Расчет трансформаторов тороидальных: elektrosat — Расчёт тороидального трансформатора онлайн

Содержание

Тороидальные трансформаторы — Ай Си Контракт

Силовые тороидальные трансформаторы общего применения (см. рис. 1):

 

Рис. 1. Тороидальные трансформаторы общего применения.

Буквами обозначены возможные варианты монтажа:
  • S — стандартный,
  • H — залитый центр со сквозным отверстием,
  • B — залитый центр c латунной втулкой,
  • D — монтаж на рейке DIN 35,
  • любой другой монтаж по желанию заказчика. Также можно указать расположение выводов, длину и тип обработки их концов.

Под заказ возможно изготовление трансформаторов по Вашим требованиям к монтажу, к количеству и параметрам первичных и вторичных обмоток, если они отличаются от стандартных серий, указанных в каталоге. Выходная мощность изделий TALEMA ограничена мощностью 7500 ВА для однофазных трансформаторов (20000 ВА для трехфазных) и напряжением до 1000 В.

Многообмоточные трансформаторы для облегчения монтажа размещаются в компактном блоке. В состав трансформаторов для жестких условий эксплуатации (студийная аудио и видеотехника, медицинское оборудование и аппараты, и т.д.) кроме специального расположения обмоток, защитной изоляции первичных и вторичных секций, можно добавить дополнительное экранирование, которое существенно уменьшает остаточные уровни электромагнитных помех. В конструкцию трансформаторов можно добавить тепловой возвратный предохранитель, а в случае больших мощностей — элементы ограничения переходных процессов при включении.

Эксплуатационная частота трансформаторов составляет 50 или 60 Гц. Все поставляемые трансформаторы имеют сертификат соответствия ГОСТ-Р.

Для расчета заказного трансформатора скачайте форму для заполнения.

Пожалуйста, отправьте заполненную карточку на e-mail адрес [email protected]

 

Тороидальные трансформаторы для монтажа на печатные платы (см. рис. 2):

Серия Мощность, ВА Первичная обмотка, В Вторичная обмотка, В
Особенности серии PDF
64 35 — 160 115 2х7 — 2х30 Первичная обмотка 115В
65 35 — 160 230 2х7 — 2х30 Первичная обмотка 230В
70 1,6 — 50 2х115 2х7 — 2х22 Двойная первичная обмотка на 115В
72 1,6 — 50 2×120 2х7 — 2х22 Двойная первичная обмотка на 120В

Рис. 2. Тороидальные трансформаторы для монтажа на печатные платы

Во внутренней части трансформаторов больших мощностей под заказ возможно размещение дополнительных элементов, например: выпрямителей, термисторов, регуляторов напряжения, элементов теплозащиты и других. Вместе с самим трансформатором они образуют законченный функциональный узел.

 

 Тороидальные трансформаторы и индуктивности для устройств связи и передачи данных (см. рис. 4):

По стандартам интерфейсов трансформаторы делится на следующие группы:

СерияТип линии / интерфейсаНазначение и особенностиPDF
TM 10Base-T Одиночные трансформаторные модули
TMQ Счетверенные трансформаторные модули для поверхностного монтажа
TAM Разделительные трансформаторы Ethernet AUI
TG 1000Bаse-T Одиночные трансформаторные модули
TE 10/100Base-T Одиночные трансформаторные модули
TED Разделительные трансформаторные модули
TEQ Счетверенные разделительные трансформаторные модули
TEXD,TEXQD Сдвоенные разделительные трансформаторные модули двойной порт Auto MDI/MDIX 10/100 Base-T
LTM Для модемов Трансформаторы для модемов 56 кБит/с
AEP ADSL Tрансформаторы для ADSL -интерфейса
VDSL
VDSL Модули для интерфейса VDSL
TCJ Оптические линии передачи Трансформаторы для компьютерных сетей 150 Ом Twinax Cable Dual Gigabit
UTM Tрансформаторы импульсные ATM 25MBPS
TGJ Развязывающие трансформаторы общего назначения
FCJ Сдвоенные трансформаторы для коаксиальных кабелей 75 Ом и витой пары 150Ом
TDJ Импульсные трансформаторы общего назначения
TRJ Импульсные трансформаторы для высокочастотных применений
HPT,SEP Трансформаторы для интерфейсов HDSL SHDSL SDSL
HVM,ISM,MAJ,MHJ,MSJ,MUJ ISDN Трансформаторные модули для S-интерфейса
ISF,ISHF,ISJ,ISV,SHJ,SMJ,SWJ Одиночные трансформаторы для S-интерфейса
EPU,ISU,UAJ,UHF,UHJ,UMF,UMJ,UWJ Трансформаторы и модули для U-интерфейса
CCJ,CMJ,CFJ,CK,CD,CQ Стандартные линии передачи Помехоподавляющие дроссели для поверхностного монтажа
MJM E1/T1PRI/CERT Сдвоенные трансформаторы для E1/T1PRI/CERT

 

Рис. 4.Тороидальные трансформаторы и индуктивности для устройств связи и передачи данных

 

Простейший расчет силовых трансформаторов и автотрансформаторов. Расчет трансформатора с тороидальным магнитопроводом

Каждый из нас знает, что такое трансформатор. Он служит для преобразования напряжения в большее или меньшее значение. Когда мы приобретаем трансформатор в специализированных магазинах, как правило, в инструкции к ним имеется полное техническое описание. Вам нет необходимости считать все его параметры и измерять их, так как они все уже подсчитаны и выведены заводом-изготовителем. В инструкции вы сможете найти такие параметры, как мощность трансформатора, входное напряжение, выходное напряжение, количество вторичных обмоток, если их количество превышает одну.

Что делать, если вы приобрели б/у оборудование?

Но если к вам в руки попало уже использовавшееся оборудование и его функциональность вам неизвестна, необходимо самостоятельно рассчитать обмотку трансформатора и его мощность. Но как рассчитать обмотку трансформатора и его мощность хотя бы приблизительно? Стоит отметить, что такой параметр, как мощность трансформатора, очень важный показатель для данного устройства, так как от него будет зависеть, насколько функциональным будет устройство, собранное из него. Чаще всего его используют для создания блоков питания.

В первую очередь следует обозначить, что мощность трансформатора зависит от потребляемого тока и напряжения, которые необходимы для его функционирования. Для того чтобы подсчитать мощность, вам необходимо перемножить эти два показателя: силу потребляемого тока и напряжение питания устройства. Данная формула знакома каждому еще со школьной скамьи, выглядит она следующим образом:

P=Uн*Iн, где

Uн — напряжение питания, измеряется в вольтах, Iн — сила потребляемого тока, измеряется в амперах, P — потребляемая мощность, измеряется в ваттах.

Если у вас имеется трансформатор, который вы бы хотели измерить, то можете делать это прямо сейчас по следующей методике. Для начала необходимо осмотреть сам трансформатор и определиться с его типом и используемыми в нем сердечниками. Всматриваясь в трансформатор, необходимо понять, какой тип сердечника в нем используется. Самым распространенным считается Ш-образный тип сердечника.

Данный сердечник используется в не самых лучших трансформаторах, с точки зрения коэффициента полезного действия, но их вы можете легко найти на прилавках магазинов по продаже электротехники или выкрутить у старой и неисправной техники. Доступность и достаточно низкая цена делают их достаточно популярными среди любителей собрать устройство своими руками. Также можете приобрести тороидальный трансформатор, который иногда называют кольцевым. Он значительно дороже первого и обладает лучшим коэффициентом полезного действия и другими качественными показателями, используется в достаточно мощных и высокотехнологичных устройствах.

Вернуться к оглавлению

Самостоятельный расчет обмотки мощности трансформатора

Воспользовавшись книгами по радиотехнике и электронике, мы можем самостоятельно рассчитать со стандартным Ш-образным сердечником. Для того чтобы рассчитать мощность такого устройства, как трансформатор, необходимо правильно рассчитать сечение магнитопровода. Что касается стандартных трансформаторов с Ш-образным сердечником, размер сечения магнитопровода будет измеряться длиной поставленных пластин, выполненных из специальной электротехнической стали. Итак, для того чтобы определить сечение магнитопровода, необходимо перемножить два таких показателя, как толщина набора пластин и ширина центрального лепестка Ш-образной пластины.

Взяв линейку, мы сможем измерить ширину набора излучаемого трансформатора. Очень важно, что лучше всего все измерения проводить в сантиметрах, как и вычисления. Это сможет исключить появления ошибок в формулах и избавит вас от ненужных вычислений в переводы с сантиметров на метры. Итак, образно возьмем ширину рядов, равную трем сантиметрам.

Дальше необходимо измерить ширину его центрального лепестка. Данная задача может стать проблемной, так как многие трансформаторы могут по своим технологическим особенностям быть закрыты пластиковым каркасом. В таком случае вам будет нельзя, предварительно не видя реальной ширины, сделать какие-либо расчеты, которые хотя бы близко будут походить на реальные. Для того чтобы измерить данный параметр, вам понадобится поискать такие места, где это было бы возможно сделать. В ином случае можно аккуратно разобрать его корпус и измерить данный параметр, но стоит делать это с ювелирной точностью.

Вернуться к оглавлению

Формула расчета мощности

Найдя открытое место или разобрав прибор, вы сможете измерить толщину центрального лепестка. Абстрактно возьмем данный параметр, равный двум сантиметрам. Стоит напомнить, что, примерно рассчитывая мощность, следует как можно точнее проводить измерения. Далее вам необходимо перемножить размер набора магнитопровода, равного трем сантиметрам, и толщину лепестка пластины, равную двум сантиметрам. В итоге мы получаем сечение магнитопровода в шесть квадратных сантиметров. Чтобы делать дальнейший расчет, вам необходимо ознакомиться с такой формулой, как S=1,3*√Pтр, где:

  1. S — это площадь сечения магнитопровода. 2=20.35 Вт

    После всех подсчетов получаем абстрактное значение в 20,35 ватт, которое будет тяжело найти в трансформаторах с Ш-образным сердечником. Реальные значения колеблются в области семи ватт. Данной мощности будет вполне достаточно, чтобы собрать блок питания для аппаратуры, работающей на звуковых частотах и имеющей мощность в пределах от 3 до 5 ватт.

    Иногда приходится самостоятельно изготовлять силовой трансформатор для выпрямителя. В этом случае простейший расчет силовых трансформаторов мощностью до 100-200 Вт проводится следующим образом.

    Зная напряжение и наибольший ток, который должна давать вторичная обмотка (U2 и I2), находим мощность вторичной цепи: При наличии нескольких вторичных обмоток мощность подсчитывают путем сложения мощностей отдельных обмоток.

    Мощность передается из первичной обмотки во вторичную через магнитный поток в сердечнике. Поэтому от значения мощности Р1 зависит площадь поперечного сечения сердечника S, которая возрастает при увеличении мощности. Для сердечника из нормальной трансформаторной стали можно рассчитать S по формуле:

    где s — в квадратных сантиметрах, а Р1 — в ваттах.

    По значению S определяется число витков w» на один вольт. При использовании трансформаторной стали

    Если приходится делать сердечник из стали худшего качества, например из жести, кровельного железа, стальной или железной проволоки (их надо предварительно отжечь, чтобы они стали мягкими), то следует увеличить S и w» на 20-30 %.

    и т.д.

    В режиме нагрузки может быть заметная потеря части напряжения на сопротивлении вторичных обмоток. Поэтому для них рекомендуется число витков брать на 5-10 % больше рассчитанного.

