В помощь домашнему мастеруВ помощь домашнему мастеру

ЧТО ЗНАЕТЕ ХОРОШЕГО, ТОГО НЕ ЗАБЫВАЙТЕ, ЧЕГО НЕ ЗНАЕТЕ, ТОМУ УЧИТЕСЬ...

Поиск
Текст поиска*
Введите текст для поиска

Расчет тороидальных трансформаторов

При изготовлении малогабаритной радиоэлектронной аппаратуры лучше всего использовать
трансформаторы с тороидальным магнитопроводом. В сравнении с броневыми сердечниками из
Ш-образных пластин они имеют меньший вес и габариты, обладают повышенным КПД, а их

обмотка лучше охлаждается. Кроме того, при равномерном распределении обмоток по периметру сердечника практически отсутствует поле рассеяния и в большинстве случаев отпадает необходимость в экранировании трансформаторов.

Сравнительно простой расчет тороидальных трансформаторов можно произвести по таблице.
Поэтому в связи с тем что полный расчет силовых трансформаторов на тороидальных сердечниках  громоздок и сложен, приводим таблицу, с помощью которой легко рассчитать тороидальный трансформатор мощностью до 120 Вт. Точность расчета достаточна для любительской практики. Расчет параметров тороидальных трансформаторов, не вошедших в таблицу, аналогичен расчету трансформаторов на Ш-образном сердечнике.
 

 

Таблица для расчета тороидальных трансформаторов


Pг Вт

ω1

ω2 Sсм² ? A мм² η
До 10 41/S 38/S
 
4,5 0,8
10 - 30 36/S 32/S Pг : 1,1 4 0,9
30 -50 33,3/S 29/S Pг : 1,2 3,5 0,92
50 - 120 32/S 28/S Pг : 1,25 3 0,95

Где: Рг — габаритная мощность трансформатора,  ω1 - число витков на вольт для стали Э310, Э320, ЭЗЗО,  ω2 — число витков на вольт для стали Э340, Э350, Э360, S — площадь сечения сердечника, ? — допустимая плотность тока в обмотках, η — КПД трансформатора.

Таблицей можно пользоваться при расчете трансформаторов на сердечниках из холоднокатаной стали Э310, Э320, ЭЗЗО с толщиной ленты 0,35—0,5 мм и стали Э340, Э350, Э360 с толщиной ленты 0,05—0,1 мм при частоте питающей сети 50 Гц. При намотке трансформаторов допустимо

применять лишь межобмоточную и наружную изоляции: хотя межслоевая изоляция и позволяет
добиться более ровной укладки провода обмоток, из-за различия наружного и внутреннего
диаметров сердечника при ее применении неизбежно увеличивается толщина намотки по
внутреннему диаметру.

Для намотки тороидальных трансформаторов необходимо применять обмоточные провода с
повышенной механической и электрической прочностью изоляции. При намотке вручную следует пользоваться проводами ПЭЛШО, ПЭШО. В крайнем случае можно применить провод ПЭВ-2. В качестве межобмоточной и внешней изоляции пригодны фторопластовая пленка ПЭТФ толщиной 0,01—0,02 мм, лакоткань ЛШСС толщиной 0,06—0,012 мм или батистовая лента.

Пример  расчета  трансформатора

Дано: напряжение питающей сети       Uc = 220 В,
 выходное напряжение               Uвых = 12 В,
 ток нагрузки                            Iн = 3,6 А.

1. Определяют мощность вторичной обмотки:


Р = Uвых X Iн = 12 X 3,6 = 43,2 Вт.   

2. Определяют габаритную мощность трансформатора:


Рг = P : η =43,2 : 0,92 = 48 Вт

Величину КПД и другие необходимые для расчета данные выбирают по таблице из нужной графы ряда габаритных мощностей.


3. Находят площадь сечения сердечника:
                        
S
расч.  
Pг : 12 =48:12  = 5,8 см²

4. Подбирают размеры сердечника Dc, dc и hc:

S = (D
c dc) : 2 Х hc

Ближайший стандартный тип сердечника — ОЛ50/80—40,  площадь сечения   которого  равна:


S =  (8—5) : 2
Х 4 = 6 см²  (не   менее   расчетной).

5. При определении внутреннего диаметра сердечника должно быть
выполнено условие dс ≥ dс¹:
                  
d
с¹ = 
(2,4 х S) = (2,4 х 6) = 3,8 см, то есть 5>3,8.


6. Предположим, выбран сердечник из стали Э320, тогда число витков на вольт определяют по
формуле:

ω = 33,3 : S = 33,3 : 6 = 5,55 витка на вольт.

7.    Находят расчетные числа первичной и вторичной обмоток:

ω1-1ω1 х Uс = 5,55 X 220 = 1221 виток,
ω1-2 = ω1 х UH = 5,55 X 12 = 66 витков.

Так как в тороидальных трансформаторах магнитный поток рассеяния весьма мал, то падение

напряжения в обмотках определяется практически лишь их активным сопротивлением, вследствие чего относительная величина падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора значительно меньше, чем в трансформаторах стержневого и броневого типов. Поэтому для компенсации потерь на сопротивлении вторичной обмотки необходимо увеличить количество ее витков лишь на 3%.

W1-2 = 66 X 1.03 = 68 витков,


8.    Определяют диаметры проводов обмоток:  

            
  I1 : ? = 1,13 = 1,13
 
где I1 — ток первичной обмотки трансформатора, определяемый из фор
мулы:  

I1 = 1,1 х Pг : Uc 1,1 х 48 : 22 = 0,24 А
                   
d1 = 1,13
х(0,24 : 3,5) = 0,299 мм.

Выбирают   ближайший,  диаметр   провода   в   сторону   увеличения (0,31 мм):    
                                  
d2 = 1,13 х
  (Iн : ?) = 1,13 х  (3,6 : 3,5) = 1 мм 

Читайте ещё:
  1. Ремонт печатных плат
  2. Емкостные датчики
  3. Эквивалент нагрузки
  4. Емкостный датчик уровня
  5. Лабораторный блок питания