.5 мм. Более толстый провод можно выводить напрямую. Места пайки гибкого и обмоточного проводов нужно дополнительно проложить несколькими слоями изоляции.

Обратите внимание! При пайке выводов нельзя оставлять на месте спайки острые концы проводов или застывшего припоя. Такие места нужно аккуратно обрезать бокорезами.

Сборка трансформатора

При сборке нужно учитывать следующие нюансы:

  1. Пакет сердечника должен собираться плотно, без щелей и зазоров;
  2. Отдельные части ленточного магнитопровода подогнаны друг к другу, поэтому менять местами их нельзя. Требуется аккуратность, поскольку при отслоении отдельных лент их невозможно будет установить на место;
  3. Деформированные пластины сборного сердечника нельзя выравнивать молотком – трансформаторная сталь теряет свои свойства при механических нагрузках;
  4. Пакет пластин сборного сердечника должен быть собран максимально плотно, поскольку при работе рыхлого сердечника будет издаваться сильный гул, увеличивающийся при нагрузке;
  5. Весь пакет сердечника любого типа нужно плотно стянуть по той же причине.

Обратите внимание! Качество сборки будет лучше, если торцы ленточного разрезного сердечника перед сборкой покрыть лаком. Также готовый собранный сердечник перед окончательной утяжкой можно покрыть лаком.

При этом можно добиться значительного понижения постороннего звука.

Проверка готового трансформатора заключается в измерении тока холостого хода и напряжения обмоток под номинальной нагрузкой и на нагрев при максимальной нагрузке. Все измерения рассчитанного и собранного трансформатора нужно проводить только после полной сборки, поскольку с незатянутым сердечником ток холостого хода может быть больше обычного в несколько раз.

Ток холостого хода сильно различается в трансформаторах различных типов и составляет от 10 мА для тороидальных трансформаторов, до 200 мА – с Ш-образным сердечником из низкокачественного трансформаторного железа.

Jpg?.jpg 600w, https://elquanta.ru/wp-content/uploads/2017/10/7-izmerenie-holostogo-toka-210×140.jpg 210w»>

Измерение холостого тока

Приведен расчет трансформатора, который при наличии навыков можно произвести за пару десятков минут. Для тех, кто сомневается в своих силах или боится сделать ошибку, расчет силового трансформатора можно выполнить, используя калькулятор для расчета, который может работать как в off-line, так и в on-line режимах. Согласно данной методике возможна перемотка перегоревшего трансформатора. Для неисправного трансформатора расчет также ведется от имеющегося сердечника и значения напряжения вторичных обмоток.

Видео

Содержание:

Каждый электроприбор характерен номинальной электрической мощностью. Она обеспечивается источником питания. Он может располагаться либо внутри электроприбора, либо снаружи как внешнее устройство. Наглядный пример — ноутбук, телефон и многие другие приборы. В них содержится батарея, от которой питается устройство в автономном режиме. Но ее ресурс ограничен, и когда он исчерпывается, прибор подключается через адаптер к электросети 220 В.

Некоторые батареи обеспечивают напряжение всего лишь в 3–5 вольт. Поэтому адаптер служит для того, чтобы напряжение уменьшилось и стало равным батарейным параметрам. Основную функцию в изменении величины напряжения выполняют трансформаторы. Эта статья будет полезна тем читателям, у которых появится желание своими руками изготовить источник питания с трансформатором для тех или иных целей.

Немного теории

Напомним вкратце о том, как трансформатор устроен и что в нем происходит. Довольно давно, если судить по меркам человеческой жизни, было открыто явление электромагнитной индукции. Оно основано на принципиальном отличии электрических свойств прямого проводника от витка, если по ним пропускать один и тот же переменный ток. Так появился параметр индуктивности. С каждым новым витком индуктивность увеличивается. Дополнительное ее увеличение достигается заполнением внутреннего пространства витков материалом с магнитными свойствами (сердечником).

Однако влияние сердечника на силу тока ограничено. Как только он полностью намагничивается, эффект от его использования исчезает.

  • Граничное состояние сердечника, соответствующее полному его намагничиванию, называется насыщением.

Витки, расположенные поверх сердечника, называются обмоткой. Если на нем расположены две одинаковые обмотки, но переменное напряжение подается только на одну из них (первичную), на выводах другой обмотки (вторичной) будет напряжение по частоте и величине такое же, как и на первой обмотке. В этом проявляется трансформация электроэнергии, а само устройство называется трансформатором. Если между обмотками существует электрический контакт, устройство называется автотрансформатором.

  • Основа свойств трансформатора — это его сердечник (магнитопровод). Поэтому расчет трансформатора всегда выполняется в связи с материалом и формой магнитопровода.

Выбор материала определяют вихревые токи и потери, связанные с ними. Они увеличиваются с частотой напряжения на выводах первичной обмотки. На низких частотах (50–100 Гц) применяются пластины из трансформаторной стали. На более высоких частотах (единицы килогерц) — пластины из специального сплава, например, пермаллоя. Десятки и сотни килогерц — это область применения ферритовых сердечников. Виды (форма и размеры, особенно сечение по витку) магнитопровода определяют величину мощности, которую можно получить во вторичной обмотке.

Выбор магнитопровода

Геометрические пропорции промышленно выпускаемых сердечников стандартны. Поэтому их выбирают по размерам сечения внутри витка. Еще один параметр, который влияет на выбор магнитопровода — это индуктивность рассеяния. Она меньше у броневых и тороидальных конструкций. Что-либо вычислять не стоит — в многочисленных справочниках приводятся таблицы, а в интернете на тематических сайтах их аналоги.

Например, необходимо присоединить к сети нагрузку мощностью 100 Вт 12 В. По базовой таблице, показанной далее, выбирается типоразмер магнитопровода. Но учитываем то, что мощность ВТ меньше, чем ВА плюс неполная нагрузка для надежности. Поэтому используем коэффициент 1,43. Искомая мощность и типоразмер получатся как произведение, т.е. 143 ВА. По таблице выбираем ближайшее большее значение габаритной мощности и магнитопровод:

Пример расчета

Выбираем 150 ВА и ШЛ25х32. В таблице также приведено рекомендованное число витков на 1 вольт — W0: 3,9. Следовательно, число витков W1 первичной обмотки будет равно произведению напряжения сети на W0:

Раз число витков на 1 вольт известно, легко рассчитать и вторичную обмотку. В рассматриваемом случае три витка мало, а четыре много. Чтобы не ошибиться, наматываем три витка и оставляем запас провода для добавления после испытания трансформатора под нагрузкой. Для провода сетевой обмотки диаметр рассчитываем, используя силу тока. Ее определяем на основе мощности в первичной обмотке и сетевого напряжения. В сетевой обмотке расчетная сила тока составит:

Во вторичной обмотке сила тока составит:

Затем по таблице выбираем диаметр провода при плотности тока 2,5 А/мм кв:

Для первичной обмотки диаметр провода получается 0,59 мм, для вторичной — 2,0 мм. После этого надо выяснить, помещаются ли обмотки в окна магнитопровода. Это несложно определить на основе числа витков и диаметров проводов с учетом толщины каркасов катушек и слоев дополнительной изоляции. Рекомендуется сделать эскиз для наглядного расчета.

Если вторичных обмоток несколько, должны быть известны мощности для каждой из них. Они суммируются для получения параметров первичной обмотки. Затем расчет выполняется аналогично рассмотренному выше примеру. Но определение токов делается по мощности каждой вторичной обмотки.

Расчетные данные в виде таблиц приведены в справочниках для всех типов сердечников, но при определенных частотах напряжений первичной обмотки:

Для рассматриваемой нагрузки 100 Вт выбираем ПЛ20х40-50

Если требуемые параметры не совпадают с табличными значениями, придется использовать формулы:

S0 – площадь окна в магнитопроводе,

Sc – сечение материала магнитопровода по витку,

Рг – габаритная мощность,

kф – коэффициент формы напряжения на первичной обмотке,

f – частота напряжения на первичной обмотке,

j – плотность тока в проводе обмотки,

Bm – индукция насыщения магнитопровода,

k0 – коэффициент заполнения окна магнитопровода,

kс – коэффициент заполнения стали.

Упрощенные формулы справедливы только для тех случаев, которые эти упрощения определяют. Поэтому они не могут охватить все возможные ситуации и не будут обеспечивать приемлемую точность в большинстве из них.

Каждый из нас знает, что такое трансформатор. Он служит для преобразования напряжения в большее или меньшее значение. Когда мы приобретаем трансформатор в специализированных магазинах, как правило, в инструкции к ним имеется полное техническое описание. Вам нет необходимости считать все его параметры и измерять их, так как они все уже подсчитаны и выведены заводом-изготовителем. В инструкции вы сможете найти такие параметры, как мощность трансформатора, входное напряжение, выходное напряжение, количество вторичных обмоток, если их количество превышает одну.

Что делать, если вы приобрели б/у оборудование?

Но если к вам в руки попало уже использовавшееся оборудование и его функциональность вам неизвестна, необходимо самостоятельно рассчитать обмотку трансформатора и его мощность. Но как рассчитать обмотку трансформатора и его мощность хотя бы приблизительно? Стоит отметить, что такой параметр, как мощность трансформатора, очень важный показатель для данного устройства, так как от него будет зависеть, насколько функциональным будет устройство, собранное из него. Чаще всего его используют для создания блоков питания.

В первую очередь следует обозначить, что мощность трансформатора зависит от потребляемого тока и напряжения, которые необходимы для его функционирования. Для того чтобы подсчитать мощность, вам необходимо перемножить эти два показателя: силу потребляемого тока и напряжение питания устройства. Данная формула знакома каждому еще со школьной скамьи, выглядит она следующим образом:

P=Uн*Iн, где

Uн — напряжение питания, измеряется в вольтах, Iн — сила потребляемого тока, измеряется в амперах, P — потребляемая мощность, измеряется в ваттах.

Если у вас имеется трансформатор, который вы бы хотели измерить, то можете делать это прямо сейчас по следующей методике. Для начала необходимо осмотреть сам трансформатор и определиться с его типом и используемыми в нем сердечниками. Всматриваясь в трансформатор, необходимо понять, какой тип сердечника в нем используется. Самым распространенным считается Ш-образный тип сердечника.

Данный сердечник используется в не самых лучших трансформаторах, с точки зрения коэффициента полезного действия, но их вы можете легко найти на прилавках магазинов по продаже электротехники или выкрутить у старой и неисправной техники. Доступность и достаточно низкая цена делают их достаточно популярными среди любителей собрать устройство своими руками. Также можете приобрести тороидальный трансформатор, который иногда называют кольцевым. Он значительно дороже первого и обладает лучшим коэффициентом полезного действия и другими качественными показателями, используется в достаточно мощных и высокотехнологичных устройствах.

Вернуться к оглавлению

Самостоятельный расчет обмотки мощности трансформатора

Воспользовавшись книгами по радиотехнике и электронике, мы можем самостоятельно рассчитать со стандартным Ш-образным сердечником. Для того чтобы рассчитать мощность такого устройства, как трансформатор, необходимо правильно рассчитать сечение магнитопровода. Что касается стандартных трансформаторов с Ш-образным сердечником, размер сечения магнитопровода будет измеряться длиной поставленных пластин, выполненных из специальной электротехнической стали. Итак, для того чтобы определить сечение магнитопровода, необходимо перемножить два таких показателя, как толщина набора пластин и ширина центрального лепестка Ш-образной пластины.

Взяв линейку, мы сможем измерить ширину набора излучаемого трансформатора. Очень важно, что лучше всего все измерения проводить в сантиметрах, как и вычисления. Это сможет исключить появления ошибок в формулах и избавит вас от ненужных вычислений в переводы с сантиметров на метры. Итак, образно возьмем ширину рядов, равную трем сантиметрам.

Дальше необходимо измерить ширину его центрального лепестка. Данная задача может стать проблемной, так как многие трансформаторы могут по своим технологическим особенностям быть закрыты пластиковым каркасом. В таком случае вам будет нельзя, предварительно не видя реальной ширины, сделать какие-либо расчеты, которые хотя бы близко будут походить на реальные. Для того чтобы измерить данный параметр, вам понадобится поискать такие места, где это было бы возможно сделать. В ином случае можно аккуратно разобрать его корпус и измерить данный параметр, но стоит делать это с ювелирной точностью.

Вернуться к оглавлению

Формула расчета мощности

Найдя открытое место или разобрав прибор, вы сможете измерить толщину центрального лепестка. Абстрактно возьмем данный параметр, равный двум сантиметрам. Стоит напомнить, что, примерно рассчитывая мощность, следует как можно точнее проводить измерения. Далее вам необходимо перемножить размер набора магнитопровода, равного трем сантиметрам, и толщину лепестка пластины, равную двум сантиметрам. В итоге мы получаем сечение магнитопровода в шесть квадратных сантиметров. Чтобы делать дальнейший расчет, вам необходимо ознакомиться с такой формулой, как S=1,3*√Pтр, где:

  1. S — это площадь сечения магнитопровода.2=20.35 Вт

    После всех подсчетов получаем абстрактное значение в 20,35 ватт, которое будет тяжело найти в трансформаторах с Ш-образным сердечником. Реальные значения колеблются в области семи ватт. Данной мощности будет вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для аппаратуры, работающей на звуковых частотах и имеющей мощность в пределах от 3 до 5 ватт.

    Содержание:

    Многие электронные и радиотехнические устройства получают питание от нескольких источников постоянного напряжения. Они относятся к так называемым вторичным источникам питания. В качестве первичных источников выступают сети переменного тока, напряжением 127 и 220 вольт, с частотой 50 Гц. Для обеспечения аппаратуры постоянным напряжением, вначале требуется выполнить повышение или понижение сетевого напряжения до необходимого значения. Чтобы получить требуемые параметры, необходимо произвести расчет трансформатора, который выполняет функцию посредника между электрическими сетями и приборам, работающими при постоянном напряжении.

    Расчет силового трансформатора

    Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

    В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул : P 2 = I 2 xU 2 ; P 3 = I 3 xU 3 ;P 4 = I 4 xU 4 , и так далее. Здесь P 2 , P 3 , P 4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I 2 , I 3 , I 4 — сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U 2 , U 3 , U 4 — напряжение в соответствующих обмотках.

    Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р 2 + Р 3 + Р 4 + …).

    Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2: . С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n 0 , соответствующее 1 вольту напряжения: n 0 = 50/Q.

    На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n 1 = 0,97 xn 0 xU 1 . Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n 2 = 1,03 x n 0 x U 2 ; n 3 = 1,03 x n 0 x U 3 ;n 4 = 1,03 x n 0 x U 4 ;…

    Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов:
    где I — сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d — диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I 1 = P/U 1. Здесь используется общая трансформатора.

    Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника. Необходимо воспользоваться формулой: S м = 4 x (d 1 2 n 1 + d 2 2 n 2 +d 3 2 n 3 + d 4 2 n 4 + …), в которой d 1 , d 2 , d 3 и d 4 — диаметр провода в мм, n 1 , n 2 , n 3 и n 4 — количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

    Полученная площадь S м позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.

    Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» — ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.

    Как рассчитать мощность трансформатора

    Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.

    Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством. Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников. В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.

    Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее. Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.

    Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Р тр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.

    Расчёт трансформатора по сечению сердечника

    Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и . В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых — магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.

    Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.

    Важнейшим параметром каждого сердечника считается площадь поперечного сечения, оказывающая большое влияние на мощность трансформатора. КПД стержневых трансформаторов значительно превышает такие же показатели у броневых устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, оказывая влияние на допустимую плотность тока. Поэтому в качестве примера для расчетов рекомендуется рассматривать именно эту конструкцию.

    В зависимости от параметров сердечника, определяется значение габаритной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, поскольку возможности сердечника связаны именно с габаритной мощностью. Эта взаимная связь отражается и в расчетной формуле: S о хS с = 100 хР г /(2,22 * В с х j х f х k о х k c). Здесь S о иS с являются соответственно площадями окна и поперечного сечения сердечника, Рг — значение габаритной мощности, Вс — показатель магнитной индукции в сердечнике, j — в проводниках обмоток, f — частота переменного тока, k о и k c — коэффициенты заполнения окна и сердечника.

    Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку

    При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра.

    Мультиметр следует перевести в режим . Затем определяются выводы всех имеющихся обмоток. Если между магнитопроводом и катушкой имеется зазор, то сверху всех обмоток наматывается дополнительная обмотка из тонкого провода. От количества витков будет зависеть точность результатов измерений.

    Один щуп прибора подключается к концу основной обмотки, а другой щуп — к дополнительной обмотке. По очереди выполняются измерения всех обмоток. Та из них, у которой наибольшее сопротивление, считается первичной. Полученные данные позволяют выполнить расчет трансформатора и вместе с другими параметрами выбрать наиболее оптимальную конструкцию для конкретной электрической цепи.

    Применение аморфных магнитопроводов насыщения серии MSSA в многоканальных импульсных источниках питания

    Автор: Фоченков Эдуард Анатольевич — ведущий инженер-конструктор ОАО «МСТАТОР»

     

    Обычно в многоканальных импульсных источниках питания (ИИП) обратная связь по напряжению поступает с одного, наиболее важного выхода, на ШИМ – регулятор. Проблемой многоканальных ИИП является взаимная перекрёстная зависимость выходов. Нагружаем один канал – растёт напряжение в другом и наоборот. Происходит это потому, что в схеме только один ШИМ – регулятор и он не может обеспечить хорошую стабильность напряжения во всех каналах сразу. Для улучшения ситуации применяют различные способы, в частности:

    ● Суммируют напряжение с нескольких каналов и полученный сигнал подают на ШИМ-регулятор. Это позволяет уменьшить взаимное влияние до удовлетворительной величины в несколько процентов.

    ●   Применяют линейные регуляторы. В этом случае неизбежно дополнительное выделение тепла, и такие схемы становятся неэффективными при токе нагрузки более 1..2 А.

    ●  Применяют независимые импульсные субрегуляторы.  Этот вариант более эффективен, но требует значительного усложнения схемы, менее надёжен и увеличивает стоимость ИИП. Наибольшие сложности возникают в сильноточных низковольтных схемах, где велико падение напряжения на активном ключе.

    Существует простой способ  радикального устранения указанной проблемы – применение в импульсных источниках, имеющих более одного выхода, дросселей магнитных усилителей. Они обеспечивают чрезвычайно точную регулировку каждого независимого выхода, очень эффективны, просты, надёжны и дёшевы. Магнитные усилители (МУ) особенно хорошо подходят к выходам с токами от одного до нескольких десятков ампер, хотя они используются и при более низких токах, там, где чрезвычайно важны хорошая стабильность напряжения и КПД. МУ очень удобны для управления выходным напряжением и током с помощью внешнего сигнала, для построения источников стабильного тока. МУ позволяют легко реализовать раздельную токовую защиту выходов, причём для каждого выхода сделать свой оптимальный порог ограничения тока. Они широко применяются в прямоходовых и двухтактных преобразователях.

    Рис.1 Принцип работы дросселя магнитного усилителя.

     

    МУ контролирует выход ИИП, изменяя ширину импульса, поступающего с вторичной обмотки трансформатора, до того как импульс будет усреднён выходным фильтром. Он делает это, отодвигая передний фронт импульса, как последовательный выключатель, который будет закрыт во время первой части импульса, а затем открыт для передачи импульса на выходной фильтр (См. Рис.1). Функция переключения выполняется насыщающимся дросселем, который представляет собой несколько витков толстого провода, навитых на кольцевой магнитопровод. Магнитопровод имеет очень прямоугольную петлю гистерезиса (до 99%).  В первый момент времени, последовательно включенный дроссель обладает очень большим импедансом и поэтому фактически блокирует передачу импульса с трансформатора на выходной фильтр. Через определённое время задержки b, дроссель МУ резко входит в насыщение, и его импеданс становится практически равен нулю, поэтому оставшаяся часть импульса беспрепятственно передаётся на выходной фильтр. Произведение амплитуды импульса на время задержки (вольт – секундная площадь задержки) определяется потоком магнитопровода и числом витков обмотки. Максимально возможная задержка получается тогда, когда магнитопровод перемагничивается по полному циклу от   – Bmax до + Bmax . При этом вольт – секундная площадь задержки будет равна произведению числа витков обмотки на величину двойного (максимального) потока магнитопровода 2Фm:

    Но не всегда магнитопровод перемагничивается по полному циклу. Точкой возврата можно легко управлять малым током Ic (ток управления), подаваемым в обратном направлении в обмотку дросселя в момент закрытия силового выпрямителя. В этом случае магнитопровод работает по частному циклу. В одну сторону по петле гистерезиса (ПГ) он намагничивается до полного насыщения Bm, а в другую — до некоторой величины BI, в зависимости от величины тока управления. Таким образом, можно регулировать время задержки b в широких пределах — от 0 (максимальное выходное напряжение) до длительности импульса (полное отключение выхода). Максимальная величина тока управления, достаточная для возврата в состояние насыщения –Bmax,  определяется коэрцитивной силой магнитопровода на частоте переключения.

    При выходных токах в несколько десятков ампер, ток управления обычно не превышает десятков миллиампер. Поэтому эти устройства и называют магнитными усилителями. Малым током управления объясняется высокая надёжность и эффективность устройств с МУ. В сильноточной цепи находится только обмотка дросселя, все элементы управления находятся в слаботочной цепи, поэтому они малогабаритны и дёшевы. Иногда вместо термина МУ применяют термин «магнитный ключ», т.к. переключение происходит очень резко, с крутым фронтом. Это объясняется формой петли гистерезиса. На боковых ветвях B-H характеристики дифференциальная магнитная проницаемость для аморфного сплава очень велика, поэтому велик и импеданс, пока магнитопровод не войдёт в насыщение. Высочайшая прямоугольность ПГ обеспечивает очень резкий переход в насыщение и крайне низкую дифференциальную магнитную проницаемость на участке насыщения. За счёт этого на участке насыщения дроссель имеет ничтожный импеданс и беспрепятственно пропускает входной импульс на выпрямитель.  

    Есть ещё одна положительная особенность источников питания с применением МУ. На Рис.1  видно, что ток Id через силовой транзистор преобразователя в первый момент времени мал, т.к. нагрузка фактически отключена дросселем МУ. В этот момент времени ток Id определяется током холостого хода трансформатора. Это приводит к росту КПД преобразователя, поскольку на фронтах включения/выключения транзистор находится в активном режиме, и в нём выделяется значительная энергия. Потери энергии в самом дросселе МУ складываются из потерь на перемагничивание и потерь в обмотке и обычно  не превышают 1..2 Вт.

     

    Расчёт дросселя магнитного усилителя

    Перед началом разработки дросселя необходимо определить цель – только регулировка и поддержание нужного напряжения на выходе или то же с возможностью  отключения выхода. Если выход должен быть защищён от короткого замыкания в нагрузке путём ограничения тока или нужно обеспечить стабилизацию выходного тока, то обязательно дроссель должен быть рассчитан для отключения выхода.

    1. Определение требуемой вольт – секундной площади задержки:

    V – амплитуда импульса, поступающего на дроссель, В;

    t – максимальная требуемая задержка переднего фронта импульса (b на Рис.1),  мкс;

    1.2 – коэффициент, учитывающий переходные процессы при включении и снижение индукции материала при нагреве.

     

    2.   Определение требуемой величины произведения WaAc (Wa – площадь окна (по внутреннему диаметру) сердечника, Ac – эффективная площадь поперечного сечения магнитопровода).

    2.1. Грубая оценка  диаметра провода на основе выходного тока.

    d – диаметр провода, мм;

    I – выходной ток, А.

     

    Диаметр провода выбирают в зависимости от условий охлаждения. Для принудительной конвекции может быть выбран более тонкий провод. Полученная величина диаметра провода далее уточняется более точным расчётом исходя из допустимого перегрева, который обычно принимается равным 20…30º С. Важно, чтобы при максимальной температуре внешней среды, температура магнитопровода не превысила 100 ºС для аморфных сплавов (серия MSSA) и 120 ºС для нанокристаллических (серия MSSN).  На практике, так как количество витков обмотки обычно небольшое, а условия охлаждения хорошие (провод открыт), часто допустимы большие плотности тока в обмотке, превышающие в разы соответствующие значения для низкочастотных трансформаторов.

     

    2.2. Выбор коэффициента заполнения окна магнитопровода.

    Для наиболее распространённых размеров магнитопровода от 12 до 25 мм и диаметре провода от 0.7 до 1.4 мм коэффициент заполнения К обычно принимается равным 0.3. Для большего диаметра провода или при использовании многожильного провода  лучше использовать величину К = 0.2.

     

    2.3. Расчёт произведения площади окна на эффективную площадь сечения WaAc.

    Aw – площадь сечения провода в см2;

    Bm – магнитная индукция насыщения (максимальная) в Теслах;

    Λ – вольт – секундная площадь задержки, В×сек.

     

    2.4. Выбираем подходящий типоразмер магнитопровода по величине WaAc  из таблицы 1.

    Таблица 1

    Тип

    Габаритные размеры, мм

    (внешн. диам. – внутр. диам. – высота)

    Длина средней линии

    Lm,

    (см)

    Эффект.

    Сечение

    Ac,

    (см2)

    Площадь окна

    Wa,

    (см2)

    WaAc

    (см4)

    Масса

    (г)

    Параметры ПГ

    @ F=100 КГц, Нm=1Э (80 А/м), 25°С

    Полный поток

    m

    (мкВб)

    Коэрцит.

    Сила

    Hc

    (А/м)

    Коэфф. Прямоуг.

    Br/Bm

    (%)

    В контейнере

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    ±13%

    Max

    Min

    MSSA-10S-L,N

    11.9-5.8-6.3

    2.70

    0.0474

    0.264

    0.0125

    1.0

    5.5

    17

    96

    MSSA-11A-L,N

    14.0-6.6-6,3

    2.99

    0.0374

    0.342

    0.0128

    0.9

    4.3

    MSSA-11S-L,N

    14.0-6.6-6,3

    2.99

    0.0562

    0.342

    0.0192

    1.3

    6.6

    MSSA- 12A-L,N

    14.0-6.6-4,8

    3.10

    0.0468

    0.342

    0.0160

    1.1

    5.4

    MSSA-10B-N

    11.2-5.7-5.7

    2.59

    0.0594

    0.255

    0.0151

    1.2

    6.9

    MSSA-13B-L,N

    14.7-7.8-5.1

    3.48

    0.0412

    0.478

    0.0197

    1.1

    4.8

    MSSA-15A-L,N

    16.7-10.5-6.3

    4.22

    0.0527

    0.870

    0.0458

    1.7

    6.1

    MSSA-15S-L,N

    16.9-8.6-6.5

    3.87

    0.09

    0.785

    0.0706

    2.7

    10.5

    MSSA-16A-L,N

    17.8-8.3-8.1

    4.01

    0.144

    0.541

    0.078

    4.4

    16.7

    MSSA-18S-L-N

    19.8-10.4-6.4

    4.65

    0.1053

    0.849

    0.0893

    3.8

    12.2

    MSSA-21S-L,N

    22.8-12.4-6.3

    5.42

    0.1229

    1.207

    0.148

    5.1

    14.3

    MSSA-19A-L,N

    21.6-11.0-7.9

    4.98

    0.1591

    0.950

    0.151

    6.1

    18.5

    MSSA-20A-L,N

    22.5-10.4-10.1

    5.01

    0.234

    0.849

    0.199

    9.0

    27.1

    * Коэффициент прямоугольности Br/Bm @ 1 КГц, 80А/м:  N – тип термообработки (86 %), L – тип (93%).

     

    3.Расчёт требуемого числа витков обмотки.

    Λ – вольт – секундная площадь, В×мкс;

    m – полный (двойной) поток из таблицы 1, мкВб;

    0.87 – коэффициент, учитывающий разброс значений по потоку (-13%).

     

    4. Расчёт потерь и перегрева.

    Потери в дросселе магнитного усилителя состоят из потерь на перемагничивание магнитопровода и потерь на активном сопротивлении обмотки.

    4.1. Для определения удельных потерь в магнитопроводе определяют величину  амплитуды индукции частного цикла перемагничивания

    B – амплитуда индукции, Тл;

    Λ – вольт – секундная площадь, В×мкс;

    N – число витков обмотки;

    Ac – эффективная площадь сечения магнитопровода, см2.

     

    Приблизительно удельные потери можно оценить  по формулам, полученным методом аппроксимации и приведённым ниже, или взять из графиков на Рис.2 и Рис.3.

    Для магнитопроводов серии MSSA-L (термообработка в продольном магнитном поле):

    Pcm – удельные потери в магнитопроводе, Вт/кг;

    f – частота, кГц;

    B – амплитуда индукции, Тл.

    Рис.2. Магнитопроводы MSSA-L. Типовая зависимость потерь от частоты и амплитуды индукции.

     

    Для магнитопроводов серии MSSA-N (термообработка без поля):

    Рис.3. Магнитопроводы MSSA-N. Типовая зависимость потерь от частоты и амплитуды индукции.

     

    После определения удельных потерь в Вт/кг, определяют величину потерь в магнитопроводе, умножив полученное значение удельных потерь на вес выбранного магнитопровода, взятый из табл.1.

    Pс – потери, Вт;

    m – масса магнитопровода, кг.

     

    Для определения потерь в проводе сначала определяют длину провода и далее определяют его сопротивление через значение удельного сопротивления  из табл.2. На высоких частотах сказывается скин-эффект. Для его учёта определяют величину

    d – диаметр провода, см;

    f – частота, кГц.

     

    И далее по графику Рис.4 находят поправочный коэффициент Rac/Rdc.

     

    Таблица 2

    Типоразмер провода

    AWG

    Диаметр

    см.