    Ток первичной обмотки

    Диаметры проводов обмоток определяются по значениям токов и исходя из допустимой плотности тока, которая для трансформаторов принимается в среднем 2 А/мм2. При такой плотности тока диаметр провода без изоляции любой обмотки в миллиметрах определяется по табл. 1 или вычисляется по формуле:

    Когда нет провода нужного диаметра, то можно взять несколько соединенных параллельно более тонких проводов. Их суммарная площадь сечения должна быть не менее той, которая соответствует рассчитанному одному проводу. Площадь поперечного сечения провода определяется по табл. 1 или рассчитывается по формуле:

    Для обмоток низкого напряжения, имеющих небольшое число витков толстого провода и расположенных поверх других обмоток, плотность тока можно увеличить до 2,5 и даже 3 А/мм2, так как эти обмотки имеют лучшее охлаждение. Тогда в формуле для диаметра провода постоянный коэффициент вместо 0,8 должен быть соответственно 0,7 или 0,65.

    В заключение следует проверить размещение обмоток в окне сердечника. Общая площадь сечения витков каждой обмотки находится (умножением числа витков w на площадь сечения провода, равную 0,8d2из, где dиз — диаметр провода в изоляции. Его можно определить по табл. 1, в которой также указана масса провода. Площади сечения всех обмоток складываются. Чтобы учесть ориентировочно неплотность намотки, влияние каркаса изоляционных прокладок между обмотками и их слоями, нужно найденную площадь увеличить в 2-3 раза. Площадь окна сердечника не должна быть меньше значения, полученного из расчета.

    Таблица 1

    В качестве примера рассчитаем силовой трансформатор для выпрямителя, питающего некоторое устройство с электронными лампами. Пусть трансформатор должен иметь обмотку высокого напряжения, рассчитанную на напряжение 600 В и ток 50 мА, а также обмотку для накала ламп, имеющую U = 6,3 В и I = 3 А. Сетевое напряжение 220 В.

    Определяем общую мощность вторичных обмоток:

    Мощность первичной цепи

    Находим площадь сечения сердечника из трансформаторной стали:

    Число витков на один вольт

    Ток первичной обмотки

    Число витков и диаметр проводов обмоток равны:

    Для первичной обмотки

    Для повышающей обмотки

    Для обмотки накала ламп

    Предположим, что окно сердечника имеет площадь сечения 5×3 = 15 см2 или 1500 мм2, а у выбранных проводов диаметры с изоляцией следующие: d1из = 0,44 мм; d2из = 0,2 мм; d3из = 1,2 мм.

    Проверим размещение обмоток в окне сердечника. Находим площади сечения обмоток:

    Для первичной обмотки

    Для повышающей обмотки

    Для обмотки накала ламп

    Общая площадь сечения обмоток составляет примерно 430 мм2.

    Как видно, она в три с лишним раза меньше площади окна и, следовательно, обмотки разместятся.

    Расчет автотрансформатора имеет некоторые особенности. Его сердечник надо рассчитывать не на полную вторичную мощность Р2, а только на ту ее часть, которая передается магнитным потоком и может быть названа трансформируемой мощностью Рт.

    Эта мощность определяется по формулам:

    — для повышающего автотрансформатора

    — для понижающего автотрансформатора, причем

    Если автотрансформатор имеет отводы и будет работать при различных значениях n, то в расчете надо брать значение п, наиболее отличающееся от единицы, так как в этом случае значение Рт будет наибольшее и надо, чтобы сердечник мог передать такую мощность.

    Затем определяется расчетная мощность Р, которая может быть принята равной 1,15 Рт. Множитель 1,15 здесь учитывает КПД автотрансформатора, который обычно несколько выше, чем у трансформатора. Д

    алее применяются формулы расчета площади сечения сердечника (по мощности Р), числа витков на вольт, диаметров проводов, указанные выше для трансформатора. При этом надо иметь в виду, что в части обмотки, являющейся общей для первичной и вторичной цепей, ток равен I1 — I2, если автотрансформатор повышающий, и I2 — I1 если он понижающий.

    Электрический аппарат — трансформатор используется для преобразования поступающего переменного напряжения в другое — исходящее, к примеру: 220 В в 12 В (конкретно это преобразование достигается использованием понижающего трансформатора). Прежде чем разбираться с тем, как рассчитать трансформатор, вы в первую очередь должны обладать знаниями о его структуре.

    Простейший трансформатор является компоновкой магнитопровода и обмоток 2-х видов: первичной и вторичной, специально намотанных на него. Первичная обмотка воспринимает подающееся переменное напряжение от сети (н-р: 220 В), а вторичная обмотка, посредством индуктивной связи создает другое переменное напряжение. Разность витков в обмотках влияет на выходное напряжение.

    Расчет ш-образного трансформатора

    1. Рассмотрим на примере процесс расчета обычного Ш-образного трансформатора. Предположим, даны параметры: сила тока нагрузки i2=0,5А, выходное напряжение (напряжение вторичной обмотки) U2=12В, напряжение в сети U1=220В.
    2. Первым показателем определяется мощность на выходе: P2=U2ˣi2=12ˣ0,5=6 (Вт). Это значит, что подобная мощность предусматривает использование магнитопровода сечением порядка 4 см² (S=4).
    3. Потом определяют количество витков, необходимых для одного вольта. Формула для данного вида трансформатора такая: К=50/S=50/4=12,5 (витков/вольт).
    4. Затем, определяют количество витков в первичной обмотке: W1=U1ˣK=220ˣ12,5=2750 (витков). А затем количество витков, расположенных во вторичной обмотке: W2=U2ˣK=12ˣ12,5=150.
    5. Силу тока, возникающую в первичной обмотке, рассчитайте так: i1=(1,1×P2)/U1=(1,1×6)/220=30мА.Это позволит рассчитать размер диаметра провода, заложенного в первичную обмотку и не оснащенного изоляцией. Известно, что максимальная сила тока для провода из меди равна 5-ти амперам на мм², из чего следует, что: d1=5А/(1/i1)=5A/(1/0,03А)=0,15 (мм).
    6. Последним действием будет расчет диаметра провода вторичной обмотки с использованием формулы d2=0,025ˣ√i2 , причем значение i2 используется в миллиамперах (мА): d2=0,025ˣ22,4=0,56 (мм).

    Как рассчитать мощность трансформатора

    1. Напряжение, имеющееся на вторичной обмотке, и max ток нагрузки узнайте заранее. Затем умножьте коэффициент 1,5 на ток максимальной нагрузки (измеряемый в амперах). Так вы определите обмотку второго трансформатора (также в амперах).
    2. Определите мощность, которую расходует выпрямитель от вторичной обмотки рассчитываемого трансформатора: умножьте максимальный ток, проходящий через нее на напряжение вторичной обмотки.
    3. Подсчитайте мощность трансформатора посредством умножения максимальной мощности на вторичной обмотке на 1,25.

    Если вам необходимо определить мощность трансформатора, который потребуется для конкретных целей, то нужно суммировать мощность установленных энергопотребляющих приборов с 20%-ми, для того, чтобы он имел запас. Например, если у вас имеется 10м светодиодной полосы, потребляющей 48 ватт, то вам необходимо к этому числу прибавить 20%. Получится 58 ватт – минимальная мощность трансформатора, который нужно будет установить.

    Как рассчитать трансформатор тока

    Основной характеризующей чертой трансформатора является коэффициент трансформации, который указывает, насколько изменятся основные параметры тока, вследствие его прохождения через это устройство.

    Если коэффициент трансформации превышает 1, значит, трансформатор является понижающим, а если меньше этого показателя, то повышающим.

    1. Обычный трансформатор образован из двух катушек. Определитесь с количеством витков катушек N1 и N2, которые соединены магнитопроводом. Узнайте коэффициент трансформации k посредством деления количества витков первичной катушки N1, подключенной к источнику тока, на число витков катушки N2, к которой подключена нагрузка: k=N1/N2.
    2. Проведите измерение электродвижущей силы (ЭДС) на обоих трансфорсматорных обмотках ε1 и ε2, если отсутствует возможность узнать число витков в них. Сделать это можно так: к источнику тока подключите первичную обмотку. Получится так называемый холостой ход. Используя тестер, определите напряжение на каждой обмотке. Оно будет соответствовать ЭДС измеряемой обмотки. Не забывайте, что возникающие потери энергии из-за сопротивления обмоток настолько малы, что ими можно пренебречь. Коэффициент трансформации рассчитывается через отношение ЭДС первичной обмотки к ЭДС вторичной: k= ε1/ε2.
    3. Узнайте коэффициент трансформации находящегося в работе трансформатора, когда потребитель присоединен к вторичной обмотке. Определите его путем деления тока в первичной I1 обмотке, на возникший ток во вторичной I2 обмотке. Измерьте ток посредством последовательного присоединения тестера (переключенного в режим работы амперметра) к обмоткам: k=I1/I2.

    Первое, что надо сделать, это взять листок бумаги, карандаш и мультиметр. Пользуясь всем этим, прозвонить обмотки трансформатора и зарисовать на бумаге схему. При этом должно получиться что-то очень похожее на рисунок 1.

    Выводы обмоток на картинке следует пронумеровать. Возможно, что выводов получится намного меньше, в самом простейшем случае всего четыре: два вывода первичной (сетевой) обмотки и два вывода вторичной. Но такое бывает не всегда, чаще обмоток несколько больше.

    Некоторые выводы, хотя они и есть, могут ни с чем не «звониться». Неужели эти обмотки оборваны? Вовсе нет, скорей всего это экранирующие обмотки, расположенные между другими обмотками. Эти концы, обычно, подключают к общему проводу — «земле» схемы.

    Поэтому, желательно на полученной схеме записать сопротивления обмоток, поскольку главной целью исследования является определение сетевой обмотки. Ее сопротивление, как правило, больше, чем у других обмоток, десятки и сотни Ом. Причем, чем меньше трансформатор, тем больше сопротивление первичной обмотки: сказывается малый диаметр провода и большое количество витков. Сопротивление понижающих вторичных обмоток практически равно нулю — малое количество витков и толстый провод.

    Рис. 1. Схема обмоток трансформатора (пример)

    Предположим, что обмотку с наибольшим сопротивлением найти удалось, и можно считать ее сетевой. Но сразу включать ее в сеть не надо. Чтобы избежать взрывов и прочих неприятных последствий, пробное включение лучше всего произвести, включив последовательно с обмоткой, лампочку на 220В мощностью 60…100Вт, что ограничит ток через обмотку на уровне 0,27…0,45А.

    Мощность лампочки должна примерно соответствовать габаритной мощности трансформатора. Если обмотка определена правильно, то лампочка не горит, в крайнем случае, чуть теплится нить накала. В этом случае можно почти смело включать обмотку в сеть, для начала лучше через предохранитель на ток не более 1…2А.

    Если лампочка горит достаточно ярко, то это может оказаться обмотка на 110…127В. В этом случае следует прозвонить трансформатор еще раз и найти вторую половину обмотки. После этого соединить половины обмоток последовательно и произвести повторное включение. Если лампочка погасла, то обмотки соединены правильно. В противном случае поменять местами концы одной из найденных полуобмоток.

    Итак, будем считать, что первичная обмотка найдена, трансформатор удалось включить в сеть. Следующее, что потребуется сделать, измерить ток холостого хода первичной обмотки. У исправного трансформатора он составляет не более 10…15% от номинального тока под нагрузкой. Так для трансформатора, данные которого показаны на рисунке 2, при питании от сети 220В ток холостого хода должен быть в пределах 0,07…0,1А, т.е. не более ста миллиампер.

