Transformatorul este un tip de componentă electrică care este proiectată pentru a converti tensiunea și curentul de la o valoare la alta, proporțional cu consumul de putere de intrare și de ieșire. Această piesă a echipamentului de putere poate conține, de obicei, o înfășurare primară și una sau mai multe înfășurări secundare.
Tabla de conținut:
Fiind un dispozitiv destul de complex, calculul transformatorului ia uneori mult timp și nu toată lumea îl poate efectua calitativ. Și, la urma urmei, o mulțime depinde de corectitudinea procesului. Stabilitatea funcționării dispozitivului finit, eficiența, consumul de energie. În plus, dacă calculul este incorect, o varietate de lucruri ciudate se pot întâmpla cu dispozitivul de înfășurare:
- supraîncălzire;
- face zgomote de sonerie în timpul funcționării;
- consumă o cantitate mare de energie cu un randament scăzut, etc.
În situații mai grave, acesta poate chiar să ia foc, provocând probleme suplimentare. Prin urmare, mulți oameni sunt interesați de întrebarea cum să calculeze transformatorul acestui sau acelui tip, astfel încât să dea cantitatea necesară de energie electrică și eficiența a fost cât mai aproape de 1 .
Dar imediat, merită să vă asigurăm că factorul de eficiență egal cu 1 este un factor nerealist, deoarece pierderile sunt întotdeauna prezente, astfel încât efectuarea calculului online sau metoda tradițională, văzând un indicator egal cu 40% în calculul unui transformator de putere pe fier — este deja bine. Pentru dispozitivele cu impulsuri, programul de calcul va da cel puțin 55-60%. Prin urmare, dacă doriți să faceți cel mai eficient dispozitiv, atunci alegeți tipul de transformator cu impulsuri, dar dacă doriți să faceți o unitate de putere fiabilă, unde consumul de energie nu este important, atunci, desigur, luați în considerare fierul transformatorului.
Cel mai probabil, veți fi articol util despre cum să calculați numărul și locația prizelor în bucătărie.
Cuprins
Procedura de calculare a transformatoarelor
Toate programele de calcul al transformatoarelor prelucrează datele conform formulelor pe care le cunoaștem din publicațiile științifice, astfel încât corectitudinea programului său poate fi întotdeauna verificată. Dar nevoia de a cunoaște valorile tabelare vă poate conduce pe o cale greșită . Așa că acum să înțelegem câteva detalii de calcul al transformatoarelor cu miez toroidal pe fier de transformator sau pe ferită.
Toroidul are cele mai bune calități în comparație cu toate celelalte tipuri de miezuri, deoarece nu există goluri în el și, ca urmare, pierderile de curent Foucault sunt reduse la minimum. Prin urmare, eficiența acestor transformatoare este semnificativ mai mare, deci dacă doriți să faceți un dispozitiv de calitate, atunci utilizați acest tip de miez, deși este mai dificil să înfășurați înfășurarea pe el, dar merită.
Etapele de determinare a parametrilor
Mai întâi de toate, pentru corectitudinea calculului, va fi necesar să se determine parametrii principali ai viitorului transformator. Acestea includ:
- tensiunea și curentul pe înfășurarea primară;
- aceiași parametri pe înfășurarea secundară.
Apoi, calculați numărul de spire pe fiecare dintre înfășurări, selectați tipul de sârmă în funcție de tabel și de rezultatele calculului curentului, dar înainte trebuie să măsurați dimensiunile miezului, dacă există unul. Sau, dimpotrivă, setați puterea necesară și calculați parametrii inelului. Aceasta este ceea ce oferă toate programele online de calcul al transformatoarelor.
Alegerea numărului de spire pe înfășurarea primară, este necesar să ne amintim că, cu numărul lor insuficient, se va încălzi puternic și, în cele din urmă, se va arde. Și cu o suficient de mare va fi o tensiune scăzută pe secundar, deci este necesar să se utilizeze strict date de referință și formule din manuale.
Să luăm în considerare un exemplu de calcul al unui transformator bobinat pe un miez de tip toroidal și alimentat de la o rețea cu o frecvență de 50 Hz.
Pentru a simplifica procesul de calcul al dispozitivului, puteți utiliza date tabulare, care prezintă formulele și variabilele utilizate pentru a determina parametrii produsului înfășurat, rezumate în tabelul de mai jos:
Pentru fabricarea miezurilor acestor transformatoare de rețea se utilizează 2 tipuri de oțel:
- E310-330 tip laminat la rece și grosimea tablei între 0,35- 0,5 mm ;
- E340-360 oțel obișnuit cu grosimea de 0,05 — 0,1 mm.
Ar trebui să se înțeleagă că numărul de spire pentru fiecare tip de oțel poate fi diferit, ceea ce este legat de permeabilitatea magnetică a miezului, alți indicatori. În tabel, ω 1 și ω 2 sunt numărul de spire pentru oțelul laminat la rece și, respectiv, pentru oțelul obișnuit. Rg — puterea totală a transformatorului; S — parametrii miezului (aria secțiunii transversale), ∆ — densitatea maximă admisibilă a curentului în înfășurări; η — randamentul dispozitivului.