    Площадь сечения

    см2×103

    Сопротивление на единицу длины,

    мОм/см

    Допустимый ток,

    ma

    20ºС

    100ºС

    10

    0.272

    58.12

    0.033

    0.044

    25960

    11

    0.2431

    46.40

    0.041

    0.055

    20565

    12

    0.2172

    37.04

    0.052

    0.070

    16323

    13

    0.1943

    29.65

    0.066

    0.088

    12960

    14

    0.1737

    23.71

    0.083

    0.111

    10275

    15

    0.1557

    19.04

    0.104

    0.140

    8150

    16

    0.1392

    15.22

    0.132

    0.176

    6450

    17

    0.125

    12.27

    0.166

    0.222

    5125

    18

    0.1118

    9.810

    0.209

    0.280

    4063

    19

    0.1003

    7.905

    0.264

    0.353

    3225

    20

    0.08966

    6.314

    0.333

    0.445

    2563

    21

    0.08062

    5.092

    0.420

    0.561

    2038

    22

    0.07216

    4.089

    0.530

    0.708

    1600

    23

    0.06476

    3.294

    0.668

    0.892

    1275

    24

    0.05814

    2.655

    0.842

    1.125

    1010

    25

    0.05230

    2.148

    1.062

    1.419

    801

    26

    0.04697

    1.733

    1.339

    1.789

    633

    27

    0.04189

    1.378

    1.689

    2.256

    504

    28

    0.03759

    1.110

    2.129

    2.845

    398

    29

    0.03408

    0.9121

    2.685

    3.587

    319

    30

    0.03048

    0.7297

    3.386

    4.523

    250

    31

    0.02747

    0.5928

    4.269

    5.704

    198

    32

    0.02489

    0.4864

    5.384

    7.192

    160

    33

    0.02235

    0.3922

    6.789

    9.070

    126

    34

    0.01981

    0.3081

    8.560

    11.43

    99

    35

    0.01778

    0.2483

    10.795

    14.42

    79

    36

    0.01600

    0.2012

    13.612

    18.18

    63

    37

    0.01448

    0.1647

    17.165

    22.93

    51

    38

    0.01295

    0.1317

    21.644

    28.91

    40

    39

    0.01142

    0.1024

    27.293

    36.46

    31

    40

    0.01016

    0.0811

    34.417

    45.98

    24

    Rac – сопротивление провода переменному току;

    Rdc – сопротивление провода постоянному току.

    Рис.4 Поправочный коэффициент, учитывающий скин-эффект.

     

    Далее определяют потери в обмотке

    Pw – потери в обмотке;

    Irms – средне квадратичное значение тока.

    Iout – выходной ток, А;

    D – отношение длительности импульса (на выходе дросселя магнитного усилителя) к периоду.

     

    4.3 Далее считаются общие потери в дросселе

    P – общие потери в дросселе, Вт.

    Перегрев дросселя оценивается по формуле

    А — площадь поверхности дросселя, см2.

    Дроссель для расчёта площади поверхности упрощённо рассматривается как цилиндр с диаметром, равным диаметру магнитопровода + 2 толщины обмотки, и высотой, равной высоте магнитопровода + 2 толщины обмотки.

     

    Проектирование схемы управления

    На Рис.5 представлена одна из простейших и наиболее популярных схем, обеспечивающая очень стабильное выходное напряжение и минимальная по цене. Она рекомендуется в тех случаях, когда требуется только регулировка, когда минимальный ток нагрузки больше критического тока дросселя L2, и когда не требуется ограничение тока. В этом случае источник питания содержит устройство ограничения тока на первичной стороне, которое защищает все выходы вместе.

    Рис.5 Пример схемы управления.

     

    Назначение резистора R1 – сделать схему некритичной к изменениям коэффициента передачи по току транзистора VT1.

    Резистор R1 выбирают так, чтобы при максимальном токе регулирования на нём падало напряжение 1 В.

    Резистор R2 выбирают так, чтобы в нормальном режиме работы VT1 ток в цепи  резистора R2 был по крайней мере, 1 мА (рекомендуется 2 мА). Ток анода VD4 не менее 1 мА требуется для обеспечения точного опорного уровня 2.5 В.

    Резистор R3 выбирают так, чтобы на выходе усилителя ошибки поддерживалось напряжение, по крайней мере, на 3..4 В ниже напряжения питания усилителя. В данном случае, для TL431, это не критично, но для большинства универсальных ОУ падение напряжение на резисторах R2 и R3 должно быть не менее 4 В.

       Основой схемы является регулируемый источник опорного напряжения TL431. Для обеспечения точного опорного уровня 2.5 В требуется ток анода не менее 1 мА. Делитель R5, R6 задаёт выходное напряжение, и выбирается таким образом

    Резистор R6 выбирается так, чтобы ток через делитель был не менее 1 мА.

    Отметим, что в данной конструкции R1, R2 и R5 привязаны к выходу регулятора. Это устраняет необходимость в отдельном источнике питания и значительно упрощает схему. Если магнитный усилитель выполняет функцию ограничения выходного тока, R1 и R2 должны быть привязаны к вспомогательному напряжению, обычно 12…15 В.

     

    Элементы R4 и C1 выбирают для стабилизации петли обратной связи. Для этого:

    1.Оценивают угловую частоту комбинации модулятор/фильтр.

    Угловая частота фильтра:

    Угловая частота комбинации модулятор/фильтр будет выше

    G – усиление по постоянному току (обычно выбирается от 2 до 6). Выбрав среднее значение   G

    = 4, частота будет сдвинута вверх коэффициентом  . Следовательно

    2.Выбор коэффициента усиления усилителя обратной связи производится в соответствии с формулой

    3.Отсюда выбирается величина R4

    4.Далее рассчитывают величину C1

    Это очень упрощённая процедура, которая обязательно должна уточняться на практике. Устойчивость петли обратной связи проверяют с помощью переключения нагрузки от половины к полной и наоборот. Для правильно спроектированной схемы при этом возникает возмущение выходного напряжения, которое восстанавливается экспоненциально в течение долей миллисекунды без значительного «звона».

     

    Пример разработки

    Для иллюстрации методики разработки произведём проектирование выходного регулятора магнитного усилителя с выходными параметрами: 12 В, 10А. Конфигурация схемы на Рис.5. Рабочая частота преобразователя – 100 кГц. Форма входного  напряжения с выходной обмотки трансформатора – меандр с амплитудой 40 В. См. Рис. 6. Предполагается, что МУ не используется для ограничения выходного тока и для отключения выхода, а применяется только для стабилизации выходного напряжения  при изменениях напряжения в сети и тока нагрузки.

    Рис. 6  Диаграммы напряжения для схемы Рис.4.

     

    1. Определение вольт – секундной площади Λ, которую должен выдерживать дроссель, не входя в насыщение:

    Чтобы найти максимальное время задержки t, нужно сначала найти длительность импульса  τ на выходе дросселя L1.

    Um – амплитуда импульса;

    T – период.

    Тогда

    Отсюда максимальное время задержки переднего фронта импульса t = 5 мкс – 3 мкс = 2 мкс.

    Тогда

    2. Определение требуемой величины произведения WaAc магнитопровода:

    Диаметр провода обмотки

    Для  американского ряда  это соответствует 14AWG (1.74 мм) См. табл. 2. Для удобства намотки лучше взять провод вдвойне. При этом площадь сечения должна быть примерно та же. Это 17 AWG (1.25 мм).

    Для провода диаметром 1.25 мм выбираем коэффициент заполнения окна К = 0.3.

    Тогда

    Bm = 0.56 Тл – минимальное значение амплитуды индукции для кобальтовых аморфных сплавов.

    По таблице 1 выбираем магнитопровод, имеющий WaAc не менее полученного значения. Выбираем MSSA-18S-L, имеющий WaAc = 0.0893 см4.  Величина двойного потока (при T=25º C)     2Фm = 12.2 мквб.

    3. Число витков обмотки

    4. Размах индукции частного цикла

    5. Потери в магнитопроводе

    6. Потери в обмотке

    По геометрическим размерам магнитопровода определяем длину провода одного витка и далее, умножая на число витков, получаем длину провода обмотки. Для данного типоразмера магнитопровода размеры в контейнере 19.8 – 10.4 – 6.4. Длина витка l = 1.2(2×4.7+2×6.4) = 26.64 мм = 2.7 см. (Иногда проще и точнее получить это значение экспериментально).  Для десятивитковой обмотки длина провода L = 27 см.

    Для учёта скин-эффекта определим

    По графику Рис.3  определим Rac/Rdc = 1.8

    Сопротивление обмотки в два провода 17 AWG  на частоте 100 кГц при температуре 100ºС:

    7. Определение перегрева

    Для расчёта поверхность дросселя с учётом обмотки рассматривают как цилиндр диаметром 19.8 + 2×1.25 = 22.3 мм = 2.23 см и высотой 6.4 + 2×1.25 = 8.9 мм = 0.89 см (обмотка для упрощения рассматривается как однослойная).

    Площадь поверхности

    Перегрев дросселя

    Это значение можно уменьшить методом последовательных приближений, как показано ниже. Изменяя в небольших пределах диаметр провода и число витков, ищут оптимум по минимуму ∆T.

    8. Определение тока управления

    Ac = 0.1053 см2 – эффективная площадь сечения магнитопровода из табл.1.

    Lm = 4.65 см  — длина средней линии магнитопровода из табл.1

    Проанализировав полученные результаты, делаем следующие выводы:

    1. Ток управления немного высок – возникнет излишнее выделение тепла на возвратном транзисторе.
    2. Потери в магнитопроводе высоки и значительно превышают потери в обмотке.
    3. Возможно, число витков обмотки можно увеличить, чтобы снизить индукцию (для снижения потерь в магнитопроводе и снижения тока управления).

    Так как потери в обмотке малы по сравнению с потерями в магнитопроводе, можно уменьшить диаметр провода и за счёт этого увеличить число витков.

    Выберем провод 18 AWG (1.1 мм).  Площадь поперечного сечения двух проводников равна:

    Максимальное число витков, исходя из коэффициента заполнения K = 0.3, будет:

    Новая магнитная индукция равна:

    Таким образом, для нашего примера мы имеем:

    Магнитопровод: MSSA-18S-L

    Обмотка: 14 витков провода 2×18 AWG (1.1 мм)

    Перегрев магнитопровода: 35ºC (естественная конвекция)

    Ток возврата: 38 мА

    9. Выбор возвратного транзистора

    Максимальное напряжение коллектора определяется суммой выходного напряжения (12 В) и амплитуды импульса (40 В) и для нашего примера должно быть не ниже 60 В. Коэффициент усиления по току должен быть высоким, чтобы коэффициент усиления петли ОС не зависел от транзистора. Мощность, выделяемая транзистором, оценивается как произведение тока управление на среднее напряжение коллектор — эмиттер. В течение половины периода, т.е. 5 мкс, когда напряжение на выходе L1 отрицательно,  напряжение на коллекторе     — 40 + 16 = — 24 В. Напряжение на эмиттере +12 В. Напряжение на переходе коллектор-эмиттер будет 36 В. Во время оставшейся части периода коллектор заземлён через диод VD2. Напряжение на переходе коллектор-эмиттер будет 12 В. Среднее по периоду напряжение на переходе коллектор-эмиттер (24+12)/2 = 18 В. Мощность, выделяемая транзистором, равна  38 мА×18 В = 684 мВт. По этим данным выбираем недорогой транзистор BDX 54C, имеющий максимальное напряжение коллектор – эмиттер 100 В, h21Э  не менее 750, корпус: TO-220AB.

     

    10. Выбор резистора эмиттера R1

    11. Выбор R2

    12. Выбор R3

    В этом случае используют напряжение насыщения база-эмиттер VBESAT, оно выше VBE.

    13. Выбор R4 и R5

    14. Расчёт угловой частоты комбинации модулятор/фильтр

    Величина индуктивности выходного дросселя L2 обычно рассчитывается по формуле

    Величину Imin  обычно выбирают как 10% от максимального выходного тока, т.е. в данном случае 1 А.

    Конденсатор выходного фильтра С2 выбирают так, чтобы он обеспечивал достаточно низкий импеданс на частоте пульсаций, для обеспечения размаха пульсаций на выходе устройства не более заданного. В нашем случае для обеспечения размаха пульсаций менее 100 мВ (амплитуда 50 мВ).

    Импеданс конденсатора С2

    Для алюминиевых электролитических конденсаторов значение ESR доминирует над импедансом. Исходя из этих соображений, в нашем случае выбран номинал 4700 мкФ, 16 В.

    15. Расчёт коэффициента усиления усилителя обратной связи

    16. Расчёт R4

    17. Расчёт С1

     

    Варианты схем управления

    Кроме приведённого варианта на TL431, усилитель обратной связи можно выполнить на универсальных операционных усилителях. Для их использования потребуется дополнительное питание (обычно 15 В). Существуют и специализированные контроллеры магнитных усилителей, например UC3838A, LPR30, UC19431 и другие. Информацию по применению таких контроллеров можно найти на сайте производителя. Как иллюстрацию привожу типовую схему включения контроллера UC3838A (Рис.7), позволяющую обеспечить управление и по току и по напряжению.

    Рис. 7. Типовая схема применения контроллера магнитного усилителя UC3838A.

     

    При выборе силовых высокочастотных выпрямительных диодов, если применяются диоды Шоттки, следует особо обратить внимание на величину их максимального обратного тока. Величина обратного тока должна быть на порядок меньше тока управления. Многие диоды Шоттки, особенно низковольтные, имеют значительные обратные токи, и их применение может привести к сужению диапазона регулирования (обратный ток утечки диода VD3.1 на Рис.5 суммируется с током управления). Заметим, что в схемах с МУ не требуются классические демпферные RC цепочки, включаемые параллельно силовым выпрямительным диодам. Сам дроссель МУ эффективно блокирует возникновение высокочастотных колебаний, связанных с конечным временем восстановления диодов. На вывод второго диода надевается миниатюрный помехоподавляющий магнитопровод (amobead), образующий последовательный одновитковый дроссель, или последовательно с диодом включается дополнительно многовитковый помехоподавляющий магнитопровод (Spike Killer) с обмоткой в несколько витков. О применении этих изделий писалось в журнале «Радио №2 за 2003г.» Информация эта есть также на сайте на страничке «Помехоподавляющие магнитопроводы\применение».

    В результате последних достижений технологии быстрого охлаждения расплавов появилась новая серия нанокристаллических магнитопроводов MSSN, отличающаяся повышенной индукцией (1.2 Тл), более высокой рабочей температурой (120 ºС), лучшей температурной стабильностью и меньшей ценой. За счёт высокой индукции возможно уменьшение размеров дросселей насыщения. Эта серия может быть более оптимальным выбором по критерию цена/качество, особенно  на не слишком высоких частотах. Порядок расчёта дросселей МУ на основе этой серии в целом такой же, но данные нужно взять из таблицы 3.

    Таблица 3

    Тип

    Габаритные размеры, мм

    (внешн. диам. – внутр. диам. – высота)

    Длина средней линии

    Lm,

    (cм)

    Эффект.

    Сечение

    Ac,

    (см2)

    Площадь окна

    Wa,

    (см2)

    WaAc

    (см4)

    Масса

    (г)

    Параметры ПГ

    @ F=100 КГц, Нm=1Э (80 А/м), 25°С

    Полный поток

    m

    (мкВб)

    Коэрцит.

    сила

    Hc

    (А/м)

    Коэфф. прямоуг.

    Br/Bm

    (%)

    В контейнере

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    Номин.