    Рис. 2. Трансформатор ТПП-281

    Как измерить ток холостого хода трансформатора

    Ток холостого хода следует измерить амперметром переменного тока. При этом в момент включения в сеть выводы амперметра надо замкнуть накоротко, поскольку ток при включении трансформатора может в сто и более раз превышать номинальный. Иначе амперметр может просто сгореть. Далее размыкаем выводы амперметра и смотрим результат. При этом испытании дать поработать трансформатору минут 15…30, и убедиться, что заметного нагрева обмотки не происходит.

    Следующим шагом следует замерить напряжения на вторичных обмотках без нагрузки, — напряжение холостого хода. Предположим, что трансформатор имеет две вторичные обмотки, и напряжение каждой из них 24В. Почти то, что надо для рассмотренного выше усилителя. Далее проверяем нагрузочную способность каждой обмотки.

    Для этого надо к каждой обмотке подключить нагрузку, в идеальном случае лабораторный реостат, и изменяя его сопротивление добиться, чтобы напряжение на обмотке упало на 10-15%%. Это можно считать оптимальной нагрузкой для данной обмотки.

    Вместе с измерением напряжения производится замер тока. Если указанное снижение напряжения происходит при токе, например 1А, то это и есть номинальный ток для испытуемой обмотки. Измерения следует начинать, установив движок реостата R1 в правое по схеме положение.

    Рисунок 3. Схема испытания вторичной обмотки трансформатора

    Вместо реостата в качестве нагрузки можно использовать лампочки или кусок спирали от электрической плитки. Начинать измерения следует с длинного куска спирали или с подключения одной лампочки. Для увеличения нагрузки можно постепенно укорачивать спираль, касаясь ее проводом в разных точках, или увеличивая по одной количество подключенных ламп.

    Для питания усилителя требуется одна обмотка со средней точкой (см. статью ). Соединяем последовательно две вторичные обмотки и измеряем напряжение. Должно получиться 48В, точка соединения обмоток будет средней точкой. Если в результате измерения на концах соединенных последовательно обмоток напряжение будет равно нулю, то концы одной из обмоток следует поменять местами.

    В этом примере все получилось почти удачно. Но чаще бывает, что трансформатор приходится перематывать, оставив только первичную обмотку, что уже почти половина дела. Как рассчитать трансформатор это тема уже другой статьи, здесь было рассказано лишь о том, как определить параметры неизвестного трансформатора.

    Расчет силового трансформатора

    Трансформатор – это пассивный преобразователь энергии. Его коэффициент полезного действия (КПД) всегда меньше единицы. Это означает, что мощность потребляемая нагрузкой, которая подключена к вторичной обмотке трансформатора, меньше, чем мощность, потребляемая нагруженным трансформатором от сети. Известно, что мощность равна произведению силы тока на напряжение, следовательно, в повышающих обмотках сила тока меньше, а в понижающих – больше силы тока, потребляемого трансформатором от сети.

    Параметры и характеристики трансформатора.

    Два разных трансформатора при одинаковом напряжении сети могут быть рассчитаны на получение одинаковых напряжений вторичных обмоток. Но если нагрузка первого трансформатора потребляет больший ток, а второго маленький, значит, первый трансформатор характеризуется по сравнению со вторым большей мощностью. Чем больше сила тока в обмотках трансформатора, тем больше и магнитный поток в его сердечнике, поэтому сердечник должен быть толще. Кроме того, чем больше сила тока в обмотке, тем более толстым проводом она должна быть намотана, а это требует увеличения окна сердечника. Поэтому габариты трансформатора зависят от его мощности. И наоборот, сердечник определенного размера пригоден для изготовления трансформатора только до определенной мощности, которая называется габаритной мощностью трансформатора. Количество витков вторичной обмотки трансформатора определяет напряжение на ее выводах. Но это напряжение зависит также и от количества витков первичной обмотки. При определенном значении напряжения питания первичной обмотки напряжение вторичной зависит от отношения количества витков вторичной обмотки количеству витков первичной. Это отношение и называется коэффициентом трансформации. Если напряжение на вторичной обмотке зависит от коэффициента трансформации нельзя произвольно выбирать количество витков одной из обмоток. Чем меньше габариты сердечника, тем больше должно быть количество витков каждой обмотки. Поэтому размеру сердечника трансформатора соответствует вполне определенное количество витков его обмоток, приходящееся на один вольт напряжения, меньше которого брать нельзя. Эта характеристика называется количеством витков на один вольт..

    Как и всякий преобразователь энергии, трансформатор обладает коэффициентом полезного действия – отношением мощности, потребляемой нагрузкой трансформатора, к мощности, которую нагруженный трансформатор потребляет от сети. КПД маломощных трансформаторов, которые обычно применяются для питания бытовой электронной аппаратуры, колеблется в пределах от 0,8 до 0,95. Более высокие значения имеют трансформаторы большей мощности.

    Электрический расчет трансформатора

    Перед расчетом трансформатора необходимо сформулировать требования, которым он должен удовлетворять. Они и будут являться исходными данными для расчета. Технические требования к трансформатору определяются также путем расчета, в результате которого определяются те напряжения и токи, которые должны быть обеспечены вторичными обмотками. Поэтому перед расчетом трансформатора производится расчет выпрямителя для определения напряжений каждой из вторичных обмоток и потребляемых от этих обмоток токов. Если же напряжения и токи каждой из обмоток трансформатора уже известны, то они являются техническими требованиями к трансформатору. Для определения габаритной мощности трансформатора необходимо определить мощности, потребляемые от каждой из вторичных обмоток и сложить их, учитывая также КПД трансформатора. Мощность, потребляемую от любой обмотки, определяют умножением напряжения между выводами этой обмотки на силу потребляемого от нее тока:

    P– мощность, потребляемая от обмотки, Вт;

    U– эффективное значение напряжения, снимаемого с этой обмотки, В;

    I– эффективное значение силы тока, протекающего в этой же обмотке, А.

    Суммарная мощность, потребляемая, например, тремя вторичными обмотками, вычисляется по формуле:

    P S =U 1 I 1 +U 2 I 2 +U 3 I 3

    Для определения габаритной мощности трансформатора, полученное значение суммарной мощности P S нужно разделить на КПД трансформатора:P г = , где

    P г – габаритная мощность трансформатора; η – КПД трансформатора.

    Заранее рассчитать КПД трансформатора нельзя, так как для этого нужно знать величину потерь энергии в обмотках и в сердечнике, которые зависят от параметров самих обмоток (диаметры проводов и их длина) и параметров сердечника (длина магнитной силовой линии и марка стали). И те и другие параметры становятся известными только после расчета трансформатора. Поэтому с достаточной для практического расчета точностью КПД трансформатора можно определить из таблицы 6.1.

    Таблица 6.1

    Суммарная мощность, Вт

    КПД трансформатора

    Наиболее распространены две формы сердечника: О – образная и Ш – образная. На сердечнике О – образной формы обычно располагаются две катушки, а на сердечнике Ш – образной формы — одна. Зная габаритную мощность трансформатора, находят сечение рабочего керна его сердечника, на котором находится катушка:

    Сечением рабочего керна сердечника является произведение ширины рабочего керна а и толщины пакета с. Размеры а и с выражены в сантиметрах, а сечение – в квадратных сантиметрах.

    После этого выбирают тип пластин трансформаторной стали и определяют толщину пакета сердечника. Сначала находят приблизительную ширину рабочего керна сердечника по формуле: a= 0,8

    Затем по полученному значению а производят выбор типа пластин трансформаторной стали из числа имеющихся в наличии и находят фактическую ширину рабочего керна а. после чего определяют толщину пакета сердечника с:

    Количество витков, приходящихся на 1 вольт напряжения, определяется сечением рабочего керна сердечника трансформатора по формуле: n=k/S, гдеN– количество витков на 1 В;k– коэффициент, определяемый свойствами сердечника;S- сечение рабочего керна сердечника, см 2 .

    Из приведенной формулы видно, что чем меньше коэффициент k, тем меньше витков будут иметь все обмотки трансформатора. Однако произвольно выбирать коэффициентkнельзя. Его значение обычно лежит в пределах от 35 до 60. В первую очередь оно зависит от свойств пластин трансформаторной стали, из которых собран сердечник. Для сердечников С-образной формы, витых из тонкой ленты, можно братьk= 35. Если используется сердечник О — образной формы, собранный из П- или Г – образных пластин без отверстий по углам, берутk= 40. Такое же значениеkи для пластин типа УШ, у которых ширина боковых кернов больше половины ширины среднего керна.. Если используются пластины типа Ш без отверстий по углам, у которых ширина среднего керна ровно вдвое больше ширины крайних кернов, целесообразно взятьk= 45, а если Ш – образные пластины имеют отверстия, тоk= 50. Таки образом, выборkв значительной мере условен и им можно в некоторых пределах варьировать, если учесть, что уменьшениеkоблегчает намотку, но ужесточает режим трансформатора. При применении пластин из высококачественной трансформаторной стали этот коэффициент можно немного уменьшать, а при низком качестве стали приходится его увеличивать.

    Зная необходимое напряжение каждой обмотки и количество витков на 1 В, легко определить количество витков обмотки, перемножим эти величины: W=Un

    Такое соотношение справедливо только для первичной обмотки, а при определении количества витков вторичных обмоток нужно дополнительно вводить приближенную поправку для учета падения напряжения на самой обмотке от протекающего по ее проводу тока нагрузки: W=mUn

    Коэффициент mзависит от силы тока, протекающего по данной обмотке (см. таблицу 6.2). Если сила тока меньше 0,2 А, можно приниматьm= 1. Толщина провода, которым наматывается обмотка трансформатора определяется силой тока, протекающей по этой обмотке. Чем больше ток, тем толще должен быть провод, подобно тому как для увеличения потока воды требуется использовать более толстую трубу. От толщины провода зависит сопротивление обмотки. Чем тоньше провод, тем больше сопротивление обмотки, следовательно, увеличивается выделяемая в ней мощность и она сильнее нагревается. Для каждого типа обмоточного провода существует предел допустимого нагрева, который зависит от свойств эмалевой изоляции. Поэтому диаметр провода может быть определен по формуле:d=p, гдеd– диаметр провода по меди, м;I- сила тока в обмотке, А;p- коэффициент, (таблица 6.3) который учитывает допустимый нагрев той или иной марки провода.

    Таблица 6.2: Определение коэффициента m

    Таблица 6.3: Выбор диаметра провода.

    Марка провода

    Выбрав коэффициент pможно определить диаметр провода каждой обмотки. Найденное значение диаметра округляют до большего стандартного.

    Сила тока в первичной обмотке определяется с учетом габаритной мощности трансформатора и напряжения сети:

    Практическая работа:

    U 1 = 6,3 В,I 1 = 1,5 А;U 2 = 12 В,I 2 = 0,3 А;U 3 = 120 В,I 3 = 59 мА

    Расчёт трансформатора своими руками | Shema_Tehnik

    Одним из часто применяемых устройств в областях энергетики, электроники и радиотехники является трансформатор. Часто от его параметров зависит надёжность работы приборы в целом. Случается так, что при выходе трансформатора из строя или при самостоятельном изготовлении радиоприборов не получается найти устройство с нужными параметрами серийного производства. Поэтому приходится выполнять расчёт трансформатора и его изготовление самостоятельно.

