Как произвести расчет маломощных трансформаторов?

В заводской практике электромонтера часто встречается необходимость изготовить маломощный (до 1—1,5 кВт) трансформатор для переносной лампы, точечной сварки, прибора и т. д. Приводим упрощенный расчет обмоток и сердечника однофазного трансформатора, обеспечивающий достаточную для практики точность.

Маломощный трансформатор напряжения 100ВА

Электромонтеры часто нуждаются в маломощном трансформаторе, для переносной лампы, точечной сварки. Изготовить ее просто, опираясь на расчеты.

Исходные данные:

U1 —  напряжение питающей сети, т. е. напряжение первичной обмотки (В)

U2 —  напряжение, которое требуется получить от трансформатора для работы того или иного прибора, т. е. напряжение вторичной обмотки

I2 — ток нагрузки трансформаторов, т. е. ток вторичной обмотки (а).

Рассчитываются:

Однофазный двухобмоточный трансформатор.

Рисунок 1. Однофазный двухобмоточный трансформатор.

S — поперечное сечение сердечника (см2)

Wi — число витков первичной обмотки

W2 — число витков вторичной обмотки

d1  и d2 — диаметр обмоточного провода первичной и вторичной обмоток (мм).

Порядок расчета:      

  • составляется схема рассчитываемого трансформатора. Для примера берется однофазный двухобмоточный трансформатор по схеме, приведенной на рисунке 1;   
  •  поперечное сечение сердечника определяется по следующей формуле:

где Р— мощность (Вт), потребляемая трансформатором из сети. Определяется она из формулы:

где Р — мощность нагрузки (Вт);

n — КПД. трансформатора, который берется равным 0,8—0,9;

  • число витков обмотки, требуемое на напряжение 1 В:

  •  число витков первичной обмотки:

 

  • число витков вторичной обмотки:

где 0,05U2-n — число, на которое надо увеличить число витков вторичной обмотки для компенсации падения напряжения в ней.

  •  диаметр провода вторичной обмотки:

  • диаметр провода первичной обмотки:

  •  вычисляется заполнение окна трансформаторной стали обмотками; если об­мотки не помещаются, то сечение сердечника должно быть увеличено и расчет делается вновь (на увеличенное поперечное сечение сердечника).

Пример. Требуется изготовить трансформатор для питания переносных ламп на­каливания, рассчитанных на напряжение 12 В, если общий ток нагрузки будет составлять 10 А.                                                                                                                Сечение сердечника трансформатора:

Можно взять трансформаторную сталь типа Ш-32, набор 4 см (5 = 12 см’1).

Расчетное число п:Величина 50 является средним значением, от которого можно отступать в неко­торых пределах: для трансформатора с хорошей сталью при тщательном выполнении катушек и обмоток эта величина может быть снижена до 45 и даже до 40, а при других случаях может быть увеличена до 60 и даже до 70 (если применена плохая сталь с плохой изоляцией отдельных пластин, при намотке катушек навалом или работе трансформатора без выключения в течение длительного времени).

Число витков вторичной обмотки:

Число витков первичной обмотки:

Диаметр провода вторичной обмотки:Диаметр провода первичной обмотки:

Проверка по окну железа показывает, что обмотки с прокладками между ними и между каждым слоем укладываются свободно.