    ±13%

    Max

    Min

    MSSN-10В-L

    11.9-5.8-6.3

    26.39

    0.0562

    0.26

    0.0146

    1.09

    13.5

    35.0

    97

    MSSN-11S-L

    14.0-6.6-6.3

    29.85

    0.0527

    0.34

    0.0179

    1.15

    12.6

    MSSN-13В-L

    14.7-7.8-5.1

    35.03

    0.0412

    0.49

    0.020

    1.06

    9.9

    MSSN-15S-L

    16.9-8.6-6.5

    46.18

    0.0880

    0.59

    0.052

    2.53

    21.1

    MSSN-18S-L

    19.8-10.4-6.4

    46.18

    0.0948

    0.85

    0.080

    3.22

    22.7

    Значение потерь в магнитопроводе Pc можно взять из соответствующих графиков (Рис. 8) зависимости потерь от частоты и амплитуды индукции, или определить по приближённой формуле:

    Pс – удельные потери, Вт/кг;

    ∆B = 2B  – размах индукции частного цикла, Тл;

    f – частота преобразователя, КГц.

    Рис. 8.  Магнитопроводы MSSN. Типовая зависимость удельных потерь (Pcm) от частоты и амплитуды индукции.

     

    Указанная методика расчёта требует обязательного уточнения экспериментальным путём.

     

    Э.Фоченков, edf[email protected]yandex.ru

    Скачать статью

     

    Калькулятор расчета трансформатора

    Результаты расчета

    Мощность:

    Первичная обмотка

    Ток (A):

    Количество витков (Шт):

    Диаметр провода (мм):

    Вторичная обмотка

    Ток (A):

    Количество витков (Шт):

    Диаметр провода (мм):

    Трансформаторы часто используются для питания цепей управления, для освещения и в различных электронных устройствах. С такой задачей, как расчет трансформатора тока, сталкиваются не только специалисты в данных областях, но и обычные любители. Поэтому очень часто мы сталкиваемся с проблемой, когда не знаем, как производится простой расчет трансформатора и расчет параметров трансформатора. К счастью существует решение этой проблемы.

    Расчет трансформатора онлайн

    Существует формула расчета трансформатора, которая помогает совершить расчет трансформатора питания. Чтобы упростить себе жизнь и избежать ошибок в вычислениях, вы можете воспользоваться данной программой. Она позволит вам конструировать трансформаторы на различные напряжения и мощности очень быстро и без проблем. Это очень удобный калькулятор для радиолюбителей и профессионалов. Он поможет не только рассчитать трансформатор, но и поможет изучить его устройство, как всё работает. Это самый простой и быстрый способ всё рассчитать. Для этого нужно заполнить все известные вам данные и нажать кнопку. Получается вам нужно нажать одну кнопку, чтобы произвести расчет трансформатора!

    Достоинство и плюсы этого способа

    • Вам не нужно ничего считать
    • Вы можете самостоятельно мотать трансформатор для своих целей
    • По размеру сердечника можно определить необходимые расчёты
    • Упрощенный расчет трансформатора
    • Всё понятно даже для новичков
    • Есть инструкция
    • Для расчёта нужно нажать всего одну кнопку!

    Магнит проводы бывают трёх конструкций: броневая, тороидальная и стержневая. Существует и другие более редкие конструкция, но обычно для их расчёта требуются всегда: входное напряжение, частота, выходное напряжение, выходной ток, габаритные размеры магнитопровода.

    Мы получаем рабочий онлайн калькулятор трансформатора, способный решить наши задачи по формулам расчёта. Если вы взяли старый, отработавший свой срок трансформатор, теперь вы сможете всё рассчитать для безопасной работы с ним. Полученные расчёты окажутся оптимальными, скорее даже идеальными, поэтому провода подходящего диаметра может просто не быть. Поэтому подбирайте максимально близкое значение к оптимальному.

    Справочник электрика: РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

    РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

    В радиолюбительской практике иногда возникает необходимость в изготовлении трансформатора с нестандартными значениями напряжения и тока.

    Хорошо, если удается подобрать готовый трансформатор с нужными обмотками, в противном случае трансформатор приходится изготавливать самостоятельно.

    Эта страничка посвящена изготовлению силового трансформатора своими силами. В промышленных условиях расчет трансформатора — весьма трудоемкая работа, но для радиолюбителей созданы упрощенные методики расчета. С одной из таких методик я и хочу вас познакомить.

    Перед началом расчета нам нужно определиться с выходными данными будущего трансформатора.

    Во-первых — номинальная мощность (P). Мощность трансформатора определяется как сумма мощностей всех вторичных обмоток. Мощность любой из вторичных обмоток определяем из произведения напряжения на вторичной обмотке и снимаемого с нее тока (напряжение для расчета берем в Вольтах, а ток — в Амперах).

    Исходя из полученной номинальной мощности трансформатора можно вычислить минимальное сечение сердечника (S) (измеряется в квадратных сантиметрах). При выборе сердечника руководствуются шириной центральной пластины сердечника и толщиной набора. Площадь сечения сердечника определяется как произведение ширины пластины на толщину набора.

     

    S серд = L*T  (все величины берутся в Сантиметрах!)

    S окна = h*b

    Также полезно сразу рассчитать площадь окна выбранного нами сердечника. Эта величина будет использоваться для проверки коэффициента заполнения окна ( проще говоря — поместятся все обмотки на данном трансформаторе, или нет). 

    Далее — приступаем к вычислению коэффициента N. Этот коэффициент показывает, сколько витков нужно намотать для получения напряжения на обмотке в 1 вольт.

    Дальнейший расчет сводится к умножению напряжения на обмотке на это коэффициент (N). Эта процедура для всех обмоток одинакова.

    Далее — рассчитываем рабочий ток в сетевой обмотке исходя из мощности трансформатора и сетевого напряжения.

    Диаметр провода в обмотках рассчитывается по приведенным формулам (ток берется в Миллиамперах !). Иногда не удается приобрести провод нужного сечения (но есть провод меньшего диаметра) — для этого случая полезно воспользоваться следующей табличкой:

    Как пользоваться табличкой? Предположим, в результате расчета диаметр провода обмотки у нас получился равным 0,51 миллиметра. Для получения эквивалентного по сечению провода нам нужно взять либо 2 провода, диаметром 0,31 миллиметра, либо 3 провода с диаметром 0,29 миллиметров. Соответственно, обмотка будет состоять не из расчетного провода, а из нескольких, вместе сложенных проводов меньшего сечения. Надеюсь, что пример довольно понятный для понимания…

    В конце расчета проверяем коэффициент заполнения окна обмотками. Если этот коэффициент не превышает 0,5 — всё в порядке — можно приступать к намотке, в противном случае придется использовать сердечник с большей площадью сечения и произвести весь расчет заново…

    Сборка сердечника  у силового трансформатора производится «в перекрышку» — так как показано на рисунке внизу:

    Если у вас найдется готовый силовой трансформатор с номинальной мощностью не ниже, чем необходимо, то можно сетевую обмотку не перематывать, а ограничиться расчетом только вторичной обмотки.

    Пример : нам нужен силовой трансформатор для зарядки автомобильного аккумулятора с номинальным током зарядки 5 ампер.

    Таким образом — мощность такого трансформатора должна быть не менее 90 ватт (18 вольт помноженное на 5 ампер).

    В данном случае можно использовать силовой трансформатор типа ТС180 от лампового черно-белого телевизора. Переделка такого трансформатора сводится только к перемотке вторичной обмотки. Данный трансформатор изготовлен с применением так называемого «О» — образного сердечника и имеет две катушки. Все обмотки такого трансформатора разделены пополам и наматываются на обе катушки. Для переделки разбираем аккуратно сердечник (предварительно пометив одну из сторон сердечника, так как половинки при сборке трансформатора пришлифовываются друг к другу), сматываем все обмотки, кроме помеченных цифрами 1-3. Во время сматывания накальной обмотки (она намотана самым толстым проводом) нужно сосчитать число витков. Полученное число витков делим на 6,5 — получаем количество витков обмотки данного трансформатора на 1 вольт. Затем умножаем это число на 18 и получаем нужное число витков вторичной обмотки. По формуле рассчитываем диаметр провода вторичной обмотки. При данном токе обмотки диаметр провода должен быть не менее, чем 1,42 миллиметра. Если вы найдете такой провод, то вторичную обмотку нужно разделить на 2 части и наматывать на каждый каркас, после чего соединить обмотки последовательно. Можно использовать провод меньшего диаметра (например 1,0 миллиметра). В этом случае на каждый каркас наматываем полное число витков и обмотки соединяем параллельно. 

      

    Ниже приведена табличка для изготовления силового трансформатора с «типовыми» размерами  сердечника:

    Пользование табличкой, думаю, не составит трудностей…

    Расчет тороидального сетевого трансформатора

    Исходные данные для расчета: напряжение/ток всех вторичных обмоток. Исходя из этих данных получаем минимальную габаритную мощность трансформатора. Пример: нужен трансформатор с двумя вторичными обмотками . Первая — на 14 вольт при токе в 1 ампер, вторая — 30 вольт при токе 0,05 ампера. Получаем сумму мощности во вторичных обмотках (14*1)+(30*0,05)=15,5 ватт. Главный качественный показатель силового трансформатора для радиоаппаратуры — это его надежность. Следствие надежности — это минимальный нагрев трансформатора при работе и минимальная просадка выходных напряжений под нагрузкой (иными словами, трансформатор должен быть «жестким»).
    В расчетах примем КПД трансформатора 0,95 . Учитывая то, что нам нужен надежный трансформатор, и учитывая то, что напряжение в сети может иметь отклонения от 220 вольт до 10%, принимаем В=1,2 Тл
    Плотность тока принимаем 3,5 А/мм2
    Коэффициент заполнения сердечника сталью принимаем 0,95
    Коэффициент заполнения окна принимаем 0,45
    Исходя из принятых допущений, формула для расчета габаритной мощности у нас примет вид:
    Р=1.9 * Sc * So

    Далее считаем количество витков первичной (сетевой) обмотки — оно равно n1=40 * 220 / Sc
    Где: Sc — площадь поперечного сечения сердечника, соответственно [кв. см]; 220 — напряжение первичной обмотки [В]; Количество витков во вторичных обмотках считаем по той же формуле, но учитываем падение напряжения под нагрузкой — добавляем примерно 5 % к расчитанному количеству.

    Диаметр провода всех обмоток расчитываем по формулам

    — для меди          — для алюминия

    Как выбрать подходящий размер провода для обмотки трансформатора

    Сегодня я делюсь с вами простым методом выбора подходящего сечения провода трансформатора для обмотки . Или как выбрать размер провода для обмотки трансформатора. Выбор подходящего диаметра провода для первичной и вторичной обмоток трансформатора является первой и моей задачей при проектировании трансформатора. Сегодня я поделюсь с вами простой таблицей, которая поможет вам выбрать сечение провода для трансформатора. Как вы знаете, мы уже говорим о формуле витка на вольт.однако в этом посте мы также будем использовать в качестве примера, чтобы облегчить понимание. А если вы хотите выучить его полностью, сначала посмотрите видеоурок ниже на языке урду / хинди.


    Как выбрать размер провода для обмотки трансформатора?


    Перед тем, как выбрать трансформатор, необходимо подумать о некоторых основных моментах…
    Например

    Время работы трансформатора

    Прежде чем выбрать сечение провода для трансформатора, необходимо выяснить, сколько времени трансформатор проработает.Если ваш трансформатор работает в течение 12 часов, вам необходимо выбрать размер провода в соответствии с 12-часовым временем, а если время работы трансформатора составляет от 4 до 6 часов, вам необходимо выбрать размер провода в соответствии с 6-часовым временем….

    Место установки трансформатора

    Вы должны подумать об установке трансформатора. в основном закрепляем трансформатор в коробке. Так что если трансформатор установить в коробке. Затем поток воздуха в коробку. Также не устанавливайте трансформатор рядом с другим оборудованием, выделяющим тепло….Здесь я делюсь с таблицей тока обмотки трансформатора с зазубринами сечения трансформаторных проводов в соответствии с 1000 круговых милов на ампер при токе обмотки трансформатора. Это подходит для трансформатора, который используется от 4 до 6 часов. И если вы хотите использовать трансформатор более 6 часов, используйте номер высокого калибра.

    Как выбрать подходящий размер провода для обмотки трансформатора

    Здесь я все проясняю на примере.

    Выбор размера провода трансформатора

    Например: размер шпульки 1.5 дюймов x 2 дюйма Д x Ш = 3
    Первичное напряжение: 220В
    Вторичное напряжение: 13 В + 13 В
    Вторичный ток: 7A
    Первичный ток:?
    Сначала узнайте первичный ток
    Формула: SI x SE / PE…. Итак, 8,2 x 26/220 = 0,969A

    Количество оборотов первичной и вторичной обмоток на вольт =?

    Размер шпульки 1,5 дюйма x 2 дюйма = 3 Таким образом, 7,5 / 3 = 2,5 витка на вольт
    Но из-за потерь получаем 8/3 = 2,66 витка на
    вольт. Первичные витки 2,66 x 220 = 586
    Вторичные обороты 2.66 х 13 = 35 + 35
    Согласно таблице 1000 круговых милов Подходящий размер провода для вторичной обмотки — 15 SWG
    . И для первичной 22 SWG
    Посмотреть видеоурок


    Теперь я надеюсь, что вы полностью поняли, как выбрать подходящий размер провода для обмотки трансформатора. Теперь, если у вас есть вопросы, используйте раздел комментариев ниже .. Калькулятор размера провода трансформатора