    Принцип работы устройства

    Трансформатор — это электротехническое устройство, предназначенное для передачи энергии без изменения её формы и частоты. Используя в своей работе явление электромагнитной индукции, устройство применяется для преобразования переменного сигнала или создания гальванической развязки. Каждый трансформатор собирается из следующих конструктивных элементов:

    • сердечника;
    • обмотки;
    • каркаса для расположения обмоток;
    • изолятора;
    • дополнительных элементов, обеспечивающих жёсткость устройства.

    В основе принципа действия любого трансформаторного устройства лежит эффект возникновения магнитного поля вокруг проводника с текущим по нему электрическим током. Такое поле также возникает вокруг магнитов. Током называется направленный поток электронов или ионов (зарядов). Взяв проволочный проводник и намотав его на катушку и подключив к его концам прибор для измерения потенциала можно наблюдать всплеск амплитуды напряжения при помещении катушки в магнитное поле. Это говорит о том, что при воздействии магнитного поля на катушку с намотанным проводником получается источник энергии или её преобразователь.

    В устройстве трансформатора такая катушка называется первичной или сетевой. Она предназначена для создания магнитного поля. Стоит отметить, что такое поле обязательно должно всё время изменяться по направлению и величине, то есть быть переменным.

    Классический трансформатор состоит из двух катушек и магнитопровода, соединяющего их. При подаче переменного сигнала на контакты первичной катушки возникающий магнитный поток через магнитопровод (сердечник) передаётся на вторую катушку. Таким образом, катушки связаны силовыми магнитными линиями. Согласно правилу электромагнитной индукции при изменении магнитного поля в катушке индуктируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). Поэтому в первичной катушки возникает ЭДС самоиндукции, а во вторичной ЭДС взаимоиндукции.

    Количество витков на обмотках определяет амплитуду сигнала, а диаметр провода наибольшую силу тока. При равенстве витков на катушках уровень входного сигнала будет равен выходному. В случае когда вторичная катушка имеет в три раза больше витков, амплитуда выходного сигнала будет в три раза больше, чем входного — и наоборот. От сечения провода, используемого в трансформаторе, зависит нагрев всего устройства.

    Отношение общего магнитного потока к потоку одной катушки устанавливает силу магнитной связи. Для её увеличения обмотки катушек размещаются на замкнутом магнитопроводе. Изготавливается он из материалов имеющих хорошую электромагнитную проводимость, например, феррит, альсифер, карбонильное железо. Таким образом, в трансформаторе возникают три цепи: электрическая — образуемая протеканием тока в первичной катушке, электромагнитная — образующая магнитный поток, и вторая электрическая — связанная с появлением тока во вторичной катушке при подключении к ней нагрузки.

    Правильная работа трансформатора зависит и от частоты сигнала. Чем она больше, тем меньше возникает потерь во время передачи энергии. А это означает, что от её значения зависят размеры магнитопровода: чем частота больше, тем размеры устройства меньше.

    По конструкции сердечник разделяют на три основных вида:

    • стержневой;
    • броневой;
    • тороидальный.

    Трансформаторы отличаются между собой не только сферой применения, техническими характеристиками и размерам, но и типом магнитопровода. Очень важным параметром, влияющим на величину магнитного поля, кроме отношения витков, является размер сердечника. От его значения зависит способность насыщения. Эффект насыщения наступает тогда, когда при увеличении тока в катушке величина магнитного потока остаётся неизменной, т. е. мощность не изменяется.

    Для предотвращения возникновения эффекта насыщения понадобится правильно рассчитать объём и сечение сердечника, от размеров которого зависит мощность трансформатора. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник.

    Стержневой магнитопровод представляет собой П-образный или Ш-образный вид конструкции. Собирается из стержней, стягивающихся ярмом. Для защиты катушек от влияния внешних электромагнитных сил используются броневые магнитопроводы. Их ярмо располагается на внешней стороне и закрывает стержень с катушкой. Тороидальный вид изготавливается из металлических лент. Такие сердечники из-за своей кольцевой конструкции экономически наиболее выгодны.

    Зная форму сердечника, несложно рассчитать мощность трансформатора. Находится она по несложной формуле: P=(S/K)*(S/K), где:

    • S — площадь сечения сердечника.
    • K — постоянный коэффициент равный 1,33.

    Площадь сердечника находится в зависимости от его вида, её единица измерения — сантиметр в квадрате. Полученный результат измеряется в ваттах. Но на практике часто приходится выполнять расчёт сечения сердечника по необходимой мощности трансформатора: Sс = 1.2√P, см2. Исходя из формул можно подтвердить вывод: что чем больше мощность изделия, тем габаритней используется сердечник. Для этого потребуется определиться с напряжением на выходе вторичной обмотки U2 и требуемой мощностью Po.

    Расчет Ш-образного трансформатора на ШП-сердечнике. Принцип будет одинаков и с сердечником типа ПЛ при условии размещения обмотки на средней части. А если рассчитывается трансформатор стержневого типа, то обычно обмотки делят пополам и наматывают их на обоих стержнях равномерно. Части одинаковых обмоток затем соединяют последовательно соблюдая фазировку.

    Расчёт происходит следующим образом:

    1. Рассчитывается ток нагрузки(А): In=Po/U2

    2. Вычисляется величина тока вторичной обмотки(А): I2 = 1,5*In

    3. Определяется мощность вторичной обмотки(Вт): P2 = U2*I2

    4. Находится общая мощность устройства(Вт): Pт = 1,25*P2

    5. Вычисляется сила тока первичной обмотки(А): I1 = Pт/U1

    6. Находится необходимое сечение магнитопровода(см²): S = 1,3*√ Pт

    Следует отметить, что если конструируется устройство с несколькими выводами во вторичной обмотке, то в четвёртом пункте все мощности суммируются, и их результат подставляется вместо P2.

    После того как первый этап выполнен, приступают к следующей стадии расчёта. Число витков в первичной обмотке находится по формуле:
    K1 = 50*U1/S.

    Число витков вторичной обмотке определяется выражением
    K2= 55* U2/S, где:

    • U1 — напряжение первичной обмотке, В.
    • S — площадь сердечника, см².
    • K1, K2 — число витков в обмотках, шт.

    Остаётся вычислить диаметр наматываемой проволоки.

    Он равен D = 0,632*√ I, где:

    • d — диаметр провода, мм.
    • I — обмоточный ток рассчитываемой катушки, А.

    При подборе магнитопровода следует соблюдать соотношение 1 к 2 ширины сердечника к его толщине. По окончании расчёта выполняется проверка заполняемости, т. е. поместится ли обмотка на каркас. Для этого площадь окна вычисляется по формуле: Sо = 50*Pт, мм2.

    Трансформатор тороидального типа

    Тороидальные трансформаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами: меньший размер, меньший вес и при этом большее КПД. При этом они легко наматываются и перематываются.

    Для самостоятельного расчёта используются следующие формулы:

    1. Мощность выходной обмотки(Вт): P2=I2*U2

    2. Габаритная мощность(Вт): Pg=P2/Q , где Q — коэффициент,
    берущийся из справочника (0,76−0,96)

    3. Фактическое сечение «железа» в месте размещения катушки(мм2):
    Sch= ((D-d)*h)/2

    4. Расчётное сечение «железа» в месте расположения катушки(мм2): Sw =√Pq/1.2

    5. Площадь окна тора(мм2): Sfh=d*s* π/4

    6. Значение рабочего тока входной обмотки(А): I1=P2/(U1*Q*cosφ) , где cosφ справочная величина (от 0,85 до 0,94)

    7. Сечение провода находится отдельно для каждой обмотки из выражения(мм2): Sp = I/J , где J- плотность тока, берущаяся из справочника (от 3 до 5)

    8. Число витков в обмотках рассчитывается отдельно для каждой катушки(шт): Wn=45*Un*(1-Y/100)/Bm* Sch , где Y — табличное значение, которое зависит от суммарной мощности выходных обмоток

    10. Остается найти выходную мощность и расчёт тороидального силового трансформатора считается выполненным.
    Pout = Bm*J*Kok*Kct* Sch* Sfh /0,901, где: Bm — магнитная индукция,
    Kok — коэффициент заполнения проводом, Kct —коэффициент заполнения железом.

    Все значения коэффициентов берутся из справочника радиоаппаратуры (РЭА)

    Рекомендации по сборке и намотке

    При сборке трансформатора своими руками пластины сердечника собираются «вперекрышку». Магнитопровод стягивается обоймой или шпилечными гайками. Для того чтобы не нарушить изоляцию, шпильки закрываются диэлектриком. Стягивать «железо» нужно с усилием: если его окажется недостаточно при работе устройства возникнет гул.

    При сборке трансформатора своими руками пластины сердечника собираются «вперекрышку». Магнитопровод стягивается обоймой или шпилечными гайками. Для того чтобы не нарушить изоляцию, шпильки закрываются диэлектриком. Стягивать «железо» нужно с усилием: если его окажется недостаточно при работе устройства возникнет гул.

    Проводники наматываются на катушку плотно и равномерно, каждый последующий ряд изолируется от предыдущего тонкой бумагой или лавсановой плёнкой. Последний ряд обматывается лентой или лакотканью. Если в процессе намотки выполняется отвод, то провод разрывается, а на место разрыва впаивается отвод. Это место тщательно изолируется. Закрепляются концы обмоток с помощью ниток, которыми привязываются провода к поверхности сердечника.

    На этом пока всё, до новых встреч!

    #трансформаторы #радиоэлектроника #

    Намотка торроидальных трансформаторов

    Главная / Трансформаторы / Намотка торроидальных трансформаторовООО «Транспласт» разрабатывает и изготавливает тороидальные трансформаторы на ферритовых сердечниках, а так же на сердечниках из материалов 84ХТМ, 5БДСР, сердечников из распылённого железа и других материалов.

    Сердечники из распылённого железа имеют относительно невысокую проницаемость, но обладают уникальными магнитными свойствами, в частности высокой индукцией насыщения и являются лучшим материалом для применения в сглаживающих дросселях, сетевых фильтрах, корректорах коэффициента мощности и других индуктивных элементах.

    Нанокристалический магнитомягкий сплав 5БДСР получается методом скоростной закалки. К достоинствам  сердечников из этого материала относятся высокая индукция, низкие потери на перемагничивание при высоких частотах. Данный магнитопровод применяется в измерительных трансформаторах тока, импульсных дросселях и высокочастотных трансформаторах.

    Тороидальные трансформаторы на сердечниках из электротехнической стали:

    • На рабочую частоту 50 Гц в диапазоне мощностей 9……250 ВА.
    • На рабочую частоту 400 Гц в диапазоне мощностей 120…2000 ВА.
    • Различные напряжения и токи обмоток.
    • Выводы гибким изолированным проводом, возможна установка лепестков (клемм под пайку).
    • Пропитка трансформаторов ( в том числе и вакуумная) электороизоляционными лаками и заливка компаундом.
    Примерные размеры тороидальных трансформаторов различной мощности и используемые при этом магнитопроводы при напряжении питающей сети 220 В частотой 50 Гц.:
    Мощность,
    ВА (50Гц)
    Магнитопровод, мм Трансформатор, мм
    10 ОЛ30/50-20 Ф62х32
    30 ОЛ40/60-20 Ф77х42
    40 ОЛ40/64-20 Ф82х36
    60 ОЛ50/80-25 Ф92х41
    100 ОЛ50х80-25 Ф103х42
                 
    Коэффициент полезного действия указанных трансформаторов составляет 80-90%.

