El cálculo más sencillo de transformadores de potencia y autotransformadores
A veces tienes que hacer tu propio transformador de potencia para el rectificador. En este caso, el cálculo más simple de transformadores de potencia con una potencia de hasta 100-200 W se realiza de la siguiente manera.
Conociendo la tensión y la corriente máxima que debe entregar el devanado secundario (U2 e I2), encontramos la potencia del circuito secundario: En presencia de varios devanados secundarios, la potencia se calcula sumando las potencias de los devanados individuales.
Además, tomando la eficiencia de un transformador de baja potencia igual a aproximadamente el 80%, determinamos la potencia primaria:
La energía se transfiere del primario al secundario a través del flujo magnético en el núcleo. Por lo tanto, el valor de potencia P1 depende del área de la sección transversal del núcleo S, que aumenta al aumentar la potencia. Para un núcleo hecho de acero de transformador normal, S se puede calcular utilizando la fórmula:
donde s está en centímetros cuadrados y P1 está en vatios.
El valor de S determina el número de vueltas w' por voltio. Cuando se utiliza acero para transformadores
Si necesita hacer un núcleo de acero de menor calidad, por ejemplo, de estaño, hierro para techos, acero o alambre de hierro (deben precalentarse para que se ablanden), entonces S y w' deben aumentarse en un 20-30 %.
Ahora puedes calcular el número de vueltas de las bobinas.
etc.
En el modo de carga, puede haber una pérdida notable de parte del voltaje en la resistencia de los devanados secundarios. Por lo tanto, se recomienda que tomen el número de vueltas en un 5-10% más de lo calculado.
corriente primaria
Los diámetros de los cables de bobinado están determinados por los valores de las corrientes y se basan en la densidad de corriente permitida, que para los transformadores se toma como un promedio de 2 A / mm2. A tal densidad de corriente, el diámetro del cable sin aislamiento de cada devanado en milímetros se determina a partir de la tabla. 1 o calculado por la fórmula:
Cuando no hay un cable del diámetro requerido, se pueden tomar varios cables más delgados conectados en paralelo. Su área de sección transversal total debe ser al menos la que corresponde al conductor único calculado. El área de la sección transversal del cable se determina de acuerdo con la tabla. 1 o calculado por la fórmula:
Para devanados de baja tensión que tienen un pequeño número de vueltas de alambre grueso y están ubicados encima de otros devanados, la densidad de corriente se puede aumentar a 2,5 o incluso 3 A/mm2, ya que estos devanados tienen mejor refrigeración. Entonces, en la fórmula para el diámetro del alambre, el factor constante en lugar de 0,8 debería ser 0,7 o 0,65, respectivamente.
Finalmente, verifique la ubicación de las bobinas en la ventana principal.El área de la sección transversal total de las vueltas de cada devanado es (multiplicando el número de vueltas w por el área de la sección transversal del cable igual a 0.8d2 from, donde dfrom es el diámetro del cable en el aislamiento ". Esto se puede determinar a partir de la tabla 1, que también muestra la masa del conductor. Se agregan las áreas transversales de todos los devanados. Para tener en cuenta aproximadamente la holgura del devanado, el efecto del marco del aislante sellos entre los devanados y sus capas, es necesario aumentar el área encontrada de 2 a 3 veces El área de la ventana del núcleo no debe ser menor que el valor obtenido del cálculo.
tabla 1
Como ejemplo, calculemos un transformador de potencia para un rectificador que alimenta algún dispositivo de tubo de vacío. Deje que el transformador tenga un devanado de alto voltaje diseñado para un voltaje de 600 V y una corriente de 50 mA, así como un devanado para lámparas de calefacción, con U = 6.3 V e I = 3 A. Tensión de red 220 V.
Determine la potencia total de los devanados secundarios:
Poder primario
Encuentre el área de la sección transversal del núcleo de acero del transformador:
Número de vueltas por voltio
corriente primaria
El número de vueltas y el diámetro de los alambres de las bobinas son iguales:
• para devanado primario
• aumentar el devanado
• para bobinar lámparas incandescentes
Suponga que la ventana del núcleo tiene un área de sección transversal de 5×3 = 15 cm2 o 1500 mm2, y los diámetros de los conductores aislados seleccionados son los siguientes: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3fuera = 1,2 mm.
Verifiquemos la ubicación de las bobinas en la ventana principal. Encontramos el área de la sección transversal de los devanados:
• para devanado primario
• aumentar el devanado
• para bobinar lámparas incandescentes
El área transversal total de los devanados es de aproximadamente 430 mm2.
Como puede ver, es más de tres veces el área de la ventana y, por lo tanto, las bobinas encajarán.
El cálculo del autotransformador tiene algunas peculiaridades. Su núcleo debe contarse no por la potencia secundaria total P2, sino solo por la parte de ella que se transmite por el flujo magnético y puede denominarse potencia de transformación RT.
Esta potencia está determinada por las fórmulas:
— para un autotransformador elevador
— para el autotransformador reductor y
Si el autotransformador tiene tomas y funcionará con diferentes valores de n, entonces en el cálculo es necesario tomar el valor de n que sea más diferente de la unidad, ya que en este caso el valor de Pt será el más grande y es necesario núcleo para poder transmitir tal potencia.
Luego se determina la potencia calculada P, que se puede tomar como 1.15 • RT. El factor 1,15 representa aquí la eficiencia del autotransformador, que suele ser ligeramente superior a la del transformador. mi
Además, se aplican las fórmulas para calcular el área de la sección transversal del núcleo (en relación con la potencia P), el número de vueltas por voltio, los diámetros de cable del transformador mencionados anteriormente. Cabe señalar que en la parte del devanado que es común a los circuitos primario y secundario, la corriente es igual a I1 — I2 si el autotransformador está aumentando, e I2 — I1 si está disminuyendo.