    Кроме того, часто допустимое падение напряжения от одного конца до другого также должно быть в определенных пределах.Допустимый ток составляет 50/12 = 4,1 ампер, что значительно превышает требуемые 2,6 ампера. Итак, мы знаем все значения для расчета вторичных витков трансформатора с ферритовым сердечником. Таблица основана на 10% -ной потере напряжения на паре проводов. Размер выключателя составляет 312,5 x 1,25 = 390,625 ампер. Выключатель будет иметь размер, равный 400-амперному выключателю, следующий большему размеру. Используя формулу соотношения напряжений трансформатора = соотношение напряжений = 330 / 10,29 = 32,1. Необходимо определить ток первичной обмотки и размер провода. Распространенная путаница, которую мы слышим с трансформаторами и генераторами, — это их размер, когда они используются для питания электродвигателей…. Таблица размеров проволочных гаек. Есть несколько факторов, которые позволят вам сделать более длинные провода от трансформатора до источников света. У меня есть доступ к 3D-принтеру 12X12 дюймов. Металлический сердечник какого размера доступен, у какого продавца? Вам просто нужно знать мощность в ваттах (ВА) или амперах, и таблица покажет, как далеко вы можете пройти в футах для любой пары проводов из перечисленных. Согласно Jefferson Electric, для однофазных трансформаторов используйте формулу «Вольт x Ампер / 1000». Размер проводника относится к размеру электрического провода или кабеля, через который проходит электрический ток.Каждый кабель уникален по своему внешнему виду, функциональности и даже характеристикам. Размер трансформатора можно определить вручную, исходя из напряжения нагрузки, тока нагрузки и линейного напряжения. Трансформатор может производить только 312,5 FLA. Должен ли я соответствовать размеру выключателя? Вычислите размер трансформатора. Это видео о выборе подходящего сечения провода для обмотки трансформатора. Заранее благодарим Серджио (480-299-9984) Шаг первый: однофазное или трехфазное приложение ЕСЛИ трехфазное: трехпроводный источник: необходимо использовать разомкнутый треугольник; Четырехпроводный источник: используйте открытый треугольник, если для нагрузки требуется только три провода. Однофазный трансформатор мощностью 50 кВА имеет первичную сторону 4000 В и вторичную сторону 400 В.В этом примере установки ваших ландшафтных светильников с проводами определенного калибра в качестве еще одного соображения для выбора мощности трансформатора мы можем провести сравнительный анализ некоторых расчетов, зная, что обычно 300-ваттный трансформатор может обеспечить мощность 100 футов при использовании калибра 16 или 150 футов при использовании 14. калибра, или 200 футов при использовании самых популярных кабелей 12 калибра. Используйте его для расчета различных размеров кабеля. Первичный ток будет равен общей выходной мощности плюс потери мощности трансформатора, деленной на первичное напряжение.Калькулятор размера первичного проводника трансформатора. Консультации по вопросам определения правильного размера трансформатора. Соответствие размера трансформатора дизайну освещения важно для хорошей работы и функционирования вашей осветительной системы. 3. Пример задачи калькулятора трансформатора. Калибр провода. N = 32, Npri = 3. Последнее число определяет, какого размера трансформатор вам нужен для вашей системы. У меня есть доступ к большому количеству трансформаторных проводов 12Ga, как первичных, так и вторичных. Он также сообщит вам, если расстояние слишком велико для мощности фонарей.Таблица толщины винила. Более высокая плотность приводит к увеличению температуры, но меньшая увеличивает вес трансформатора, и, возможно, вам понадобится использовать сердечник следующего размера, чтобы намотать провод. Уважаемый г-н Джигнеш! Из разговоров в ваших статьях кажется, что вы говорите о размере трансформатора для плавающей 3-фазной системы, но из электронной таблицы видно, что для однофазного заземляющего трансформатора, для заземления 3-фазного заземляющего трансформатора, подключенного к источнику питания со звездой. точка и нейтраль источника заземлены с помощью однофазного трансформатора со вторичной обременением через сопротивление.Например, у вас есть трансформатор 480/110. Калькулятор трансформатора для низковольтного светодиодного освещения: введите единицы продукта, и выполняется преобразование, чтобы показать используемую мощность трансформатора. Силы трансформатора 45 кВА могут быть рассчитаны с использованием формулы преобразования кВА в амперы: Список содержания1 Ток однофазного трансформатора 45 кВА при V = 1,1 кВ2 В случае трехфазного трансформатора 45 кВА3 Полная таблица трансформатора 45 кВА для различных уровней напряжения 45 кВА Однофазный Ампер трансформатора при V = 1,1 кВ А […] Мне нужно построить ток 5000 В 1.5 Трансформатор Какой размер сердечника имеется. Размеры трансформатора. Таблица ниже предназначена только для устройств с напряжением 24 В переменного или постоянного тока. Умножьте общую мощность на 1,25, чтобы скорректировать потери из-за длины кабеля. Как мы уже обсуждали, как выбрать правильный размер провода для установки электропроводки в деталях в разделе Как определить подходящий размер кабеля для установки электропроводки с решенными примерами (как в британской системе, так и в системе Si). здесь, чтобы представить вам калькулятор сечения проводов и кабелей в AWG.Итак, для расчета конструкции трансформатора для вторичной обмотки нам понадобится провод 15 калибра. Расчет витков катушки обмотки трансформатора. Рассчитайте размер автоматического выключателя или предохранителя на первичной и вторичной стороне трансформатора, имея следующие подробные сведения о трансформаторе (P) = 1000 кВА Первичное напряжение (Vp) = 11000 В вторичное напряжение (Vs) = 430 В Полное сопротивление трансформатора = 5% Подключение трансформатора = Delta / Star Transformer находится в неконтролируемом состоянии. Вам решать, какое падение напряжения и потери мощности приемлемы для вашего трансформатора.Чтобы рассчитать точные размеры кабелей в соответствии с вашими требованиями, мы разработали калькулятор размеров кабелей. Часто ли на трансформаторе используются провода разных размеров? Расчеты: Первичный ток трансформатора (Ip) = P / 1,732xVp Трансформатор… Следовательно, N = 32. Найдите в таблице, какой размер провода вам понадобится для вашего приложения. Хорошим полевым справочником по обслуживанию и устранению неисправностей является Ugly’s Electric Motor and Controls (Ugly’s Electric Motors And Controls, издание 2014 г.). Этот калькулятор основан на информации, содержащейся в этом справочном руководстве, и может помочь электрикам устранять неполадки в цепях обслуживания и управления.Также см. «Простой в использовании калькулятор размеров провода». Размеры автоматического выключателя и предохранителя соответствуют NEC 450.3. В этой электронной таблице MS Excel рассчитываются следующие параметры: размер автоматического выключателя на первичной стороне трансформатора согласно NEC 450.3; Размер предохранителя на первичной стороне трансформатора согласно NEC 450.3; Размер автоматического выключателя на вторичной стороне трансформатора… Этот калькулятор свободного падения напряжения оценивает падение напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки.Ваши требования к кабелю также уникальны. Я думал о чем-то на днях. Этот калькулятор трансформаторов рассчитает для вас падение напряжения на вторичной обмотке и потери мощности в обмотках. Таблица размеров провода / дорожки качения однофазного трансформатора Таблица размеров провода / дорожки качения для трехфазного трансформатора 480 В 208 В 480 В 240 В Дополнение соединительной перемычки системы MikeHolt.com и перемычки соединения стороны питания, размеры которых указаны в таблице 250.102 (C) [250,30 (A)]. Следовательно, вторичный провод = 15 AWG. Плотность тока является ключевым фактором для выходной мощности трансформатора при безопасной температуре i.e около 50 C. 2,565 А / мм² это хороший выбор. Как подобрать размер проводки для вашей системы — ручной метод. Толщина провода или кабеля определяется калибром. Схема нестандартного блока питания для аудиоусилителя — Симметричная. V 1 = 4000 В, V 2 = 400 В. Подаваемое напряжение может быть увеличено с помощью многоотводного трансформатора. Обмотка трансформатора строится по уравнению. a2 = (4,2 A / 2,3) = 1,83 мм2. Что я смущаю, так это то, подбираю ли я размер провода по FLA или размер провода с помощью выключателя. Калькулятор предупредит вас, если размер провода слишком мал, чтобы справиться с мощностью (нагрузкой) фонарей.NS = количество витков вторичной обмотки. Размер вторичного провода для расчета конструкции трансформатора. Всегда начинайте свои расчеты с провода 12-го калибра. Напряжение на приборе — это фактическое подаваемое напряжение (12 В) за вычетом падения напряжения. НС / НП = ВС / ВП. Электронный калькулятор Buck Boost, рассчитывает подходящие трансформаторы Square D для использования при небольших изменениях напряжения: 5%, 6,6%, 10%, 13,3%, 20% и 26,6%. Второй тип трансформатора, описанный в 240.21 (C) (1), представляет собой трехфазный трансформатор, соединенный треугольником, с трехпроводной вторичной обмоткой (одно напряжение).Размер кабеля в первую очередь определяется током, который он должен проводить, и напряжением, для которого он используется. Калькулятор сечения кабеля в AWG. Номер калибра и таблица размеров провода. Сегодня мы предлагаем еще один комплексный калькулятор сечения медных и алюминиевых проводов. Мы подробно обсуждали тему «Как рассчитать правильный размер провода для электропроводки». 15 кВА, поэтому полная нагрузка на стороне 480 составляет всего 30 А, а на стороне 110 — около 130 А. Например, 240 x 1,25 = 300. Nsec = N * Npri = 32 * 3 = 96 5) Если у меня есть трансформатор 250 кВА, если первичная обмотка составляет 480 В переменного тока, а вторичная — 400 В переменного тока с фиксированным или регулируемым автоматическим выключателем на 400 А, какого размера я должен измерять первичный провод, идущий в трансформатор и выходящий из трансформатора? Что вы порекомендуете? Калькулятор размера провода двигателя и защиты цепи.Коэффициент напряжения и коэффициент трансформации в трансформаторе равны друг другу. КАЛЬКУЛЯТОР РАЗМЕРА КАБЕЛЯ. Когда требуется трансформатор или генератор, важно выбрать тот, который подходит по размеру для вашего оборудования, иначе вы можете столкнуться с некоторыми проблемами. Здесь, в этом видео, мы можем узнать о калибре провода для изготовления трансформатора. Transformer Calculation — это программа для расчета количества витков и толщины провода на трансформаторе. Правильно подобранный сечение провода может сыграть решающую роль между недостаточной и полной зарядкой аккумуляторной системы, между тусклым и ярким светом, а также между слабым и… первичным входным током трансформатора.Число витков вторичной обмотки Поскольку вторичная сторона этого трансформатора трехпроводная и имеет одно напряжение, этот тип трансформатора не имеет нейтрального проводника. Предполагая идеальный трансформатор, определите: первичный и вторичный токи полной нагрузки; Коэффициент трансформации трансформатора. Кроме того, поэкспериментируйте с резистором и калькулятором закона Ома или изучите сотни других калькуляторов для математики, финансов, фитнеса, здоровья и т. Д.

    Калькулятор катушек и трансформаторов

    Калькулятор катушек и трансформаторов

    Вернуться к оглавлению.

    Калькулятор катушек и трансформаторов.

    С помощью этого калькулятора катушек вы можете спроектировать и рассчитать свойства катушки. или трансформатор.
    Введите параметры в поля желтого цвета и затем нажмите кнопки расчета.

    Ниже калькулятора вы найдете более подробное описание расчетов.
    Используйте десятичную точку (не запятую), если вы хотите ввести десятичные дроби.

    рекомендую вы также можете прочитать эту веб-страницу о катушках и трансформаторах, многие вещи, которые я использую в этом калькуляторе, имеют Я там учился.
    Он объясняет это очень ясно.

    Пояснения к некоторым терминам, используемым в этом калькуляторе

    Индуктивность: L

    Индуктивность катушки — это свойство, которое описывает соотношение между напряжением, индуцированным в катушке, и изменением тока через катушку.

    L = V L / (di / dt)

    Где:
    L = индуктивность катушки в Генри (Гн).
    В L = Напряжение, индуцированное в катушке в вольтах
    di / dt = изменение тока через катушку в амперах в секунду.

    Магнитный поток: Φ

    Магнитный поток, обычно обозначаемый как Φ, равен измеряется в единицах Вебера (Вб).
    Если у вас есть проволочная петля, и вы подаете на нее 1 Вольт в течение 1 секунды, магнитный поток в петле изменится на 1 Вебера.
    Неважно, какого размера или формы петля или из какого материала внутри петля есть.
    Вы можете представить себе единицу Wb как количество силовых линий магнитного поля, проходящих через петля.

    Для одиночного контура применяется:
    Φ = V.t

    Если катушка имеет более одного витка, мы можем использовать следующую формулу:
    Φ = Vt / N

    Где:
    Φ = изменение магнитного потока в катушке по Weber
    V = напряжение на катушке в вольтах
    t = время в секундах
    N = количество витков катушки

    Плотность магнитного потока: B

    Плотность магнитного потока B измеряется в единицах Тесла (Т).
    Плотность магнитного потока указывает магнитный поток через определенную область.

    Один Tesla — это один Вебер на квадратный метр
    Или в формуле:
    B = Φ / A

    Где:
    B = плотность магнитного потока в теслах
    Φ = магнитный поток в Weber
    A = площадь в квадратных метрах

    Максимальная плотность магнитного потока при низкой частота: Bmax = Bsat

    Магнитные материалы, используемые в сердечниках катушек и трансформаторов, могут использоваться до определенная максимальная плотность магнитного потока.
    Для низкочастотных приложений (включая постоянный ток) максимальная плотность потока ограничена магнитным насыщение материала сердечника, эта плотность потока называется: Bsat.
    В насыщенном состоянии все магнитные области в материале направлены одинаково. направление.

    Однако теоретически возможно увеличить плотность потока выше насыщения, из-за проницаемости вакуума.
    Но для этого требуется большой ток через катушку и чрезмерные потери мощности в обмотки.
    Выше насыщения катушка потеряет большую часть своей индуктивности и запустится. действует как катушка без материала катушки.
    Итак, держите плотность потока ниже Bsat.
    Значение Bsat указано в спецификации материала керна.
    Например, Bsat составляет около 0,3 Тл для ферритового материала и около 1,3 Тл для кремнистая сталь.

    Значение Bsat зависит от температуры, чем выше температура, тем больше в большинстве случаев ниже Bsat.
    В этом калькуляторе я использую значение Bsat при 100 ° C, которое автоматически появляется в поле Bmax при выборе материала сердцевины.
    Итак, это наиболее безопасное значение, при более низкой температуре, однако Bsat может быть выше.

    Максимальная плотность магнитного потока на более высокой частоте: Bmax
    Для более высокочастотных приложений максимальный поток плотность в ядре ограничена потерями мощности в ядре, а не ядром насыщенность.
    На более высоких частотах нам нужно уменьшить значение Bmax ниже Значение Bsat, чтобы избежать перегрева сердечника из-за потери собственной мощности.
    Чем выше частота, тем ниже значение Bmax.

    Для сердечников большего размера необходимо соблюдать плотность потока Bmax. ниже, чем для сердечников меньшего размера, чтобы избежать перегрева сердечника.
    Это потому, что объем сердечника (который производит тепло) увеличивается. быстрее, чем внешняя часть сердечника (которая должна рассеивать тепло).

    Мой калькулятор катушек и трансформаторов не рассчитывает для вас потери в сердечнике.
    Вместо этого вы должны ввести определенную максимальную плотность потока в калькуляторе, что сохранит потери в сердечнике ниже желаемого уровня.


    Потери в сердечнике в сердечниках из кремнистой стали

    На следующих рисунках показаны некоторые примеры потерь в сердечнике из кремнистой стали (также называется: электротехническая сталь или трансформаторная сталь).


    Рисунок 1. Потери в сердечнике в кремнистой стали.

    На рисунке 1 приведены некоторые примеры потерь в сердечнике при различной толщине ламинирования. и частоты.
    Чем выше частота, тем больше потери.
    А более толстая ламинация дает большие потери.
    Чтобы преобразовать толщину ламинирования из «мил» в «мм», умножьте на 0,0254.
    Однако потери в сердечнике (в ватт / кг) выше на более высоких частотах, Сердечник трансформатора можно сделать меньше на более высоких частотах.
    И вы можете получить высокочастотный трансформатор с меньшими потерями в сердечнике (в ваттах), по сравнению с низкочастотным трансформатором той же номинальной мощности.

    Для трансформаторов линий электропередач при 50 или 60 Гц потери в сердечнике обычно очень велики. ниже потери в обмотках при полной нагрузке.
    При 50 или 60 Гц вы можете использовать в конструкции трансформатора, плотность потока в ядро равно: Bsat.