    Образцы разработанных торроидальных трансформаторов

    Намотка торроидальных трансформаторов

    Намотка кольцевых сердечников производится с шагом, виток к витку или произвольно, вкруговую или секционно. Выполняется намотка на специальных станках или вручную. В первом случае провод наматывают на шпулю станка, а во втором на челнок. Скорость намотки зависит от диаметра провода. Отдельные части намотки сращиваются пайкой или сваркой. Внутреннее соединение соединения ( на длине * 50 мм) изолируются прокладками.

    Для получения высокой электрической прочности, объёмного сопротивления и малых диэлектрических потерь содержание влаги в изоляции обмотки должно быть минимальным ( измеряться долями процента ). Влага из воздушных прослоек,пустот и пор обмотки удаляется сушкой с последующей пропиткой. Повышение качества сушки при значительном сокращении технологического процесса достигается вакуумной сушкой.

    Форма заявки на расчет тороидального трансформатора:

    Заказать расчет трансформатора по индивидуальным параметрам и его изготовление Вы можете по телефону: +7 812 600-15-26

    Get A Оптовая расчет тороидального трансформатора для безопасного управления напряжением

    О продуктах и ​​поставщиках:
     

    При выборе расчет тороидального трансформатора необходимо учитывать некоторые факторы. Во-первых, учитывайте количество необходимых фаз в зависимости от вашего приложения. Если вам нужен трансформатор для промышленного использования, подумайте о покупке трехфазного трансформатора, так как он идеально подходит для тяжелого оборудования. Однако, если вы хотите тороидальный трансформатор расчет для своих небольших квартир или домов, рассмотрите однофазный трансформатор, так как они идеально подходят для бытового оборудования.Во-вторых, учитывайте требования к напряжению и напряжение основного источника питания, поскольку трансформаторы предназначены для работы с разными напряжениями. Поэтому в зависимости от ваших требований купите подходящий тороидальный трансформатор расчет по оптовой цене на Alibaba.com. Учитывайте также требования к кВА. Это требование нагрузки, которое трансформатор будет выполнять в вашем приложении. Для разных нагрузок используются разные трансформаторы; следовательно, выберите свой трансформатор соответственно.

    Кроме того, учитывайте требования к частоте, поскольку в разных странах используются разные частоты.Например, машины, предназначенные для использования в США, используют частоту 60 Гц, в то время как в Великобритании частота составляет 50 Гц, поэтому выберите расчет тороидального трансформатора , который будет соответствовать вашим требованиям к частоте. Подумайте также, где вы разместите трансформатор и его размер. Различные трансформаторы идеально подходят для разных мест, например, на открытом воздухе, в помещении и даже рядом с опасными веществами. В зависимости от того, где вы разместите расчет тороидального трансформатора , учитывайте окружающий фактор и проектируйте его соответствующим образом.Например, внешний трансформатор должен быть спроектирован так, чтобы выдерживать различные факторы окружающей среды, такие как влажность и температура.

    Для оптового расчета тороидального трансформатора посетите сайт Alibaba.com. На веб-сайте есть все типы трансформаторов, в том числе силовые трансформаторы, повышающие и понижающие, автотрансформаторы и распределительные трансформаторы. При этом вы не пропустите нужный трансформатор на сайте. Кроме того, китайские дилеры продают всю свою продукцию по заниженным ценам, а это означает, что даже если вы хотите пополнить запасы своего бизнеса, предложение вас порадует.Посетите Alibaba.com и купите подходящий трансформатор всего за несколько кликов.

    Расчет и намотка трансформатора своими руками. Правильная намотка трансформатора своими руками. Намоточный станок своими руками

    Тороидальный трансформатор представляет собой электротехнический преобразователь напряжения или тока, сердечник которого выполнен кольцевым изогнутым и замкнутым. Профиль сечения отличается от круглого, название до сих пор используется за отсутствием лучшего.

    Отличия тороидальных трансформаторов

    Автором тороидальных трансформаторов признан Майкл Фарадей. Можно встретить в отечественной литературе (особенно коммунистического времени) утопическую мысль: первые собирали такие яблоки, сравнивая указанную дату — обычно 1876 год — с ранними опытами по электромагнитной индукции (1830 год). Запрашивает вывод: Англия опередила Россию на полвека. Заинтересованные подробности будут развернуты на обзор. Подробная информация о конструкции первого в мире тороидального трансформатора.Изделие имеет форму сердечника. Кроме тороидальных принято различать:

    1. Броня. Разные с резервированием из ферромагнитного сплава. Для замыкания линий поля (чтобы они проходили внутрь материала) ярма покрывает обмотки снаружи. В результате вход и выход намотаны вокруг общей оси. Один над другим или рядом.
    2. Стержень. Сердечник трансформатора проходит внутри витков обмотки. Пространственно вход и выход разделены. Ярмо поглощается небольшой частью силовых линий магнитного поля, проходящей вне витков.По сути, нужно соединить стержни.

    Тороидальный трансформатор

    Новичок должен быть плотным, знатно объяснять больше. Стержнем называют часть сердечника, проходящую внутри витков. Проволока намотана на сердечник. Ярма называется часть сердечника, соединяющая стержни. Нам нужно передать линии магнитного поля. Хомут закрыт сердечником, образуя цельную конструкцию. Замыкание необходимо для свободного распространения внутри материала магнитного поля.

    Тема магнитной индукции показывает — внутри ферромагнетика поле значительно усилено.Эффект лежит в основе работы трансформаторов.

    Состав сердечника стержня, пряжи минимальный. В бронекорпусах дополнительно наматывается наружу по длине, как бы защищая. Название произошло от аналогии. Майкл Фарадей выбрал тор довольно интуитивно. Формально можно назвать стержневым сердечником, хотя направляющей осью симметрии обмотки является дуга.

    Опорой первого магнита (1824) стала конская подкова. Возможно, это обстоятельство придало направлению берегов творческой мысли ученого верный азимут.Используйте фарады из другого материала, опыт будет завершен.

    Tor называется одиночной лентой. Такие сердечники называются спиральными, в отличие от брони и стержней, фигурирующих в литературе за тепловой пластиной. Это введет в заблуждение. Еще раз следует сказать: тороидальный сердечник, навитый отдельными пластинами, называется спиральным. Обхват частями приходится на случай, когда ленты нет. Это вызвано чисто экономическими причинами.

    Подведем итоги: в исходном виде тороидальный трансформатор Фарадея имел скругленный сердечник.Сегодня форма убыточна, невозможно обеспечить массовое производство соответствующей техники. Хотя деформация проволоки в углах фальца приводит к однозначному ухудшению характеристик изделия. Механические напряжения увеличивают омическое сопротивление обмотки.

    Сердечники тороидальных трансформаторов

    Тороидальным трансформатором называется форма сердечника. Майкл Фарадей сделал бублик, используя цельный кусок мягкой стали круглого сечения.Дизайн не подходит на современном этапе по нескольким причинам. Основное внимание уделяется минимизации потерь. Твердое ядро ​​нерентабельно, разводятся вихревые течения, сильно разогревающие материал. Получается плавильная индукционная печь, легко превращающая сталь в жидкость.

    Во избежание ненужной траты энергии и нагрева трансформатора сердечник нарезан полосами. Каждый изолирован от соседнего, например, лаком. В случае тороидальных сердечников они будят одиночные спирали или полосы.Сталь обычно с одной стороны имеет изоляционное покрытие толщиной в микрометр.

    Упомянутые стали применяются по конструкции, нередко по исполнению тороидальной формы. Вас могут заинтересовать ГОСТ 21427.2 и 21427.1. Для сердечников (как следует из названия документов) чаще применяют анизотропную холоднокатаную листовую сталь. В название входят: магнитные свойства материала неодинаковы в разных осях координат. Вектор потока поля должен совпадать с направлением проката (в нашем случае движется по кругу).Ранее использовал другой металл. Сердечники высокочастотных трансформаторов можно изготовить из стали 1521. В рамках сайта обсуждались особенности используемых материалов (см. ). Сталь маркируется по-разному, информация включает в себя обозначение:

    • Первое место занимает цифра, характеризующая структуру. Для анизотропных сталей применяется 3.
    • Вторая цифра указывает на процентное содержание кремния:
    1. менее 0,8%.
    2. 0,8 – 1,8%.
    3. 1,8 – 2,8%.
    4. 2,8 – 3,8%.
    5. 3,8 – 4,8%.
    • Третья цифра указывает основную характеристику. Могут быть удельные потери, величина фиксированной напряженности поля.
    • Тип стали. С ростом числа удельные потери ниже. Зависит от технологии производства металла.

    Теряет значение относительного положения конца и начала ленты. Чтобы спираль не получилась, последний виток приваривается к предыдущей точечной сварке.Намотка осуществляется с натяжением, собранным из нескольких ленточных лент. Плотно подогнать обычно не удается, выполняется сварка. Иногда тор разрезают на две части (split core), на практике это требуется относительно редко. Половинки при сборке стянуты бинтом. В процессе изготовления готовый тороидальный сердечник врезается в инструмент, концы группируются. Спиральные витки скреплены связующим, чтобы не работать.

    Обмотка тороидальных трансформаторов

    Стандартом является дополнительная изоляция тороидального сердечника от обмоток, даже если используется лакированный провод.Широко используется электротехнический картон (ГОСТ 2824) толщиной до 0,8 мм (возможны другие варианты). Распространенные корпуса:

    1. Картон наматывается с захватом предыдущего витка на тороидальный сердечник. Способ характеризуется как трассой (половина ширины). Конец приклеивается или закрепляется формованной лентой.
    2. В конце сердечник защищают картонными шайбами ​​с надрезами глубиной 10 — 20 мм, 20-35 мм, перекрывающими толщину тора. Наружный, внутренний край закрыт полосами.Технологически на сбор последней идут шайбы, режущие зубья загнуты. Сверху спирально намотана формовочная лента.
    3. Разрезы можно производить на поясах, тогда брать с запасом, на большую высоту тора, кольца строго по ширине, внахлест на изгибы.
    4. Ленты тонкие, текстолитовые кольца крепятся на тороидальном сердечнике лентами из стекловолокна к грузу.
    5. Иногда кольца выполняют из электротехнической фанеры, гетинакса, толстого (до 8 мм) текстолита с запасом по наружному диаметру 1-2 мм.Внешняя и внутренняя стороны защищены картонными полосами с загибом по краям. Означают первые витки обмотки, в сердечнике остается воздушный зазор. Промежуток под картон нужен на случай, если края под проволокой будут прогрессировать. Тогда взведенная часть никогда не затронет тороидальный сердечник. Формованная лента наматывается сверху. Иногда наружный край колец заглаживают, чтобы уголки наматывались плавно.
    6. Есть вид изоляции аналогичный предыдущему, с внутренней стороны колец на наружных ребрах к сердцевине идут канавки, куда попадают полосы.Элементы выполнены из текстолита. Формованная лента наматывается сверху.

    Обмотки обычно выполняются концентрическими (одна над другой) или чередующимися (как в первом опыте Майкла Фарадея 1831 г.), иногда их называют дисковыми. В последнем случае может быть заполнено достаточно большое их количество, попеременно: то высокого напряжения, то низкого. Используется чистая электротехническая медь (99,95%) удельным сопротивлением 17,24 — 17,54 ном. Из-за дороговизны металла для изготовления тороидальных трансформаторов малой и средней мощности берется рафинированный алюминий.Для остальных случаев сказываются ограничения по проводимости и пластичности.

