Журнал Радио 10 номер 2000 год. РАДИОЛЮБИТЕЛЮ-КОНСТРУКТОРУ

Журнал Радио 10 номер 2000 год. РАДИОЛЮБИТЕЛЮ-КОНСТРУКТОРУ УПРОЩЕННЫЙ РАСЧЕТ СЕТЕВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

И. НИКИФОРОВ, г. Чебоксары   На страницах журнала неоднократно освещались вопросы расчета сетевых трансформаторов для "классических" блоков питания. Однако, судя по редакционной почте, эта тема по-прежнему интересует наших читателей. Предлагаемой публикацией мы отвечаем на некоторые типичные вопросы.

Один из важнейших узлов любой электронной аппаратуры — блок питания. Его основной элемент - сетевой трансформатор. В статье изложен простой метод расчета одно- и трехфазных трансформаторов мощностью до 1000 Вт для сети частотой 50 Гц.

Расчет проводят в следующем порядке.

1. Предполагают известными напряжение U2 и ток I2 вторичной обмотки.

2. Определяют полную мощность вторичной обмотки. Р2 = U2 • I2 - для однофазного трансформатора; Р2 = ЗU2ф · I2ф - для трехфазного, где U2Ф. I2ф - соответственно фазные напряжение и ток. Если вторичных обмоток несколько, вычисляют мощность каждой и суммируют все.

3 Рассчитывают мощность первичной обмотки: P1 = Р2/η. где η - КПД трансформатора: его определяют из таблицы (Вм - амплитудное значение индукции в магнитопроводе).

4. Вычисляют площадь поперечного сечения магнитопровода Q в см2: стержневого - Q = k(P1/2f)1/2; броневого (центрального керна) - Q = k(P1/f)1/2; трехфазного трансформатора - Q = = k(P1/3f)1/2. где к = 4...6 - для маслозаполненных трансформаторов, к = = 6...8 - для воздушных трансформаторов, f - частота сети. Для понижающего автотрансформатора: P1 = (U1 - U2)I1/η (рис. 1,а), повышающего P1 = (U2 - U1)I2/η (рис. 1,б).

Будем считать, что охлаждение -наиболее распространенное в радиолюбительских условиях - воздушное. Если монтаж аппаратуры, включая и блок питания, очень плотный и объем внутреннего пространства мал, то принимают к = 8. При свободном размещении элементов и узлов аппаратуры к = 6. Когда рассчитывают автотрансформатор, значение к увеличивают на 20 %. 5. Выбирают магнитопровод с поперечным сечением (произведение ширины стержня или центрального керна для броневого магнитопровода на толщину пакета пластин) не менее расчетного. В крайнем случае допустимо использовать магнитопровод с меньшей площадью по сравнению с рассчитанной, но не более чем на 10 %. Следует учитывать, что применение такого магнитопровода скорее всего приведет к повышенной температуре нагрева трансформатора под нагрузкой, а также катушка (или катушки) может не поместиться в отведенном для нее окне. 6. Рассчитывают число витков обмоток. Для первичной обмотки одно- и трехфазных трансформаторов w1 = 100U1/(2.22BmQ). a w2 = w1U2/U1. Можно рассчитать число витков на 1 В рабочего напряжения по формуле: w0 = 45/Q. где 45 - постоянная для трансформаторной стали. Правда, точность расчета при этом будет хуже, чем для вышеприведенных формул. В этом случае число витков обмоток w2 = w0U2, w1 = w0U1. Чтобы компенсировать потери, увеличивают число витков вторичных обмоток примерно на 10 % для проводов диаметром до 0,2 мм и на 5 % для остальных. 7. Отдельно рассмотрим понижающий (рис. 1,а) и повышающий (рис. 1,6) автотрансформаторы. Число витков w1+w2= 100U1/(2.22BMQ), w2 = 100U2/(2.22BMQ) ≈ для понижающего автотрансформатора; w1 = 100U1/(2,22ВМQ), w2 = 100 (U2 - U1)/(2.22BмQ) -для повышающего автотрансформатора. Число витков вторичных частей обмоток также корректируют, как в п. 6. 8. Рассчитывают ток обмоток однофазных трансформаторов ╡1 = P1/U1 и трехфазных I1 = Р1/(vЗU1л). I2 = = P2/(v3U2л). Для трехфазного трансформатора учитывают соединение обмоток: в звезду ≈ Uл = v3Uф в треугольник ≈ Uл = Uф. Ток вторичной обмотки либо известен, либо рассчитывают исходя из мощности вторичных обмоток трансформатора Р2: однофазного I2 = Р2/U2; трехфазного I2 = Р2/(v3Uл2). Для автотрансформатора I1 = = P2/(U1). I2 = Р2/U2. 9 Рассчитывают диаметры проводов обмоток по формуле: d = = 1.13(Iпр/σ)1/2, где 1пр - максимальный ток провода в А. Значение плотности тока σ выбирают из таблицы. Следует помнить, что по обмотке w2 автотрансформатора протекает ток. равный разности входного и выходного I1 - I2. Если необходимо вычислить, какой ток можно пропустить по проводу определенного диаметра, применяют формулу IпР = d2 σ/1,277. Рассчитав d для всех обмоток, выбирают ближайшие значения из ряда стандартных проводов, выпускаемых промышленностью.

10. Проверяют заполнение окна магнитопровода. Суть этого заключается в уточнении — поместятся ли все обмотки на каркасе катушки (рис. 2). Вначале рассчитывают число витков одного слоя на ширину заполнения каркаса: wc = (0,9...0,95)c/dпр из. где dпр из - диаметр провода в изоляции (мм). Далее определяют число слоев для каждой обмотки отдельно: х = Wобм/Wc. Вычисляют толщину заполнения каркаса катушки каждой из обмоток: у = х • dпp из + Δ. где Δ - суммарная толщина межслойной и межобмоточной изоляции (мм). Проверяют высоту заполнения каркаса проводом: h = У1 + У2+ ... hn






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.