    Для аудиопреобразователя вы разрабатываете самую низкую частоту в аудиосигнале. сигнал, если он не превышает 100 Гц, вы можете использовать Bsat в качестве максимальная плотность потока в сердечнике.
    Для более высоких звуковых частот ток намагничивания и плотность потока в ядро автоматически уменьшается.


    Рисунок 2, потери в сердечнике в кремнистой стали при различных частотах.
    Эти данные относятся к неориентированной кремнистой стали марки М-19 толщиной 14 мил или Толщина 0,36 мм.
    О, а 1 фунт равен 0,45359 кг.


    Потери в ферритовых сердечниках

    Ферритовые сердечники имеют гораздо меньшие потери мощности на высоких частотах, чем кремниевые стальные сердечники.
    Информация о максимальной плотности потока на определенной частоте может быть найдено в техническом описании ферритового материала, вот два примера:


    Рисунок 3. Потери в сердечнике феррита N27.

    На рисунке 3 показано соотношение между частотой, плотностью потока и потерями мощности в сердечник для ферритового материала N27, который насыщается при 0,41 Тл при 100 C.
    Предположим, мы хотим, чтобы максимальная потеря мощности в активной зоне составляла 100 кВт / м. , что равно 100 мВт / см, я обозначил это значение красной линией.
    Для сигнала 10 кГц (зеленая линия) мы находим максимальное пиковое значение для поток 300 мТл (= 0,3 Тл) при 100 C.
    А для 200 кГц (синяя линия) мы находим максимум 50 мТл (= 0.05 Тесла).


    Рисунок 4. Потери в сердечнике феррита 3C90.

    На рисунке 4 показаны потери в сердечнике для ферритового материала 3C90, здесь данные представлен немного иначе.
    Для потерь в сердечнике 100 кВт / м (= 100 мВт / см) мы найдите на частоте 200 кГц максимальную пиковую плотность потока 70 мТл (= 0,07 Тл).


    Эффективная площадь поперечного сечения сердечника: Ae

    Эффективная площадь поперечного сечения сердечника может быть найдена в лист данных ядра, это предпочтительный метод.
    Или можно измерить.
    Но только магнитный материал является частью эффективной площади поперечного сечения, поэтому любое изолирующее покрытие, которое может покрывать сердцевину.


    Рисунок 5: В сердечнике трансформатора EI эффективная площадь поперечного сечения (Ae), это площадь центральной ножки.
    Обе внешние ноги обычно имеют площадь 1/2 Ae.

    Когда вы уложили несколько жил, общая эффективная площадь поперечного сечения Ae (всего), равно значению Ae одного ядра, умноженному на количество ядра

    Максимальный магнитный поток в сердечнике: Φmax

    Максимальный магнитный поток в сердечнике рассчитывается по формуле:
    Φmax = Bmax.Ae (всего)

    Где:
    Φmax = максимальный магнитный поток в сердечнике в Weber
    Bmax = максимальная плотность магнитного потока в сердечнике в Tesla
    Ae (total) = Общая эффективная площадь поперечного сечения сердечника в квадратных метрах

    Относительная проницаемость керна: μr.

    Относительная проницаемость мкр жилы Материал показывает, насколько больше индуктивности будет у вашей катушки по сравнению с катушка с вакуумом в сердечнике.
    Вакуум имеет проницаемость (μ0) около 1.2566. 10 -6 Гн / м (Генри на метр).
    Относительная проницаемость не имеет единицы.
    Air имеет значение μr 1.00000037, поэтому практически равняется вакууму.
    Относительная проницаемость материала керна μr часто зависит от плотности магнитного потока в сердечнике.
    В этом калькуляторе я использую значение μr, близкое к нулю. плотность потока, в таблицах это обозначается как μi (относительная начальная проницаемость).
    Еще один параметр, который вы можете найти в таблицах данных: μa (относительная амплитудная проницаемость), которая является значением μr при более высокой плотности потока.

    Эффективная проницаемость керна: мкэ

    Если у вас есть катушка, намотанная на кольцевой сердечник, сердечник полностью состоит из сердечника материал, и полностью закрыт ..
    Тогда эффективная проницаемость равна относительной проницаемости основной материал.

    Но многие сердечники состоят из двух частей, которые соединены вокруг катушки. бывший с обмотками на нем.
    Две основные части всегда будут иметь некоторый промежуток или воздушный зазор в между ними, что, кажется, снижает проницаемость ядра.
    У вас есть керн с эффективной проницаемостью, которая меньше, чем относительная проницаемость материала сердечника.

    Иногда в сердечнике намеренно делают воздушный зазор, чтобы уменьшить эффективная проницаемость.
    При этом увеличивается максимальный ток через катушку, но не магнитный поток. плотность в ядре.
    Это дает тот же эффект, что и при использовании другого материала сердцевины с более низкой проницаемостью.

    Эффективная проницаемость сердечника с воздушным зазором составляет:

    мкэ = мкр.le / (le + (g .μr))

    Где:
    μe = эффективная проницаемость керна.
    мкм = относительная проницаемость материала сердечника.
    le = эффективная длина магнитного пути в сердечнике
    g = длина воздушного зазора (измеряется в тех же единицах, что и le)

    Эффективная длина магнитного пути в сердечнике: le

    Эффективная длина магнитного путь в ядре можно найти в даташит ядра.
    Или можно прикинуть по габаритам сердечника.
    Это длина линии магнитного поля в центре материала сердечника. поедет.
    Не включайте воздушный зазор в эту длину пути, а только путь в сердечнике сам материал.


    Воздушный зазор: g

    Воздушный зазор — это слой воздуха на магнитном пути сердечника.


    Рисунок 6: воздушный зазор в центральной ножке сердечника трансформатора EI.

    На рисунке 6 показан воздушный зазор, вызванный укорочением центральной стойки трансформатора. затем две внешние ноги.
    Пунктирными линиями обозначены силовые линии магнитного поля длиной: le


    Рис. 7: воздушный зазор во всех выводах сердечника трансформатора EI.

    На рис. 7 показан еще один сердечник трансформатора ЭУ с воздушным зазором.
    Здесь все ножки трансформатора имеют одинаковую длину, а воздушный зазор создается слегка раздвинув части «E» и «I».
    Видите ли, теперь силовые линии должны дважды перепрыгивать через слой воздуха, чтобы сформировать замкнутый цикл.
    Это означает, что мы должны рассчитывать с воздушным зазором, который вдвое превышает расстояние между частями «Е» и «И».

    Воздушный зазор необязательно заполнять воздухом или другими немагнитными материалами. как бумага или пластик, тоже пригодятся.
    В трансформаторах воздушный зазор в сердечнике приведет к снижению связи между обмотки, которые могут быть нежелательными.

    Коэффициент индуктивности: AL.

    Коэффициент индуктивности AL сердечника — это индуктивность одной обмотки вокруг этого сердечника.
    Если у вас более одной обмотки, индуктивность катушки будет:

    L = N.AL

    Где:
    L = индуктивность катушки
    N = количество витков
    AL = коэффициент индуктивности сердечника

    Если вам неизвестен коэффициент AL сердечника, это может быть рассчитано из эффективной проницаемости и размеров керна:

    AL = μ0. мкэ. Ae (всего) / le

    Где:
    AL = коэффициент индуктивности в H / N
    μ0 = проницаемость вакуума = 1,2566. 10 -6 H / м
    μe = эффективная проницаемость сердечника
    Ae (total) = общая эффективная площадь поперечного сечения сердечника в м
    le = эффективная длина магнитного пути в сердечнике в м.

    Объединение сердечников

    Объединение сердечников означает использование более одной жилы и пропускание обмоток через все эти ядра.
    По сравнению с катушкой с одним сердечником, индуктивность умножается на количество ядра сложены.


    Рисунок 8: катушка на стопке из 5 сердечников

    Сопротивление провода

    Провод, который вы используете для наматывания катушки или трансформатора, будет иметь некоторое сопротивление.
    Это сопротивление рассчитывается по формуле:

    R = ρ.l / A

    Где:
    R = сопротивление провода
    ρ = удельное сопротивление материала провода в Ом · м, для меди это примерно 1,75. 10 -8 Ом · м
    l = длина провода в метрах
    A = площадь поперечного сечения провода в квадратных метрах

    Общая площадь котла обмотки.

    Расчетное значение площади меди, как говорится, только для меди обмотки.
    На практике также приходится иметь дело с изоляцией проводов, воздух между витками и, вероятно, формирователь катушки.
    Итак, на практике вам нужно больше места для обмотки, скажем в 2,5 или 3 раза расчетное значение для меди.

    Максимальный ток (пиковое значение постоянного или переменного тока) через катушку

    Максимальный ток через катушку — это ток, который дает максимум допустимый магнитный поток в сердечнике.

    Imax = Φmax. Н / д

    Где:
    Imax = максимальный ток через катушку (пик постоянного или переменного тока)
    Φmax = максимальный магнитный поток в сердечнике в Weber
    N = количество витков
    L = индуктивность катушки в Генри


    Зарядка время до максимального тока.

    Когда вы подключаете катушку к источнику постоянного напряжения V, ток I будет увеличиваться с время.
    Другими словами, вы заряжаете катушку.
    Пока катушка не имеет сопротивления, ток увеличивается линейно, и время достижения определенного тока определяется по формуле:

    t = L.I / V

    Если катушка имеет сопротивление, увеличение тока больше не является линейным.
    Максимальный ток через катушку ограничен значением: I = V / R.
    Время зарядки катушки с сопротивлением рассчитывается по формуле:

    т = -л / р.LN (1- (I.R / V))

    Где:
    t = время в секундах для увеличения тока от нуля до значения I.
    L = индуктивность катушки в Генри.
    R = сопротивление катушки в Ом.
    LN = Натуральный логарифм.
    I = ток в амперах, для которого вы рассчитываете время зарядки.
    В = напряжение на катушке.

    В этом калькуляторе рассчитывается время, чтобы зарядить до максимальной катушки. ток, то есть ток, который дает в сердечнике плотность потока Bmax.

    Накопленная энергия в катушке

    Когда через катушку проходит ток, определенное количество энергии хранится в катушке.
    Накопленная энергия рассчитывается по формуле:

    E = 1/2. (L. I)

    Где:
    E = накопленная энергия в катушке в джоулях
    L = индуктивность катушки в Генри
    I = ток через катушку в амперах

    Максимальное напряжение переменного тока на катушке

    Максимальное напряжение переменного тока (синусоида), которое вы можете приложить к катушке, составляет рассчитано по формуле:

    Vmax = 4,44. Φмакс. N. f

    Где:
    Vmax = максимальное синусоидальное напряжение переменного тока на катушке, действующее значение в вольтах
    Φmax = максимальный магнитный поток в сердечнике в Weber
    N = количество витков на катушке
    f = частота напряжения в герцах

    Фактор 4.44 — это произведение двух коэффициенты, которыми являются:
    4, поток изменяется от нуля до + Φmax в 1/4 цикла, следующая 1/4 цикла он возвращается к нулю, следующие две 1/4 цикла до -Φmax и обратно до нуль.
    Таким образом, за один цикл поток изменяется в 4 раза по Φmax.
    Умноженный на:
    1,11, это форм-фактор синусоидальной волны, который представляет собой отношение среднеквадратичного значения к среднее значение.

    Вот еще один способ вычисления максимального переменного напряжения на катушке:
    Vmax = Imax.2. пи. f .L / √2
    Здесь мы умножаем максимальный ток, проходящий через катушку, на полное сопротивление катушки при частоту f, а затем разделите ее на √2, чтобы преобразовать пиковое значение в среднеквадратичное значение.


    Число витков первичной обмотки трансформатора.

    Из формулы для максимального напряжения на катушке (см. Выше) мы легко можем найти формулу количества витков первичной обмотки трансформатора.

    Np = Vp / (4.44. Φmax. F) Эта формула предназначена для синусоидальной волны. напряжения.

    Где:
    Np = количество витков первичной обмотки
    Vp = первичное напряжение (= входное напряжение) трансформатора, действующее значение
    Φmax = максимальный магнитный поток в сердечнике в Weber
    f = частота напряжения в герцах

    Если вы используете трансформатор для прямоугольных напряжений, форм-фактор для напряжение равно 1 (вместо 1,11 для синусоид),
    , а количество витков трансформатора должно быть в 1,11 раза больше.

    Количество витков, которое мы теперь рассчитали, является минимальным количеством первичных повороты.
    Если уменьшить количество витков первичной обмотки, сердечник трансформатора войдет в магнитное насыщение, которого необходимо избегать.
    Однако разрешено делать количество витков (как первичных, так и вторичных). выше, но это увеличит сопротивление обмоток, и тем самым потеря мощности трансформатора.
    Для трансформаторов линий электропередачи обычно сохраняется количество витков на минимально возможное значение, достаточное для предотвращения насыщения сердечника при максимальном вводе Напряжение.

    Число витков вторичного трансформатора

    В идеальном трансформаторе без потерь соотношение напряжений между вторичной и первичной обмотками стороны, такое же, как отношение витков между вторичной и первичной сторонами.
    Или в формуле:
    Vs / Vp = Ns / Np

    Где:
    Vs = Напряжение на вторичной стороне
    Vp = Напряжение на первичной стороне
    Ns = Число витков вторичной обмотки
    Np = Число витков первичной обмотки

    Отсюда следует:
    Ns = Np. Vs / Vp

    Мы также могли бы рассчитать его по формуле, очень похожей на формулу первичные витки:
    Ns = Vs / (4.44. Φmax. f) Эта формула предназначена для синусоидальной волны. напряжения.

    Индуктивность первичной обмотки трансформатора

    Это индуктивность первичной обмотки трансформатора.
    Вы можете измерить индуктивность первичной обмотки с помощью измерителя индуктивности.
    При этом вторичная обмотка ни к чему не должна подключаться.

    Или, если вы знаете количество витков первичной обмотки и коэффициент AL, первичный индуктивность можно рассчитать с помощью:

    Lp = Np. AL

    Где:
    Lp = первичная индуктивность
    Np = количество витков первичной обмотки
    AL = коэффициент индуктивности сердечника

    Значение первичной индуктивности необходимо для расчета намагничивания ток трансформатора.

    Ток намагничивания

    Ток намагничивания — это небольшой ток, который протекает через первичную обмотку. обмотка трансформатора, даже если выход трансформатора не нагружен.
    Ток намагничивания создает магнитный поток в трансформаторе. основной.
    Амплитуда тока намагничивания рассчитывается по формуле:

    Im = Vp / (2.pi.f.Lp)

    Где:
    Im = ток намагничивания в Амперах RMS
    Vp = Первичное напряжение в Вольтах RMS
    f = частота в Герцах
    Lp = Первичная индуктивность трансформатора в Генри

    Ток намагничивания фактически такой же, как максимальный ток, который мы рассчитали для катушки.
    Но для максимального тока катушки мы вычислили пиковое значение, в ток намагничивания трансформатора мы вычисляем действующее значение, поэтому есть коэффициент 1.414 между.