    В мощных трансформаторах медный провод прямоугольный. Это сделано для экономии места. Должна быть толстой, пропускающей значительный ток, чтобы не расплавиться, круглое сечение приведет к чрезмерному росту габаритов. Выигрыш равномерности распределения поля по материалу сводился бы к нулю. Толстый прямоугольный провод достаточно удобен в прокладке, чего не скажешь о тонком. В остальном (по конструктивным особенностям) намотка выполняется точно так же, как и в случае обычного трансформатора.Катушки изготавливают цилиндрическими, винтовыми, однослойными, многослойными.

    Определение конструкции тороидального трансформатора

    Рекомендуем ознакомиться с книгой Котеневой С.В., Евсеевой А.Н. по расчету оптимизации тороидальных трансформаторов (издание горячей линии — Телеком, 2011 г.). Напоминаем: публикация защищена законом об авторском праве. Профессионалы найдут силы (средства) для приобретения книги в случае необходимости. По главам расчет начинается с определения параметров режима холостого хода.Подробно описано, как найти активный и реактивный токи, рассчитать основные параметры.

    Печатное издание, несмотря на некоторую напыщенность, одновременно дает понять, почему трансформатор, включенный в цепь, лишенный нагрузки, не горит (энергия тока расходуется на намагничивание). Хотя, казалось бы, очевидный исход события предсказуем.

    Число витков первичной обмотки выбирается из условия непревышения магнитной индукции максимального значения (до выхода в режим насыщения, при котором значение не меняется при увеличении напряженности поля).Если расчет ведется на бытовую сеть 230 вольт, допуск принимают по ГОСТ 13109. В нашем случае подразумевается отклонение амплитуды в пределах 10%. Мы помним: вся промышленность перешла в 21 век на 230 вольт (220 не используется, дается в литературе «Наследие тяжелого прошлого»).

    Если вас интересует изготовление сварочного аппарата или стабилизатора напряжения, то вы должны знать, что такое тороидальные трансформаторы. Но самое главное, как они работают и какие есть тонкости в изготовлении.Кроме того, такие трансформаторы благодаря своей конструкции способны отдавать большую мощность по сравнению с теми, что намотаны на Ш-образном сердечнике. Следовательно, такие устройства идеально подходят для питания очень мощной аппаратуры — например, усилителей низкой частоты.

    Исходные данные

    Итак, прежде чем приступить к изготовлению трансформатора, необходимо изучить спичку. Во-первых, необходимо определиться с типом используемого провода. Во-вторых, нужно рассчитать количество витков (отсюда следует, что вы будете знать, сколько метров провода вам нужно).В-третьих, необходимо выбрать сечение провода. От этого параметра зависит выходной ток, следовательно, мощность тороидального трансформатора.

    Также необходимо учитывать, что при малом числе витков в первичной обмотке будет происходить нагрев. Аналогичная ситуация возникает в том случае, если мощность потребителей, подключенных к вторичной обмотке, превышает значение, которое может отдать трансформатор. Следствием перегрева является снижение надежности.Более того, перегрев может даже привести к возгоранию трансформатора.

    Что потребуется для изготовления

    Итак, вы приступили к изготовлению трансформатора. Вам нужно получить инструменты и материалы. Конечно, может потребоваться даже швейная иголка или спички, но такие аксессуары наверняка найдутся у каждого. Самое главное — это железо, из которого сделаны тороидальные трансформаторы. Вам понадобится много трансформаторной стали, она должна быть в форме тора. Далее, естественно, провод в лаковой изоляции.Обязательно наличие малярного скотча и клея типа ПВА. Также для разделения обмоток необходим беолент на тканевой основе. И несколько кусков провода для соединения концов обмоток. Причем провод необходимо использовать в силиконовой или резиновой изоляции.

    Трансформаторная сталь

    Достать такой аксессуар, как может показаться, очень сложно. Но в любом доме, сарае, даже на пунктах приема металла сегодня можно найти неисправные стабилизаторы напряжения. В советские годы они были очень популярны, использовались вместе в черно-белых телевизорах, чтобы не разводить кинескопы.Вам все равно, работает этот стабилизатор или он сгорел. Самое главное – это тороидальные трансформаторы, которые в нем используются. Они станут основой вашего дизайна. Но перед этим нужно избавиться от старой обмотки, которая сделана из алюминиевого провода. А потом — подготовка сердцевины. Обратите внимание, что у него прямые углы. Вам это не нужно, так как вы можете повредить лаковую изоляцию при намотке. Постарайтесь как можно быстрее скруглить углы, обработав их напильником. Затем поверх трансформаторной стали укладывают изолят на тканевой основе.Нужен только один слой.

    Обмотка

    А теперь немного о том, как производится расчет тороидального трансформатора. Конечно, можно использовать простые программы, которых большой набор. Вы можете сделать расчет линейки и калькулятора. Конечно, в нем будет погрешность, так как многие факторы, которые есть в природе, не учитываются. При расчете следует придерживаться одного правила — мощность во вторичной обмотке не должна быть больше аналогичного значения в первичной обмотке.

    Что касается такого процесса, как намотка тороидального трансформатора, то он очень трудоемкий. Хорошо, если есть возможность разобрать магнитопровод по обмотке и после сматывания воедино. Но если такой возможности нет, можно применить своеобразный корешок. На него наматывается определенное количество проволоки. Затем, пропуская его через тор, укладывают витки обмоток. Времени на это будет уйма, поэтому если вы не уверены в своих силах, то лучше приобрести готовый блок питания.

    Пример расчета

    Лучший процесс лучше всего описать на конкретном примере. Первичная обмотка, как правило, питается от сети 220 В переменного тока. Предположим, вам нужно две вторичные обмотки, чтобы каждая выжимала по 12 В. и вы еще используете провод в первичной обмотке сечением 0,6 мм. Следовательно, площадь сечения составит примерно 0,23 квадратных метра. мм. Но это еще не все расчеты, тороидальные трансформаторы нуждаются в тщательной подгонке всех параметров.А теперь снова немного математики — нужно 220(в) разделить на сумму напряжений вторичных цепей. В результате вы получаете некий коэффициент 3,9. Это означает, что сечение провода, используемого во вторичной обмотке, должно быть ровно в 3,9 раза больше, чем в первичной. Для расчета количества витков для первичной обмотки потребуется воспользоваться простой формулой: коэффициент «40» умножается на напряжение (в первичной цепи оно равно 220 В), после чего это произведение делится на площадь поперечного сечения магнитопровода.Стоит отметить, что от того, насколько точно проведен расчет тороидального трансформатора, зависит срок его службы. Поэтому лучше еще раз повторить каждый этап расчета.

    Намотать трансформатор не так уж и сложно — процесс не такой уж и сложный, главное постоянная концентрация внимания.

    Тем, кто начинает работать впервые, сложно разобраться, какой материал использовать и как проверить готовое устройство.Пошаговая инструкция, представленная ниже, даст новичкам ответы на все вопросы.

    Прежде чем приступить непосредственно к намотке, необходимо запастись всеми необходимыми приспособлениями и инструментами для выполнения работ:

    Виды и способы, направления намотки обмотки трансформатора представлены на фото:

    Слои изоляции обмотки

    В некоторых случаях необходимо вставлять прокладки для изоляции между проводами.Чаще всего для этого используют конденсаторную или кабельную бумагу.
    Середину соседних обмоток трансформатора следует изолировать сильнее. Для утепления и выравнивания поверхности под следующий слой обмотки потребуется специальный кожух , который нужно обернуть с двух сторон бумагой. Если нет лакеев, можно решить проблему с помощью все той же бумаги, сложенной в несколько слоев.

    Бумажные полоски для изоляции должны быть шире витков 2-4 мм.

    Для проверки в первую очередь необходимо определить выводы всех его обмоток.Полезные советы, как проверить трансформаторный мультиметр на работоспособность, читайте в следующей статье.

    Алгоритм действия

    1. Провод с катушкой закрепляют обмоткой в ​​устройстве А каркас трансформатора находится в устройстве обмотки. Вращение сделать мягким, умеренным, без срывов.
    2. Провод от катушки опустить на каркас.
    3. Между столом и проволокой оставьте минимум 20 см Чтобы можно было расположить руку на столе и зафиксировать проволоку.Также на столе должны быть все сопутствующие материалы: наждачная бумага, ножницы, изоляционная бумага, инструмент для пайки, карандаш или ручка.
    4. Одной рукой плавно вращайте намоточное устройство, а второй фиксируйте провод. Нужно, чтобы провод лежал ровно, виток к витку.
    5. Трансформатор Каркас изолировать , а снятый конец провода провернуть через отверстие каркаса и ненадолго зафиксировать на оси наматывающего устройства.
    6. Намотку следует начинать без спешки: необходимо «набить руку», чтобы получить скорость скорости рядом друг с другом.
    7. Необходимо следить за тем, чтобы угол проволоки и натяжение были постоянными. Не стоит мотать каждый последующий слой «до упора», так как провода могут соскользнуть и попасть в «щечки» каркаса.
    8. Счетное устройство (при наличии) Установить на ноль или тщательно рассмотреть покрытия перорально.
    9. Изолируйте материал клеем или прижмите мягкое резиновое кольцо.
    10. Каждый последующий виток на 1-2 витка делать тоньше предыдущего.

    Для намотки катушек трансформатора смотрите своими руками в видео ролике:

    Проводное соединение

    Если при намотке возникает разрыв, то:

    • тонкая проволока (тоньше 0.1 мм) закрутить и заварить;
    • концы средней толщины (менее 0,3 мм) Высвободить из изоляционного материала на 1-1,5 см, скрутить и припаять;
    • угольки толстых проводов (Тема 0,3 мм) Нужно немного зачистить и припаять без скрутки;
    • место шипов (приварка) для изоляции.

    Важные моменты

    Если для намотки используется тонкий провод, то число витков должно превышать несколько тысяч .Сверху обмотка должна быть защищена бумагой для изоляции или дерматологом.

    Если трансформатор обмотан толстым проводом, то внешняя защита не требуется.

    Тест

    После завершения обмотки необходимо испытать трансформатор в действии Для этого подключите его первичную обмотку к сети.

    Для проверки прибора на короткое замыкание следует последовательно подключить к источнику питания первичную обмотку и лампу.

    Степень надежности изоляции проверена попеременным касанием Выведен конец провода каждого снятого конца сетевой обмотки.

    Проверять трансформатор нужно очень внимательно и осторожно, чтобы не попасть под повышение напряжения.

    Если строго следовать предложенной инструкции и не пренебрегать ни одним из пунктов , то намотка трансформатора вручную не представит никаких трудностей, и с ней справится даже новичок.

    По форме магнитопровода трансформаторы делятся на стержневые, бронированные и тороидальные. Казалось бы, разницы нет, ведь главное — это мощность, которую способен преобразовать трансформатор. Но если на одинаковую габаритную мощность взять три трансформатора с магнитными трубами разной формы, то окажется, что тороидальный трансформатор покажет лучшие из всех рабочие характеристики. Именно по этой причине чаще всего для питания различных устройств во многих промышленных сферах выбор останавливают, конечно же, на тороидальных трансформаторах из-за их высокого КПД.

    На сегодняшний день тороидальные трансформаторы используются в различных областях промышленности, и чаще всего тороидальные трансформаторы устанавливаются в источниках бесперебойного питания, в стабилизаторах напряжения используются для питания осветительной аппаратуры и радиотехники, часто тороидальные трансформаторы можно увидеть в медицинской и диагностической аппаратуре , в сварочном оборудовании и т.д.