Una dintre particularitățile fabricării transformatorului toroidal este că utilizează izolație externă și între înfășurări, astfel încât conductorii trebuie să aibă o acoperire suficient de elastică. Ca atare, PELShO sau PESHO este adesea ales, iar PEV-2 este, de asemenea, popular. Ca tip extern de izolație, se folosesc următoarele tipuri de materiale:
- pânză lăcuită;
- bandă cambrată;
- film triacetat;
- folie fluoroplastică.
Avantajele utilizării programelor
Unul dintre avantajele utilizării calculatoarelor online pentru a calcula parametrii transformatorului este că nu este nevoie de toate nuanțele de mai sus. Dar rezultatul este aproximativ, deci este important să vă amintiți acest lucru atunci când utilizați acest sau acel program. Desigur, există proiecte mai bune cu calculul transformatoarelor, care ia în considerare grosimea filmului izolant, tipul de oțel, densitatea înfășurării.
Formulele de bază și ordinea de aplicare a acestora
Apoi, este necesar să se stabilească parametrii de bază ai viitorului transformator. Acestea includ tensiunea de rețea Uc și tensiunea de ieșire din înfășurarea secundară Un. De asemenea, setați curentul în sarcină In, este acest indicator este adesea cel mai important, determinând caracteristicile dispozitivului.
Unele calculatoare, împreună cu introducerea datelor în formular, arată și formulele de bază prin care a fost determinată valoarea obținută. Acest lucru face procesul mult mai ușor și, în același timp, permite o înțelegere mai profundă a principiului de calcul. În orice caz, la introducerea datelor de bază în formular, programul determină mai întâi puterea nV a înfășurării secundare, utilizând formula bine cunoscută:
P=Un x I n .
Apoi, se calculează puterea totală prin următoarea formulă:
Următorul pas în calcularea parametrilor oricărui transformator toroidal este determinarea secțiunii transversale a miezului. Aceasta se calculează folosind formula:
Pentru selectarea corectă a miezului, trebuie utilizată următoarea formulă pentru calcularea secțiunii transversale:
S =( Dc — dc ) hc /2.
Apoi, folosind tabelul de referință al parametrilor miezului, îl selectăm pe cel mai apropiat în funcție de caracteristici. Este necesar să selectați un miez magnetic cu o capacitate mai mare decât cea calculată prin formulă.
Următorul pas, care este efectuat de programul de calcul al transformatorului de sudură sau de putere cu alimentare de la o rețea de 50 Hz, este de a determina numărul de spire pe 1 volt. Pentru a face acest lucru, este necesar să se utilizeze valori constante luate din cartea de referință. Faptul este că pentru fiecare tip de miez există o constantă. De exemplu, pentru un miez magnetic fabricat din oțel E320, acesta este egal cu 33,3, iar formula arată după cum urmează:
Apoi, numărul total de spire pe înfășurările primare și secundare este determinat în funcție de fierul selectat:
W 1-2 = ω 1 x U n.
La calcularea numărului de spire pe înfășurările transformatorului toroidal de sudură, este necesar să se ia în considerare puterea disipată, din cauza căreia tensiunea de ieșire va fi subestimată cu 3%. Prin urmare, pentru calcule corecte, se recomandă creșterea numărului de spire pe înfășurarea secundară exact cu această diferență.
Următorul pas este de a determina diametrul firelor ambelor înfășurări. Pentru a face acest lucru, se calculează valoarea curentului în înfășurarea primară:
I 1=1,1(P2/ Uc ). Și prin formula:
d 1=1,13√ I 1/∆ se determină parametrul firului.
Acest calcul este valabil pentru toate tipurile de transformatoare, atât pentru transformatoarele de putere, cât și pentru transformatoarele de sudură cu alimentare de la rețeaua de 50 Hz. Programul de calcul efectuează aceleași operații ca mai sus. Numai că poate opera datele în orice ordine. De exemplu, prin setarea numărului de spire, puteți determina tensiunea și puterea miezului, prin introducerea parametrilor miezului, puteți afla puterea și caracteristicile electrice ale transformatorului.
Calcularea unui transformator de impulsuri
Ca și în cazul unui transformator de putere convențional, transformatoarele cu impulsuri pot fi, de asemenea, calculate utilizând calculatoare online și diverse programe. Formulele vor fi similare, dar va fi necesar să se ia în considerare permeabilitatea magnetică și alți parametri ai miezului de ferită. Deoarece calitatea și corectitudinea dispozitivului finit depind în mod direct de proprietățile sale.
Atunci când efectuați calcule de sudare a transformatoarelor de impulsuri cu ajutorul programelor, multe dintre ele oferă sfaturi, prezentând scheme de punte ale redresoarelor și așa mai departe. Toate acestea fac procesul mult mai ușor, deoarece prin metodele tradiționale este complicat. Dar, în general, principiul rămâne același. Și ce zici de programele de calculatoare, puteți găsi un număr mare de ele pe Internet pentru a efectua calcule ale oricărui impuls sau dispozitive de rețea convenționale de diferiți parametri de putere și electrici.