    Если мы собираемся нагружать вторичную обмотку трансформатора, ток через первичная обмотка поднимется.
    Но поток в сердечнике останется прежним.
    Это потому, что ток во вторичной обмотке дает противоположный поток, который нейтрализует весь дополнительный поток первичной обмотки.
    Итак, в конце мы сохраняем только поток, вызванный током намагничивания, как бы тяжело мы ни нагружали трансформатор.

    Ну это должно быть так, если обмотки трансформатора имеют нулевое сопротивление.
    Однако на практике обмотки трансформатора имеют некоторое сопротивление.
    Ток через первичную обмотку дает определенное падение напряжения на сопротивление первичной обмотки.
    Это вызывает уменьшение напряжения на первичной индуктивности (Lp), и это уменьшит ток намагничивания (Im) и магнитный поток в сердечнике.

    Итак, для практических трансформаторов (с некоторым сопротивлением в обмотках) ток намагничивания и магнитный поток в сердечнике уменьшатся при загрузке трансформатор более тяжелый.
    Это вызвано не сердечником трансформатора, а сопротивлением первичной обмотки. обмотка.

    Номинальная мощность

    Мощность, которую может выдать трансформатор, ограничена сопротивлением обмотки, а не сам сердечник.

    Сопротивление обмоток приведет к понижению напряжения вторичного трансформатора. падение при более высоких токах нагрузки.
    Это один из ограничивающих факторов, насколько допустимое падение напряжения для вашего заявление?

    Другой ограничивающий фактор: потери мощности в первичной и вторичной обмотке.
    Больший ток нагрузки на вторичной обмотке означает больше потерь мощности в первичной обмотке. и вторичные обмотки.
    Потеря мощности приведет к нагреву обмоток трансформатора.
    Во избежание перегрева трансформатора выходной ток трансформатора должен быть ограниченным ниже некоторого максимума.

    Чтобы сделать трансформатор с высокой номинальной мощностью, мы должны поддерживать сопротивление как можно ниже обмотки.
    В первую очередь это делают: сохраняя как можно меньшее количество витков, делая магнитный поток плотность в ядре как можно выше, чуть ниже насыщения.
    Еще одна полезная вещь: использование большого сердечника трансформатора, а не потому, что сердечник ограничивает мощность, а потому что:

    — Большой сердечник дает больше места для обмоток, поэтому мы можем использовать более толстую проволоку, чтобы уменьшить сопротивление.
    — Большая площадь сердечника означает, что вы можете увеличить поток (не поток плотность) за счет уменьшения количества витков.
    — Трансформатор большего размера может лучше рассеивать тепло, вызванное потерей мощности.

    Калькулятор трансформаторов рассчитает для вас падение напряжения на вторичной обмотке и потери мощности в обмотках.
    Вам решать, сколько падения напряжения и потери мощности приемлемы для ваш трансформатор.

    Ток первичной обмотки трансформатора

    Ток, идущий в первичную обмотку трансформатора (Ip), складывается из следующие токи:
    Ток намагничивания (Im), который составляет 90 за первичным напряжением.
    Ток, вызванный током вторичной нагрузки (Is), появляется ток нагрузки. на первичной обмотке величиной: Is. Ns / Np.

    Ip = √ (Im + (Is.Ns / Np))

    На самом деле существует также некоторый первичный ток, вызванный потерями в сердечнике, но я игнорирую это.
    Не то чтобы этот ток обязательно незначительно мал, но я тоже его нашел сложно реализовать потери в сердечнике в калькуляторе.
    Так что я просто опускаю его.
    Так или иначе, первичный ток трансформатора при полной нагрузке почти только в зависимости от вторичного тока нагрузки.

    Потери в трансформаторе

    В этом калькуляторе потери в трансформаторе рассчитываются на основе ток нагрузки, ток намагничивания и сопротивление обмоток постоянному току.

    Однако есть и другие причины потерь в трансформаторе, например:
    — Потери в сердечнике (гистерезисные потери и вихретоковые потери).
    — Емкость внутри и между обмотками.
    — Скин-эффект и эффект близости, увеличивающий сопротивление провода при более высоком частоты.
    Но я их опускаю, поэтому вам не нужно указывать все правильные параметры для эти эффекты, и для меня калькулятор не стал слишком сложным в изготовлении.

    Ток намагничивания играет незначительную роль в потерях трансформатора, но I реализовали это в калькуляторе, потому что это было довольно легко сделать.


    Рисунок 9

    Рисунок 9 показывает эквивалентную схему для трансформатора с первичной обмоткой. сопротивление (Rp), вторичное сопротивление (Rs) и первичная индуктивность (Lp).
    Резистор RL — это нагрузочный резистор, который вы подключаете к трансформатору. выход.
    «Идеальный трансформатор» в схеме — это воображаемое устройство без потерь, с бесконечная индуктивность и нулевое сопротивление.


    Рисунок 10: упрощение рисунка 9.

    На рисунке 10 показаны идеальные трансформаторы Rs и RL из рисунка 9. заменен одним резистором номиналом (Rs + RL). (Np / Ns).
    Теперь можно рассчитать напряжение на катушке Lp, а затем ток намагничивания.
    Я не буду подробно объяснять, как проходит этот расчет, калькулятор делаем расчет за вас.
    Напряжение на Lp можно умножить на Ns / Np, чтобы получить напряжение на Rs + RL.
    Таким образом мы можем определить мощность всех резисторов.


    Вернуться к оглавлению.

    Калькулятор физических свойств катушки

    Введите диаметр проволоки, количество витков, длину шпульки, диаметр шпульки. затем щелкните вычислить.

    Используйте таблицу размеров проволоки для определения диаметра проволоки.

    Таблица калибра проводов

    Awg

    Диаметр, дюйм

    Диаметр мм Сопротивление Ом / М Медь
    4/0 = 0000 0,460 11,7 0,000161
    3/0 = 000 0.410 10,4 0,000203
    2/0 = 00 0,365 9,26 0,000256
    1/0 = 0 0,325 8,25 0,000323
    1 0,289 7,35 0,000407
    2 0,258 6,54 0.000513
    3 0,229 5,83 0,000647
    4 . 204 5,19 0,000815
    5 0,182 4,62 0,00103
    6 0,162 4,11 0,00130
    7 0.144 3,66 0,00163
    8 0,128 3,26 0,00206
    9 0,114 2,91 0,00260
    10 0,102 2,59 0,00328
    11 0,0907 2,30 0,00413
    12 0.0808 2,05 0,00521
    13 0,0720 1,83 0,00657
    14 0,0641 1,63 0,00829
    15 0,0571 1,45 0,0104
    16 0,0508 1,29 0,0132
    17 0.0453 1,15 0,0166
    18 0,0403 1,02 0,0210
    19 0,0359 0,912 0,0264
    20 0,0320 0,812 0,0333
    21 0,0285 0,723 0,0420
    22 0.0253 0,644 0,0530
    23 0,0226 0,573 0,0668
    24 0,0201 0,511 0,0842
    25 0,0179 0,455 0,106
    26 0,0159 0,405 0,134
    27 0.0142 0,361 0,169
    28 0,0126 0,321 0,213
    29 0,0113 0,286 0,268
    30 0,0100 0,255 0,339
    31 0,00893 0,227 0,427
    32 0.00795 0,202 0,538
    33 ,00708 0,180 0,679
    34 0,00631 0,160 0,856
    35 0,00562 0,143 1,08
    36 0,00500 0,127 1,36
    37 0.00445 0,113 1,72
    38 0,00397 0,101 2,16
    39 0,00353 0,0897 2,73
    40 0,00314 0,0799 3,44
    41 0,00280 0,07112 4,34
    42 0.00249 0,0633 5,47
    43 0,00222 0,0564 6,90
    44 0,00198 0,0502 8,70
    45 0,00176 0,0447 10,98

    Для расчета усилия с использованием примера ниже: введите «Число витков», «Длина бобины» может быть любым, кроме 0, введите «Диаметр бобины (D)», это диаметр железного сердечника, введите «Номинальный ток (I)», введите « Расстояние зазора (G), затем нажмите рассчитать.-7 обмотка катушки намотки масла

    электрические намотчики катушек

    Контактная информация

    Телефон
    941-962-8119
    ФАКС
    941-745-5602
    Место нахождения
    Брадентон, Флорида 34209
    Электронная почта
    Для цитат или общей информации:
    Стив @ production-solution.com

    Формулы падения напряжения — журнал IAEI

    Время считывания: 4 минуты

    Падение напряжения упоминается только в некоторых разделах NEC в качестве информационных примечаний и его необходимо рассчитать в других разделах кода . Этими разделами являются 210.19 (A) Информационная записка 4, 215.2 (A) (1) Информационная записка 2 и 3, 310.15 (A) (1) Информационная записка 1, 647.4 (D), 310.60 (B) Информационная записка 2, 455.6 ( А) Информационная записка и 695.7. Допустимая или требуемая величина падения напряжения может составлять от 1,5 до 15 процентов напряжения фидера или параллельной цепи. Максимум пять процентов обычно рекомендуется для схемы. Информационные примечания не являются обязательными требованиями Кодекса , но представляют собой пояснительный материал, предназначенный только для информационных целей [см. 90.5 (C)].

    Однако инструкции производителя по установке, которые должны соблюдаться в 110.3 (B), часто требуют поддержания минимального номинального напряжения для того, чтобы конкретный тип используемого оборудования функционировал должным образом в соответствии с намерениями производителя, и чтобы быть внесенным в список признанной испытательной лабораторией электрооборудования.Для выполнения расчетов падения напряжения необходимо иметь следующую информацию: 1) коэффициент k, 2) длина фидера или ответвления цепи до нагрузки, 3) сила тока нагрузки в цепи и, конечно же, 4) напряжение цепи. Коэффициент k — это множитель, представляющий сопротивление постоянному току для проводника данного размера длиной 1000 футов и работающего при 75 ° C. Из этой информации пользователь кода может найти либо проводник минимального размера, необходимый для выдерживания нагрузки (измеряется в круглых милах или килограммах), и / или процент падения напряжения.

    Приведенные здесь формулы основаны на значениях сопротивления проводников постоянному току, приведенных в таблице 8 главы 9 документа NEC , и считаются обычно приемлемыми для расчета падения напряжения. Таблица 8 основана на 75C / 167F и обеспечивает постоянную k-фактора 12,9 для меди и 21,2 для алюминиевых проводников. — См. Примечание ниже.

    Например, чтобы найти коэффициент k, , вы умножаете сопротивление проводника на фут на круговой мил проводника. Помните, что в таблице 8 указано сопротивление в омах на 1000 футов. Для расчета падения напряжения при использовании медного провода обязательно выберите значение из столбца «Медь без покрытия», так как большинство медных проводников не имеют покрытия. «Покрытие» означает, что на медном проводнике имеется оловянное или другое покрытие, которое изменяет значение его сопротивления. Если проводник «с покрытием», используйте значение сопротивления столбца «с покрытием». Помните, что «с покрытием» не относится к установке проводника.Обратите внимание на следующие примеры.

    Для медного провода используйте сопротивление постоянному току, измеренное в омах, из главы 9, таблицы 8:

    .

    Сопротивление постоянному току медного проводника 1000 км / мил составляет 0,0129 Ом на 1000 футов.

    (0,0129 Ом на 1000 футов, деленное на 1000
    = 0,0000129 Ом на фут)

    0,0000129 Ом на фут x 1000000 круглых милов = 12,9 k-фактор — для медного провода

    Для алюминиевого провода — сопротивление постоянному току, измеренное в омах на 1000 футов проводника из главы 9, таблица 8:

    .

    (0.0212 Ом на 1000 футов разделить на 1000
    = 0,0000212 Ом на фут)

    0,0000212 Ом на фут x 1000000 круговых милов
    = 21,2 коэффициент k — для алюминиевой проволоки

    Примечание. Важно отметить, что для нахождения коэффициента k вы умножаете сопротивление проводника на фут на круглые милы проводника. Для любого медного или алюминиевого проводника, указанного в таблице 8 главы 9, коэффициент k будет примерно равен 12,9 или очень близок к нему для меди и 21.2 или очень близко к нему для алюминия. Поэтому эти две величины выбраны в качестве постоянных значений k-фактора для медных или алюминиевых проводников без покрытия, работающих при температуре окружающей среды 75 ° C / 167 ° F и номинальной силе тока.

    Диапазон температур

    75 ° C / 167 ° F часто используется в современных электрических цепях, поскольку большинство новых наконечников в электрораспределительном оборудовании и вспомогательном оборудовании рассчитаны на 75 ° C / 167 ° F; и проводники с номиналом 90C / 194F используются при допустимой нагрузке 75C из-за требований к заделке, установленных в 110.14 (С).

    Используемая формула также обычно подходит для проводников
    60C / 140F.

    Падение напряжения рассчитывается для однофазных установок с учетом того, что ток будет возвращаться от нагрузки либо от нагрузки между фазой, либо между фазой и нейтралью; поэтому множитель 2 добавляется в формулу сопротивления проводника нагрузке и обратно. Это необходимо для замыкания цепи и устранения неисправности с учетом 250.122 (B), который будет обсуждаться позже.
    В формуле для трехфазных установок в качестве множителя используется 1,732 вместо 2. Ток течет к нагрузке и обратно по фазным проводам.

    После определения падения напряжения вольт используйте формулу ниже, чтобы определить процент падения напряжения для цепи или системы.

    Пример 1: падение напряжения 7,2 В ÷ 240 В (1 фаза) = падение напряжения 3%

    Пример 2: падение напряжения 24 В ÷ 480 В L-L = падение напряжения 5%

    Выберите формулу в зависимости от размера используемого проводника или максимального падения напряжения, приемлемого для AHJ.(3%, 5% и т. Д.)

    ФОРМУЛ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

    Вольт упало

    = 2 x длина проводников для нагрузки x коэффициент k (медь или алюминий) x I (сила тока) ÷ круглые милы или kcmils используемого проводника

    Формулы падения напряжения для трехфазных сетей:

    Вольт упало =

    1,732 x длина проводников для нагрузки x коэффициент k (медь или алюминий) x I (сила тока) ÷ Используемые круглые милы или килокилометры проводника

    Для определения размера в круглых миллиметрах требуется (однофазный) = 2 x L x K x I ÷ % падения напряжения

    Для определения размера в круглых милах требуется (трехфазный) = 1.732 x L x K x I ÷ % падение напряжения

    Эти формулы могут использоваться для определения максимальной длины проводника, необходимого для него диаметра в миле или падения напряжения в системе или цепи.

    Формулы падения напряжения

    Где
    VD = фактическое падение напряжения (, а не процентов)
    K = предполагаемое удельное сопротивление
    L = длина пробега до нагрузки
    I = нагрузка в амперах
    CM = площадь провода, круглые милы

    Примечание: Для трехфазных формул замените множитель 2 на 1.732.

    2 x K x I x L ÷ CM = VD

    2 x K x I x L ÷ VD = CM

    (CM x VD) ÷ (2 x K x I) = максимальная длина

    (CM x VD) ÷ (2 x K x L) = максимальный I (амперы)

    Примечание: Чтобы найти коэффициент k, умножьте сопротивление на фут проводника на круговые милы.