    Как вы понимаете, говоря «тороидальный трансформатор», обычно подразумевают сетевой однофазный трансформатор, силовой или измерительный, повышающий или понижающий, имеющий тороидальный сердечник, оснащенный двумя и более обмотками.

    Тороидальный трансформатор в принципе так же работает: понижает или повышает напряжение, увеличивает или понижает ток — преобразует электричество. А вот тороидальный трансформатор отличается при той же передаваемой мощности меньшими габаритами и меньшей массой, то есть лучшими экономическими показателями.

    Основной особенностью тороидального трансформатора является малый общий объем устройства, уступающий до половины по сравнению с другими типами магнитопроводов. В два раза больше по объему, чем тороидальный ленточный сердечник при той же габаритной мощности.Поэтому тороидальные трансформаторы более удобны в установке и подключении, и уже не так важно, идет ли речь о внутренней или наружной установке.


    Любой специалист скажет, что тороидальная форма сердечника идеальна для трансформатора по нескольким причинам: во-первых, экономия материалов при производстве, во-вторых, обмотки равномерно заполняют весь сердечник, распределяются по всей его поверхности, не оставляя неиспользуемых мест, в-третьих, так как обмотки имеют меньшую длину, то КПД тороидальных трансформаторов получается выше наименьшим сопротивлением провода обмотки.

    Охлаждение обмотки — еще один важный фактор. Обмотки эффективно охлаждаются, располагаясь в виде тороида, поэтому плотность тока может быть выше. Потери в железе при этом минимальны и ток намагничивания значительно меньше. В результате нагрузочная способность тороидального трансформатора оказывается очень высокой.


    Экономия электроэнергии – еще один плюс в пользу тороидального трансформатора. При полной нагрузке сохраняется примерно на 30 % больше энергии, а при холостом ходе примерно на 80 % по сравнению с надземными магнитопроводами различных форм.Показатель рассеяния тороидальных трансформаторов в 5 раз меньше, чем у бронированных и стержневых трансформаторов, поэтому их можно смело использовать с чувствительной электронной аппаратурой.


    При мощности тороидального трансформатора в киловатты он настолько легкий и компактный, что для установки достаточно применить хомут из металлической шайбы и болт. Потребителю остается только выбрать подходящий трансформатор по току тока и по первичному и вторичному напряжению. При изготовлении трансформатора на заводе рассчитывают площадь поперечного сечения сердечника, площадь окон, диаметры обмоточных проводов и выбирают оптимальные размеры магнитопровода с учетом допустимой индукции в нем.

    Для преобразования тока используются различные типы специальных устройств. Тороидальный трансформатор ТПП для сварочного аппарата и других устройств, можно намотать руками в домашних условиях, это идеальный преобразователь энергии.

    Дизайн

    Первый биполярный трансформатор был изготовлен еще Фарадеем, и по данным, это был именно тороидальный прибор. Тороидальный автотрансформатор (Марк Стил, ТМ2, ТТС4) — устройство, предназначенное для преобразования переменного тока из одного напряжения в другое.Они используются в различных линейных установках. Это электромагнитное устройство может быть однофазным и трехфазным. Конструктивно состоит из:

    1. Диск металлический из прокатной магнитной стали для трансформаторов;
    2. Резиновая прокладка;
    3. Выводы первичной обмотки;
    4. Вторичная обмотка;
    5. Изоляция между обмотками;
    6. Экранирующие обмотки;
    7. Дополнительный слой между первичной обмоткой и экраном;
    8. Первичная обмотка;
    9. Изолирующее покрытие жилы;
    10. Тороидальный сердечник;
    11. Предохранитель;
    12. Крепеж;
    13. Изоляция покрытия.

    Для соединения обмоток используется магнитопровод.

    Этот тип преобразователей можно классифицировать по назначению, охлаждению, типу магнитопровода, обмотки. По назначению есть импульсный, силовой, частотный преобразователь (ТТТ, ТНТ, ТТС, ТТ-3). По охлаждению — воздушное и масляное (ОСТ, ОСМ, ТМ). По количеству обмоток — двухобмоточные и более.


    Фото — Принцип работы трансформатора

    Устройство данного типа используется в различных аудио- и видеоустановках, стабилизаторах, системах освещения.Основным отличием этой конструкции от других устройств является количество обмоток и форма сердечника. Физики считали, что кольцевая форма является идеальным якорем. В таком случае намотка тороидального преобразователя равномерна, как и распределение тепла. Благодаря такому расположению витков преобразователь быстро охлаждается и даже при интенсивной работе не нуждается в использовании охладителей.


    Фото — кольцевой тороидальный преобразователь

    Преимущества тороидального трансформатора :

    1. Небольшие размеры;
    2. Выходной сигнал на торе очень сильный;
    3. Обмотки
    4. имеют малую длину и, как следствие, пониженное сопротивление и повышенный КПД.Но также из-за этого при работе слышен определенный звуковой фон;
    5. Отличные характеристики энергосбережения;
    6. Простой в самостоятельной установке.

    Преобразователь применяется в качестве сетевого стабилизатора, зарядного устройства, блока питания галогенных ламп, лампового усилителя UHC.


    Фото — Готовый ТПН25

    Видео: Назначение тороидальных трансформаторов

    Принцип действия

    Самый простой тороидальный трансформатор состоит из двух обмоток на кольце и стального сердечника.Первичная обмотка подключается к источнику электрического тока, а вторичная — к потребителю электроэнергии. За счет магнитопровода происходит соединение отдельных обмоток между собой и усиление их индуктивной связи. При включении питания в первичной обмотке создается переменный магнитный поток. Сцепляясь с отдельными обмотками, этот поток создает в них электромагнитную мощность, которая зависит от числа витков обмотки. Если изменить количество обмоток, можно сделать трансформатор для преобразования любого напряжения.


    Фото — Принцип работы

    Также преобразователи этого типа уменьшены и раскручены. Тороидальный понижающий трансформатор имеет высокое напряжение на выходе и низкое на первичной обмотке. Усиление наоборот. Кроме того, обмотки могут быть верхнего напряжения или нижнего, в зависимости от характеристик сети.

    Как сделать

    Изготовление тороидального трансформатора под силу даже юным электрикам. Намотка и расчет ничего сложного. Предлагаем рассмотреть как заморить тороидальный магнитопровод для полуавтомата:


    Учитывая, что 1 виток допускает 0.84 вольта схема обмотки тороидального трансформатора выполняется по такому принципу:

    Из этого можно легко сделать тороидальный трансформатор на 220 вольт самостоятельно. Описанная схема может быть подключена как к дуговой сварке, так и к полуавтоматической. Параметры рассчитываются исходя из сечения провода, количества витков, размера кольца. Характеристики этого устройства позволяют производить ступенчатую регулировку. Среди преимуществ принципа сборки: простота и доступность.Из недостатков: большой вес.

    Обзор цен

    Купить тороидальный трансформатор HBL-200 можно в любом городе РФ и стран СНГ. Используется для различного звукового оборудования. Считайте, сколько стоит преобразователь.

    Термический анализ тороидальных трансформаторов с использованием метода конечных элементов

    Авторов: Адриан Т.

    Реферат:

    В данной работе трехмерная тепловая модель силовой тороидальный трансформатор предлагается как для стационарного, так и для переходные состояния.Влияние электрического тока и окружающей среды температура на температурном распределении, было исследовано. Для подтверждения трехмерной тепловой модели были проведены некоторые экспериментальные были сделаны тесты. Существует хорошая корреляция между результаты экспериментов и моделирования.

    Ключевые слова: Распределение температуры, термический анализ, тороидальный трансформатор.

    Цифровой идентификатор объекта (DOI): дои.org/10.5281/zenodo.1082742

    Процессия АПА БибТекс Чикаго EndNote Гарвард JSON МДА РИС XML ISO 690 PDF Скачано 3323

    Каталожные номера:


    [1] Эрнандес, Ф. де Леон и П. Гомес, «Расчетные формулы для утечки индуктивность тороидальных распределительных трансформаторов», IEEE Trans. on Power Доставка, т. 26, стр. 2197-2204, 2011.
    [2] М.Т. Аскари, MZA Ab. Кадир и М. Изади, «О тенденции усовершенствование тепловой модели для расчета TOT и HST», Przegl─àd Elektrotechniczny, vol.88, стр. 297-301, 2012.
    [3] В. Маджаревич, И. Капетанович, М. Теьянович и М. Касумович, «Разный подход к тепловому моделированию трансформаторов — сравнение методов», Int. J. of Energy and Environment, vol. 5, pp. 610-617, 2011.
    [4] М.К. Попеску, Н.Э. Масторакис и Л. Попеску-Переску, «Новые аспекты предоставление моделей трансформаторов», Int. J. of Systems Applications, Инженерия и разработка, том. 2, стр. 53-63, 2009.
    [5] Е.И. Амойралис, М. А. Цили, А. Г. Кладас, «Конструкция трансформатора и оптимизация: обзор литературы», IEEE Trans.О подаче энергии, том. 24, стр. 1999-2024, 2009.
    [6] A. Folvarcny, и M. Marek, «Экспериментальный анализ температуры влияние на параметры тока типа нагрузки тороидальный трансформаторов по сравнению с обычными типами трансформаторов», в 11-й междунар. науч. конф. по электроэнергетике, Брно, 2010, стр. 727- 731.
    [7] К.К. Хван, П.Х. Тан и Ю.Х. Цзян, «Тепловой анализ высокочастотных трансформаторы с использованием конечных элементов, связанных с температурой метод подъема», IEE Proc.- Электроэнергетические приложения, вып. 152, с. 832-836, 2005.
    [8] А. Лефевр, Л. Мьежвиль, Ж. Фуладгар и Г. Оливье, «3-D расчет перегрева трансформаторов при нелинейных нагрузках», IEEE Транс. по магнетизму, т. 1, с. 41, стр. 1564-1567, 2005.
    [9] К. Коидзуми и М. Ишизука, «Тепловое моделирование тороидального индуктора». J. Nihon Kikai Gakkai Nenji Taikai Koen Ronbunshu, vol. 6, стр. 299- 300, 2005.
    [10] В. Гальди, Л. Ипполито, А. Пикколо, А. Ваккаро, «Параметр идентификация тепловой модели силовых трансформаторов с помощью генетического алгоритмы, «Исследование систем электроэнергетики», том.60, стр. 107-113, 2001.
    [11] Н. Туткун, «Генетическая оценка потерь железа в ленточных тороидальных сердечники в условиях потока ШИМ, «J. of Magnetism and Magnetic Материалы, вып. 300, стр. 506-518, 2006.
    [12] O. Nimet, G. Grellet, H. Morel, J.J. Руссо и Д. Лиго «Оптимальный конструкция тороидального трансформатора, питаемого несинусоидальной высокочастотной тока», на 8-й Международной конференции по силовой электронике и регулируемой скорости. Диски, 2000, стр. 57-62.
    [13] C.R. Sullivan, W. Li, P. Prabhakaran, and S.Лу, «Дизайн и изготовление тороидальных индукторов с воздушным сердечником с малыми потерями», в IEEE Power Electronics конф. специалистов, 2007, с. 1754-1759.
    [14] А.Дж. Мозес и Н. Туткун, «Исследование потери мощности в ране». тороидальные сердечники при ШИМ-возбуждении», IEEE Trans. on Magnetics, vol. 33, стр. 3763-3765, 1997.
    [15] П. Дж. Турчи, В. А. Реасс, К. Л. Русскульп, Д.М. Оро, Ф.Э. Меррилл, Дж.Р. Гриего и др., «Оценка напряжения проводника в импульсном сильноточном тороидальный трансформатор», в 17th IEEE Int.Конф. импульсной мощности, Вашингтон, округ Колумбия, 2009 г., стр. 372-377.
    [16] С. Пурушотаман и Ф. де Леон, «Модель теплопередачи для тороидальных трансформаторы», IEEE Trans. on Power Delivery, том 27, стр. 813-820, 2012.
    [17] М. А. Сакет, Б. Джандаги, М. Могаддами и Х. Ораи, «Тепловой моделирование с сосредоточенными параметрами тороидального трансформатора», в Electric Power Инженерные системы и системы управления 2011, Львов, 2011, стр. 1-6.
    [18] А.В. Сериков, Т.В. Герасименко, «Тепловой расчет Радиатор трансформаторного типа // Российская электротехника.82, с. 371-376, 2011.
    [19] А. Фольварм, М. Марек, Р. Хольков, «Магнитные свойства типы сердечников для тороидальных трансформаторов из тонких листов с низкими потерями и тепловое влияние на результирующий ток холостого хода трансформатора», Ж. Электротехника, вып. 61, стр. 137-140, 2010.
    [20] Б. Гржесик, М. Степьен и Р. Джез, «Тороидальный высокотемпературный трансформатор с холодным магнитопровод — анализ с помощью ПО МКЭ // Журн. физики: конф. Серия: 9-я Европейская конф. по прикладной сверхпроводимости, 2009, с.1-8.
    [21] Б.А. Лучано, Х. М. Кавальканте де Альбукерке, В. Бенсио де Кастро, и C.R.M. Афонсо, «Нанокристаллический материал в тороидальных сердечниках для трансформатор тока: аналитическое исследование и компьютерное моделирование». Материаловедение, том. 8:4, стр. 395-400, 2005.
    [22] М. Ван дер Вин, Ф. де Леон, Б. Гладстон и В. Тату, «Измерение акустический шум, издаваемый силовыми трансформаторами», в AES 109th Конвенция, Лос-Анджелес, 2000 г., стр. 1-19.

