Расчет простого однофазного трансформатора

В самой простой классификации они бывают однофазные и трехфазные. Рассмотрим, для начала, принцип работы стандартного однофазного преобразователя переменного напряжения. Благодаря магнитному потоку, который создается первичной обмоткой, вторичная его улавливает и преобразует в переменное напряжение с такой же частотой, но с другим номиналом. Почему же напряжения на вторичной обмотке отличается? А потому, что зависит от количества витков, которые намотаны на обоих обмотках. И подчиняются следующей формуле.,где:

U1 и U2 - напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно;

N1, N2 - количество витков на каждой обмотке;

I1, I2 - токи протекающие в каждой из обмоток.

В данных вы познакомитесь с общим устройством, со схемой замещения при холостом ходе. С работой однофазного и трехфазного трансформатора. С переходными процессами происходящими в них. Познакомитесь с примерами расчета. Точный и правильный расчет трансформатора довольно сложен, если вам не терпится познакомится с ним по ссылке чуть выше, вы можете скачать целый курсовой проект посвященный этому вопросу, но радиолюбителю или начинающему электронщику можно сконструировать силовой трансформатор, пользуясь для расчета упрощенными методиками, которые рассмотрены ниже. Для упрощенного расчета необходимо вычислить, исходя из заданных параметров величины напряжений и токов для всех обмоток.

1/Сначала расчитаем мощность для всех вторичных обмоток:

1. P2=I2×U2; P3=I3×U3 и т.д где Р2, Р3, Р4 - мощности, отдаваемые обмотками трансформатора; I2, I3, I4 - силы токов (А);

2. U2, U3, U4 - напряжения этих обмоток. Для расчета общей мощности трансформатора все составляющие, вычисленные для отдельных обмоток, суммируются и общая сумма умножается на коэффициент 1,25, учитывающий потери.

3. P=1,25×(P2+P3+P4+..) По мощности Р подсчитывается сечение сердечника (в кв.см):

4. Q=1,2 √P

2.Далее рассчитываем число витков n0 приходящиеся на 1 вольт напряжения: n0=50/Q

3.Затем переходят к нахождению числа витков каждой из обмоток. Для первичной обмотки число витков, учитывая потери напряжения, будет определятся так:

5. n1=0,97×n0×U1

4.Для остальных обмоток учитывая потери напряжения числа витков определяются:

6. n2=1,03×n0×U2; n3=1,03×n0×U3 и т.п

5.Диаметр провода любой обмотки трансформатора можно определить по формуле:

7. d=0.7×√ I где I — сила тока (A), идущего через данную обмотку; d — диаметр провода (по меди) в миллиметрах.

8. Сила тока, проходящего через первичную обмотку, вычисляется из обшей мощности трансформатора

9. Р: I1=P/U1

6.Необходимо еще выбрать типоразмер пластин для сердечника трансформатора. Для этого нужно рассчитать площадь, которую занимает вся обмотка в окне сердечника:

10. Sм=4×(d12×n1+d22×n2+d32×n3+...+) где Sм - площадь (в квадратных миллиметрах), занимаемая всеми обмотками в окне;

11. d1, d2, d3 и d4 - диаметры проводов обмоток (в миллиметрах);

12. n1, n2, n3 и n4 — числа витков соответствующих обмоток.

Эта формула учитывает толщину изоляции проводов и неравномерность намотки обмоток, а также место, которое занимает каркасом в окне сердечника. По полученной величине Sм выбирается типоразмер пластины с таким образом, чтобы обмотка свободно влезть в окно выбранной пластины.

Выбирать пластины с окном, значительно большим, чем это требуется, не следует, так как при этом сильно ухудшаются общие свойства трансформатора. 7.Затем определяют толщину набора сердечника - величину b, которую вычисляют по формуле:

13. b=100×Q/a

14. Здесь размер a – ширина среднего лепестка пластины и b в миллиметрах;

15. Q - в кв. см.

Расчет как видите очень простой, самым сложным является поиск необходимого сердечника с нужными типоразмерами. Определение мощности силового трансформатора без сложных расчетов

Полный расчет и самостоятельное изготовление трансформатора для радиолюбителя довольно сложная задача. Но можно пойти более быстрым путем. Просто подобрать близко похожий по мощности и исправный трансформатор. Рассмотрим косвенный способ определения мощности трансформатора на примере трансформатора ТП114-163М.

Он броневого типа, собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин. Итак, для вычисления мощности трансформатора требуется рассчитать сечение магнитопровода.

Применительно к ТП114-163М, магнитопровода представляет набор штампованных Ш-образных и прямых пластин из электротехнической стали. Для упрощенного расчета сечения потребуется умножить толщину набора пластин на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины. При расчетах не забывайте соблюдать размерность. Лучше все мерить в сантиметрах. В соответствии с рисунком, толщина набора около 2 сантиметров.

Затем измеряем ширину центрального лепестка. Тут немного сложнее.

Так как ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас.

Поэтому центральный лепесток почти не виден, он закрыт пластиной, и измерить его ширину проблематично. Поэтому ширину измеряем у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Она не дополняется прямой пластиной и поэтому хорошо просматривается край центрального лепестка. Таким образом сечение магнитопровода будет 3,4 см2.

8.Остается подставить это значение в формулу и вычислить результат – около 7 ватт. Pтр=(S/1,3)2

Расчет трансформатора. Маломощный с воздушным охлаждением

В конструкторском исполнении он представляет собой магнитопровод и катушки с обмотками.

Магнитопроводы небольшой мощности бывают пластинчатые и ленточные. Они в свою очередь делятся на три основных класса: стержневые, кольцевые и броневые. Обмотки катушек делаются из изолированных проводов и кроме, этого осуществляется изоляция катушек непосредственно от сердечника. В этой работе был представлен расчет трансфор-ра трехфазного двухобмоточного общей мощностью 1000 кВ•А. При передаче энергии на одинаковое расстояние, потери ее оказываются разными при разных напряжениях. Чем выше напряжение, тем меньше потери. Для изменения напряжения в электроэнергетике применяют тран-торы. Так в начале практической используют повышающие трансф., а в конце – понижающие. Цель данной практической работы заключается в том, чтобы спроектировать его с минимальными потерями. Расчет трехфазного двухобмоточного маслянного трансформатор.