    1. Перейти к главе 9, таблице 8
    2. Найдите 1 AWG
    3. В столбце Circular Mils для 1 AWG найдите 83690
    4. Перейти к сопротивлению постоянному току при 75 ° C (167 ° F), таблица 8
    5. Перейти к столбцу Ом / кФт.Для 1 AWG найдите 0,154 Ом / kFT
    6. (0,154 / 1000) = 0,000154

    Пример: K для меди 1 AWG при 75 ° C = 0,000154 x 83690 = 12,9

    Примечание: Глава 9 Таблица 8 Значения сопротивления постоянному току для коэффициента k и падения напряжения в цепях переменного тока используются для простоты и единообразия. Значения сопротивления для провода данного размера в таблице 8 главы 9 очень близки к значениям, приведенным в таблице 9 главы 9, независимо от того, какой метод подключения используется.

    Выдержка из книги формул и расчетов Ферма , 2014 г., IAEI.

    Калькулятор размеров проводов и кабелей

    в формате AWG

    Введение

    Электрический провод или кабель имеет определенное сопротивление, что приводит к падению напряжения от одного конца к другому. Слишком маленький размер кабеля — опасность перегрева кабеля; слишком большой, и вы потратите деньги на медь, которая вам не нужна. Поэтому очень важно правильно рассчитать размер кабеля для выбора провода / кабеля. В Северной Америке стандарт AWG чаще всего используется для многожильного кабеля и выражает калибр вместе с количеством жил и их калибром.Например, кабель, обозначенный как 16 AWG 7/24, имеет размер 16 AWG и состоит из 7 отдельных жил по 24 AWG каждая.

    Расчетная записка

    Это простой калькулятор для определения приблизительного сечения / размера провода на основе длины провода (в футах) и силы тока (в амперах) в обычных автомобильных приложениях. В Северной Америке их размер определяется диаметром проводника и выражается с помощью Американского калибра проводов (AWG). Кроме того, следует отметить следующие моменты:
    Phases — Выберите количество фаз в цепи.Обычно это однофазный или трехфазный. Для однофазных цепей требуется три провода. Для трехфазных цепей потребуется четыре провода. Один из этих проводов — провод заземления, размер которого можно уменьшить.
    Напряжение — Подайте напряжение на источнике цепи. однофазное напряжение обычно составляет 115 В или 120 В, а трехфазное напряжение обычно составляет 208 В, 230 В или 480 В.
    Ампер -Введите максимальный ток в амперах, который будет протекать через цепь. Его необходимо получить у производителя оборудования.
    Расстояние — Введите одностороннюю длину проводов в цепях в футах.
    Meterial -Выберите материал, используемый в качестве проводника в проводе. Обычные проводники — медь и алюминий.
    Падение напряжения — Это может стать проблемой для инженеров и электриков при выборе размеров провода для длинных проводов. Падение напряжения в цепи может происходить из-за использования слишком маленького сечения провода или слишком большой длины кондуктора.

    Как правило, чем меньше диаметр провода, тем выше сопротивление и, следовательно, ниже допустимая токовая нагрузка на заданной длине.Практически всегда можно использовать провод большего сечения. Если вы сомневаетесь в нагрузке, увеличьте ее. На емкость провода, помимо длины, могут влиять и другие факторы, в том числе, находится ли он в горячей среде, продолжительность нагрузки, многожильный или одножильный провод, покрытие провода и т. Д.

    Люди тоже спрашивают (Q&A)

    1. Как определить размер жилы кабеля?
    Разделите напряжение, проходящее через кабель, на целевой ток. Если, например, на кабель будет действовать 120 вольт, а вы хотите, чтобы через него проходило 30 ампер: 120/30 = 4.-8 = 0,0005172 Ом кв.

    2. Какие стандартные сечения кабелей?
    Стандартные сечения кабелей и проводов

    3. Провода какого размера подходят для 100 ампер?
    2-го калибра
    Когда дело доходит до линий, соединяющих главную и вспомогательную панели, где линия будет выдерживать до 100 ампер, используйте электрический кабель 2-го калибра с неметаллической оболочкой. Кабель должен содержать один или два провода под напряжением, в зависимости от ваших потребностей, один нейтральный провод и один заземляющий провод. Каждый провод должен быть размером 2 калибра.

    4. Алюминиевый провод какого размера подходит для 100 ампер?

    5. Как узнать, что у меня кабель 2,5 мм?
    Выбор кабеля
    А кабели для розеток на кольцевой или радиальной магистрали обычно представляют собой кабель 2,5 мм. Это измерение представляет собой площадь поперечного сечения отдельных проводов внутри кабеля — фактическую площадь оголенной поверхности провода. Размер кабеля должен быть напечатан на оболочке.

    6. Провод какого размера мне нужен на 30 ампер?
    Любая цепь с предохранителем на 30 ампер должна использовать как минимум 10 га меди или 8 га алюминия.Более длинные участки могут потребовать увеличения диаметра провода. В вашем случае используйте как минимум 10 медных проводов для вашего сварщика, независимо от того, как далеко он находится от панели выключателя.

    7. Какой провод используется в домашней электропроводке?
    Что касается домашнего электрического провода, вы обычно будете работать с проводом калибра 12 или 14. Но для бытовой техники вы будете использовать калибр 10, 8 или 6. Такие вещи, как печи, водонагреватели, сушилки и кондиционеры, используют эти более крупные датчики, потому что они требуют большой силы тока.

    8.В чем разница между проводом и кабелем?
    Основное ключевое различие между проводами и кабелями состоит в том, что провод — это один проводник, а кабель — это группа проводников. … Но некоторые провода покрыты тонким слоем ПВХ. А в случае кабелей они проходят параллельно и скручиваются или соединяются вместе, образуя единый корпус.

    9. Могу ли я использовать провод 18 калибра для светодиодных фонарей?
    Большинство людей, вероятно, порекомендуют использовать для светодиодных фонарей одножильный провод 18 калибра. … Этот размер провода способен обрабатывать намного больше, чем ваша средняя система.Если вы собираетесь установить несколько 12-вольтовых светодиодных осветительных приборов с опциями затемнения, возможно, вам захочется взять с собой разъемы для проводки, которые могут помочь вам с подключением.

    10. Провод какого сечения нужен для розетки 110?
    Пока вы не включаете слишком много ламп в световую цепь, вы обычно можете управлять этой цепью с помощью 15-амперного выключателя, а также подключить к ней провод 14-го калибра. С другой стороны, выходная цепь, управляемая автоматическим выключателем на 20 А, требует провода 12-го калибра.

    11. Проволока какого размера мне нужна?
    ПРАВИЛА БОЛЬШОГО ПАЛЬЦА.Многие технические специалисты будут повторять эти практические правила и полагаться на них при любых обстоятельствах: «Провод 12-го калибра подходит для 20 ампер, 10-го калибра — для 30 ампер, 8-го калибра — для 40 ампер и 6-го калибра. рассчитан на 55 ампер »и« Автоматический выключатель или предохранитель всегда рассчитан на защиту проводника [провода].

    12. Как рассчитать провод нужного размера?
    VDI = АМПЕР x ФУТЫ ÷ (% ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ x НАПРЯЖЕНИЕ)
    Ампер = Ватты, разделенные на вольты.
    футов = одностороннее расстояние между проводами.
    % Падение напряжения = Процент падения напряжения, приемлемого для этой цепи (обычно от 2% до 5%)

    13.Как далеко можно проложить провод 8-го калибра на 30 ампер?
    около 18 футов
    Это отличное место для информации, спасибо. вместо этого — пробег до ящика составляет около 18 футов. Если он требует 30А, то использовать провод 8га было бы бесполезно.

    Калькулятор падения напряжения переменного и постоянного тока AS / NZS 3008

    Рассчитайте падение напряжения переменного или постоянного тока с помощью этого бесплатного онлайн-калькулятора падения напряжения. Поддерживает AS / NZS 3008. Включает формулы и примеры падения напряжения.

    См. Также

    Параметры калькулятора падения напряжения

    • Выберите, что рассчитывать: Падение напряжения, Минимальный размер кабеля или Максимальное расстояние между кабелями
    • Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах и ​​выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
    • Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА. Укажите коэффициент мощности (cosΦ), если электрическая нагрузка указана в кВт или л.с.
    • Размер кабеля (мм 2 ): Выберите стандартный размер электрического кабеля в мм 2 , как определено в AS / NZS 3008.
    • Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.
    • Допустимое падение напряжения (%): Укажите максимально допустимое падение напряжения в процентах от номинального напряжения. Что разрешено? Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

    Что такое падение напряжения?

    Падение напряжения — это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода.Проблема с падением напряжения:

    • Это может привести к неисправности оборудования.
    • Снижает потенциальную энергию.
    • Это приводит к потере энергии.

    Например, если вы питаете нагреватель 21 Ом от сети 230 В. А сопротивление провода 1 Ом. Тогда ток будет I = 230 В / (21 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.

    Падение напряжения составит В Падение = 10 А × 2 × 1 Ом = 20 В. Таким образом, для вашего устройства будет доступно только 210 В.А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.

    Что такое допустимое падение напряжения?

    AS / NZS 3008 в Австралии и Новой Зеландии указывает следующие значения:

    Только конечная подсхема. 3%
    От точки подачи до конечной нагрузки 5%
    От клемм низкого напряжения трансформатора до конечной нагрузки 7%

    Проще говоря, максимальная итого допустимое падение напряжения в розетке составляет 7%.

    Для жилых помещений это означает:

    • Сеть ограничивает падение напряжения в точке питания до 2%.
    • Вы должны ограничить падение напряжения между точкой питания и главным распределительным щитом (или любым вспомогательным распределительным щитом) до 2%.
    • И вы должны ограничить падение напряжения в последней подсхеме до 3%.

    Следовательно, 2% + 2% + 3% = 7%.

    Типичные приложения для падения напряжения показаны ниже:

    Жилые и легкие коммерческие 5% AS / NZS 3000: 2007.Между точкой питания и грузом.
    Промышленное и крупное торговое 7% AS / NZS 3000: 2007. Между точкой питания и грузом. Где точка питания — это низковольтные клеммы трансформатора.
    Промышленное 3% Обычная практика. Между распределительным щитом и постоянными нагрузками , например моторы. Где трансформатор и распределительный щит являются частью установки (площадки).
    Промышленное 5% Обычная практика. Между распределительным щитом и прерывистыми нагрузками , например клапаны. Где трансформатор и распределительный щит являются частью установки (площадки).

    Как рассчитать падение напряжения?

    Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.

    1-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \)
    3-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
    DC \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ )

    Где,

    • I — ток нагрузки в амперах (А).2} \)

      Где,
      • R c — сопротивление провода в Ом / км.
      • X c — реактивное сопротивление провода в Ом / км.

      Формула выше для Z c для худшего случая. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки одинаков.

      Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления переменному току R c из таблицы 35 в AS / NZS 3008. Используется следующий столбец: 75 ° C, переменный ток, многожильные, круглые проводники.

      Обратите внимание, что в стандарте не указывается сопротивление постоянному току.

      Номинал кабеля, отображаемый в результатах калькулятора, выбирается из Таблицы 13 в AS / NZS 3008. Это для термопластичных (ПВХ), трех- и четырехжильных кабелей, открытых и удаленных от поверхности. Чтобы узнать о других типах кабелей, используйте калькулятор размеров кабеля AS / NZS3008.

      Примеры расчета падения напряжения

      Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 230 В переменного тока, 15 А, однофазной нагрузки.

      двухжильный кабель 4 мм 2 :

      • R c = 5,61 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C.

      Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.

      Также обратите внимание, что в AS / NZS 3008 нет специальной таблицы для сопротивления постоянному току.

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 30 \ cdot 2 \ cdot 5.61} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = 0,34 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.34} {12} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {dc} = 2,83 \, \% \)

      .

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

      Напряжение 230 В перем. Тока, однофазный
      Нагрузка 15 A
      Расстояние 30 м
      Размер проводника 8 мм
      2
      9 9
      9 Сопротивление Значения реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для двухжильного кабеля 8 мм 2 составляют:

      • R c = 2,23 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C.
      • X c = 0.2} \)

        \ (Z_c = 2.232 \, \ Омега / км \)

        Падение напряжения рассчитывается как:

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 30 \ cdot 2 \ cdot 2.232} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 2.01 \, V \)

        Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {2.01} {230} \ cdot 100 \)

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 0,87 \, \% \)

        Пример 2: Пример расчета падения напряжения для сетевой розетки 230 В переменного тока, 10 А.

        Максимальный ток потребления согласно AS 3000: 2007 Таблица C 1 для одной розетки на 10 А в комнате составляет 10 А.

        Вы также можете рассчитать это с помощью Калькулятора максимальной потребности с примерами AS / NZS 3000

        Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для 2.2} \)

        \ (Z_c = 9.01 \, \ Омега / км \)

        Падение напряжения рассчитывается как:

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {10 \ cdot 20 \ cdot 2 \ cdot 9.01} {1000} \)

        \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3,61 \, V \)

        Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.61} {230} \ cdot 100 \)

        \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 1,57 \, \% \)

        Пример 3: Пример расчета падения напряжения для жилого 230 В переменного тока, насоса плавательного бассейна.

        Напряжение 230 В переменного тока, 1-фазный
        Нагрузка Одна розетка на 10 А
        Расстояние 20 м
        Размер проводника 2,53
        45 2
        2,53
        45 2
        9113 2
        Напряжение 230 В перем. Тока, 1-фазный
        Нагрузка 0,75 кВт, коэффициент мощности 0,85
        Расстояние 40 м
        Размер проводника 4253 903

        Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для двухжильного кабеля 4 мм 2 составляют:

        • R c = 5,61 Ом / км, из Таблицы 35 — Многожильный, круглый при 75 ° C.2} \)

          \ (Z_c = 5,61 \, \ Омега / км \)

          Ток рассчитывается как:

          \ (I = \ dfrac {750} {230 \ times 0.85} = \ text {3.84 A} \)

          Падение напряжения рассчитывается как:

          \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

          \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.84 \ cdot 40 \ cdot 2 \ cdot 5.61} {1000} \)

          \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 1,72 \, V \)

          Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

          \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {1.72} {230} \ cdot 100 \)

          \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 0,75 \, \% \)

          Пример 4: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 400 В переменного тока.

          Напряжение 400 В переменного тока, 3 фазы
          Нагрузка Двигатель мощностью 22 кВт, pf 0,86.
          Эффективность игнорируется.
          Ток полной нагрузки: 36,92 A
          Расстояние 100 м
          Размер проводника 16 мм 2

          Значения сопротивления и реактивного сопротивления в AS / NZS 3008 для мм двухжильный кабель:

          • R c = 1.2} \)

            \ (Z_c = 1,403 \, \ Омега / км \)

            Падение напряжения рассчитывается как:

            \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)

            \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {36.92 \ cdot 100 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 1.403} {1000} \)

            \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 8,97 В \, В \)

            Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

            \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.2} {400} \ cdot 100 \)

            \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.24 \, \% \)

            Пример 5: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока, 1 А.

            Напряжение 12 В постоянного тока
            Нагрузка 1 A
            Расстояние 30 м
            Размер проводника 4 мм 2