    %PDF-1.3 % 90 0 объект >>> эндообъект 144 0 объект >поток конечный поток эндообъект 139 0 объект > эндообъект 83 0 объект > эндообъект 84 0 объект > эндообъект 85 0 объект > эндообъект 86 0 объект > эндообъект 32 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]>>/Повернуть 0/TrimBox[0.0 0,0 612,0 792,0]/Тип/Страница>> эндообъект 34 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]>>/Поворот 0/TrimBox[0.0 0.0 612.0 792.0]/Тип/Страница>> эндообъект 36 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]>>/Поворот 0/TrimBox[0.0 0.0 612.0 792.0]/Тип/Страница>> эндообъект 38 0 объект >/Шрифт>/ProcSet[/PDF/Text]>>/Поворот 0/TrimBox[0.0 0.0 612.0 792.0]/Тип/Страница>> эндообъект 40 0 объект >/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/Properties>/MC1>>>>>/Rotate 0/TrimBox[0.0 0.0 612.0 792.0]/Type/Page>> эндообъект 44 0 объект >/ExtGState>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC/ImageI]/Properties>/MC1>/MC2>>>/XObject>>>/Rotate 0/TrimBox[0.鲻{\9yo]/yQx»ק˽Sy-ȳI]83[x0. ؘ!s8 $ Ynoy,㤖ý¨*=EBOha’p ~|5󉷼UxM˕VҞ=q`wl$;YCUp

    VK3CPU RF Toroid Calculator


    Примечания:
    Калькулятор RF Toroid был разработан, чтобы помочь пользователям прогнозировать RF-характеристики ферритового или порошкового железного тороида, намотанного в качестве индуктора или подавителя. Он использует опубликованные данные производителя (Fair-Rite & Micrometals), включая размеры тороида и комплексные характеристики проницаемости. для прогнозирования характеристик компонента.
    Калькулятор имеет 4 отдельные области отображения. Вверху находится диаграмма, показывающая частотно-зависимые характеристики. Далее идет схематический дисплей, на котором представлено масштабированное изображение тороида и обмоток, чтобы помочь с интуитивно понятным дизайном. Далее панель управления раздел, где пользователь может выбрать тип применения, материал тороида, размер тороида, размер провода, количество обмоток и напряжение возбуждения.

    Ввод через выбранные виджеты:

    • Применение: выбор предполагаемого использования тороида, в настоящее время поддерживается либо индуктор, либо подавитель.Это ограничивает выбор материала соответствующим образом.
    • Размер: выбор размера тороида. FT240 — 2,4 дюйма в диаметре. FT80 — 0,8 дюйма и т. д.
    • Материал: код смеси материалов производителя. Режим индуктора показывает начальную проницаемость [мкИ] в квадратных скобках. (Выберите меньшее значение µi для приложений с более высокой частотой.) В режиме подавления диапазон эффективной частоты подавления отображается в квадратных скобках.
    Ввод через виджеты слайдера:
    • AWG: выберите сечение провода.Скользящий левый-правый изменяет AWG с 40-0. (по умолчанию 20 AWG)
    • Nd : Плотность намотки на внутреннем диаметре тороида. Определяет, сколько однослойных витков может быть выполнено вокруг сердечника. Максимум (100%, ползунок вправо) достигается, когда витки примыкают друг к другу по внутреннему радиусу тороида. (по умолчанию 15%)
    • Vrms : Среднеквадратичное напряжение, подаваемое на индуктор (Вольты). Определяет плотность потока (B) и напряженность поля (H) внутри ферритового тороида.(по умолчанию 10 В среднекв.)
    • f : Смещает интересующую частоту отображения диаграммы слева направо. Слева к кГц, справа к ГГц.
    Примечание. Производители рекомендуют свести количество витков (N) к минимуму.

    Картографический дисплей: Заголовок диаграммы содержит производителя, размер, материал и артикул устройства.
    Расчетные параметры отображаются в зависимости от частоты (логарифмическая шкала).Каждый параметр может быть отображен или скрыт нажав на клавишу легенды. При нажатии на точку данных отобразятся параметры для одной частоты.

    • L(мкГн) : Индуктивность в микрогенри.
    • |Z|(Ω) : Величина импеданса в Омах.
    • X(Ω) : Реактивное сопротивление в Омах.
    • R(Ω) : (F) — Сопротивление из-за потерь в сердечнике в Омах.
    • Rc(Ω) : (PI) — Сопротивление из-за потерь в сердечнике в Омах.
    • Rw(Ω) : (PI) — Сопротивление из-за потерь в проводах в Омах.
    • Q : Коэффициент качества. (Х/Р)
    • I(мА): среднеквадратический ток в миллиамперах.
    • мк’ : (F) Комплексная проницаемость — реактивная часть. (По умолчанию скрыто.)
    • мк» : (F) Комплексная проницаемость — резистивная часть. (По умолчанию скрыто.)
    • μ : (PI) Проницаемость (Скрыто по умолчанию.)
    • H(Э) : Интенсивность основного поля в Эрстеде.(По умолчанию скрыто.)
    • B(G) : Плотность потока ядра в Гауссах. (По умолчанию скрыто.)
    • Pd(мВт): сумма рассеиваемой мощности в сердечнике, в милливаттах. Для PI сюда также входит мощность, рассеиваемая в проводе.

    Схематическое изображение: Масштабное изображение тороида и обмоток. Указаны калибр провода и размеры тороида.
    Слева от дисплея находятся:
    • Lᵢ : Начальная индуктивность в микрогенри.Это основано на начальной величине проницаемости, указанной в таблицах данных. Для точности используйте частотно-зависимую индуктивность, отображаемую на диаграмме.
    • Vrms : Выбрано среднеквадратичное напряжение возбуждения.
    • Rdc : Сопротивление провода в омах.
    • Ceff : Экспериментальный расчет эффективной емкости для определения SRF. (В разработке, поэтому выделен серым цветом. На основе G3YNH Дэвида Найта. работа над собственной емкостью тороидальных катушек индуктивности подробно ЗДЕСЬ).
    • SRF : Экспериментальное предсказание собственной резонансной частоты в МГц. (В разработке, поэтому выделено серым цветом. Из той же статьи, подробно описанной выше.)
    В середине дисплея находятся следующие элементы:
    • nn AWG: Калибр проволоки выбран на основе американского стандарта калибра проволоки.
    • ⌀ : Диаметр проводника в мм и (дюймах).
    • Nd: выбранная плотность намотки в процентах.
    • N : Количество витков в зависимости от выбранного Nd.
    • wire : длина жилы провода в сантиметрах и (футах).
    Справа указаны данные производителей для выбранного материала.
    • мкИ : Начальная проницаемость @ B
    • B : (F) Плотность потока в гауссах при применении с Hoersted.
    • H : (F) Приложенная напряженность поля в эрстеде.
    • Bsat : (PI) Плотность потока насыщения в гауссах.
    • Br : Остаточная плотность потока в гауссах.
    • Hc : Коэрцитивная сила при 0 Гс.
    • Tc : Температура Кюри в градусах Цельсия.
    • ρ: Удельное сопротивление в Ом-см.
    • Тип : Состав материала. (NiZn, MnZn, фенол, карбонил)
    • P/N: номер детали производителя.

    Наблюдения:
    Железо в порошке:
    Значения индуктивности и реактивного сопротивления хорошо соответствуют предсказанным онлайн-калькуляторами, такими как тороиды.Информация. Однако прогнозы для Q имеют смешанные результаты по сравнению с каталогом Q-Curve Micrometals, который можно найти ЗДЕСЬ. Я предлагаю использовать их каталог для точного предсказания Q. Ранее было установлено, что значения Q, рассчитанные с использованием уравнений аппроксимации кривой Micrometal, не согласуются с измеренным значением Q, как описано здесь.

    TODO:

    • Добавьте ползунок смещения постоянного тока.
    • Рассмотрите возможность добавления ползунка температуры.

    История изменений:
    [16 февраля 22] — v0.9f
    * Удалены ссылки на трансформаторы. Трансформеры будут поддерживаться отдельным калькулятором.
    [17 января 22] — v0.9f
    * Добавлено стекирование x2 и x3 для тороидов размером 31, 43, 52 и 61 240.
    [24 ноября 21] — v0.9e
    * Обоснование всплывающих подсказок.
    [14 ноября 21] — v0.9d
    * Обновлен раздел данных производителей для более точного соответствия таблицам данных.Также обосновать, чтобы они отображались как табличные данные.
    [6 ноября 21] — v0.9c
    * Повторно включена поддержка PI.
    * Добавлена ​​поддержка PI Material 17.
    [3 ноября 21] — v0.9b
    * Отключена поддержка PI из-за ошибок, которые необходимо исправить.
    [2 ноября 21] — v0.9a
    * Выпуск 0.9a — Значительный рефакторинг кода для поддержки тороидальных сердечников из порошкового железа.
    [26 октября 21]
    * Увеличено разрешение f-ползунка, благодаря чему он плавно регенерирует набор данных.
    [24 октября 21]
    * Исправлена ​​проблема с зависанием f-слайдера, возникавшая в некоторых браузерах, работающих в Windows.
    * Увеличен контраст для экспериментальных расчетов Ceff и SRF на основе статьи Дэвида Найта (G3YNH).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.