Как да направите трансформатори от стъпка надолу

Понижаващият трансформатор е устройство, което намалява по-високия потенциал за променлив ток до по-нисък потенциал за променлив ток според неговото съотношение на навиване и спецификации.

В тази статия ще обсъдим как да проектираме и изградим основен понижаващ трансформатор, който обикновено се прилага в захранваните мрежи.

Въведение

Това вероятно ще помогне на електронните любители да разработят и изградят свои собствени трансформатори въз основа на техните специфични изисквания. На следващите страници е представен опростен метод на оформление, за да се постигнат задоволително разработени трансформатори. От друга страна, процесът на проектиране може да бъде обект на някои експерименти.

Таблиците, представени в тази статия, изчисляват кратко, което помага на дизайнера да намери подходящия размер на ламиниране на тел или дори сърцевина. Тук се предоставят изключително подходящи данни и изчисления, за да се гарантира, че дизайнерът абсолютно не е объркан от нежелани подробности.

Тук ще направим специално обсъдете за трансформаторите който притежава 2 или повече намотки от изолирана медна тел около желязна сърцевина. Това са: една първична намотка и една или може би повече вторична намотка.

Всяка намотка е електрически изолирана от другата, но са магнитно свързани чрез използване на ламинирано желязно ядро. Малките трансформатори имат структура на черупка, т.е. намотката е обградена от сърцевината, както е показано на фиг. 1. Мощността, доставяна от вторичния, всъщност се предава от първичната, макар и при ниво на напрежение, зависещо от съотношението на намотката на a чифт намотка.

Видео интерпретация

Основен дизайн на трансформатора

Като начална фаза към проектирането на трансформатор, оценките на първичното и вторичното напрежение и номиналът на вторичния ампер трябва да бъдат ясно изразени.

След това се определя съдържанието на сърцевината, което ще се използва: щамповане с обикновена стомана или щамповане със студено валцувано зърно (CRGO). CRGO се отличава с по-голяма допустима плътност на потока и намалени загуби.

Най-добрата възможна част от напречното сечение на сърцевината се определя приблизително от:

Площ на сърцевината: 1.152 x √ (изходно напрежение x изходен ток) кв. См.

По отношение на трансформаторите, имащи няколко вторични, трябва да се вземе предвид сумата от изходния волт-усилвател на всяка намотка.

Количеството на завъртанията на първичната и вторичната намотка се определя, като се използва формулата за съотношението на оборотите на волт като:

Обороти на волт = 1 / (4.44 x 10^-4честота x площ на сърцевината x плътност на потока)

Тук честотата обикновено е 50 Hz за индийски домакински източник. Плътността на потока може да се разглежда като приблизително 1,0 Weber / кв. М. предназначен за обичайно щамповане на стомана и приблизително 1,3 Weber / кв. м. за щамповане на CRGO.

Изчисляване на първичното навиване

Токът в първичната навивка се представя по формулата:

Първичен ток = Сума на o / p волта и o / p Amp, разделена на първичните волта x ефективност

Ефективността на малките трансформатори може да се различава между 0,8 и 0 .§6. Стойност 0,87 работи изключително добре за обикновени трансформатори.

За намотката трябва да се определи подходящият размер на проводника. Диаметърът на проводника зависи от тока, номинален за намотката, както и от допустимата плътност на тока на проводника.

Настоящата плътност може да достигне 233 ампера / кв. См. в малки трансформатори и минимални до 155 ампера / кв. см. в големите.

Данни за навиване

Обикновено стойност от 200 ампера / кв. См. може да се има предвид, съгласно която е създадена Таблица №1. Количеството на завъртанията в първичната намотка се представя по формулата:

Основна Обороти = обороти на волт x първични волта

Стаята, консумирана от намотката, се определя от плътността на изолацията, техниката на навиване и диаметъра на проводника.

Таблица # 1 предоставя приблизителните стойности на завоите на квадратен см. чрез която сме в състояние да изчислим площта на прозореца, консумирана от първичната намотка.

Площ на първичната намотка = Първични завои / обороти на кв. См от Таблица # 1

Изчисляване на вторично навиване

Като се има предвид, че имаме предполагаемата номинална стойност на вторичния ток, ние можем да определим размера на проводника за вторичната намотка просто като преминем директно през Таблица # 1.

Количеството на завъртанията на вторичния се изчислява по идентичния метод, когато става въпрос за първичен, но трябва да бъдат включени около 3% излишни завои, за да се възстанови вътрешното спадане на напрежението на вторичната намотка на трансформатора при натоварване. Следователно,

Вторични обороти = 1,03 (обороти на волт x вторични волта)

Площта на прозореца, необходима за вторична намотка, е идентифицирана от Таблица # 2 като

Вторична площ на прозореца = Вторични завои / обороти на кв. См. (от таблица № 2 по-долу)

Изчисляване на размера на ядрото

Основната квалификационна мярка при избирането на сърцевината може да бъде общата достъпна площ на прозореца на пространството за навиване.

Обща площ на прозореца = Основна площ на прозореца + сума на вторичните площи на прозореца + пространство за бивша и изолация.

Необходимо е малко допълнително пространство за поддържане на първия и изолация между намотките. Конкретното количество допълнителна площ може да се различава, въпреки че 30% може да се счита за начало, въпреки че това може да се наложи да се персонализира по-късно.

Таблица Размери на щамповането на трансформатора

Перфектните размери на сърцевината, притежаващи по-голямо пространство на прозореца, обикновено се определят от Таблица # 2, като се вземе предвид разликата между ламинирането при тяхното подреждане (елементът за подреждане на сърцевината може да се приеме за 0,9), сега имаме

Брутна площ на ядрото = Площ на сърцевината / 0,9 кв. См. По принцип се предпочита квадратният централен крайник.

За това ширината на езика на ламиниране е

Ширина на езика = √Брутна площ на сърцевината (кв.см)

Сега се обърнете към Таблица # 2 още веднъж и като крайна точка намерете подходящия размер на сърцевината, като имате подходяща площ на прозореца и близка стойност на ширината на езика, както е изчислена. Променете височината на стека, ако е необходимо, за да придобиете предвидената секция на сърцевината.

Височина на стека = Брутна основна площ / Действителна ширина на езика

Стекът не трябва да е много под ширината на езика, а трябва да бъде повече. Той обаче не трябва да е по-голям от 11/2 пъти ширината на езика.

Схема за сглобяване на сърцевината

Как да сглобите трансформатора

Намотката се извършва над изолиращ формиращ елемент или бобина, който се побира на средния стълб на ламинирането на сърцевината. Обикновено първичната се навива първо, а след това е вторичната, като се запазва изолация между двата слоя на намотката.

Върху намотката се нанася последен изолационен слой, за да се предпазят всички от механично и вибрационно влошаване. Винаги, когато се използват тънки проводници, техните конкретни краища трябва да бъдат споени с по-тежки проводници, за да се изведат терминалите извън първия.

Ламинирането обикновено се сглобява върху първото чрез алтернативно ламиниране, обърнато в настройката. Ламинирането трябва да бъде здраво свързано помежду си чрез подходяща затягаща рамка или чрез използване на гайки и болтове (в случай, че в ламиниращия възел са осигурени проходни отвори).

Как да приложим екраниране

Това може да бъде разумна идея да се използва електростатично екраниране между първичната и вторичната намотка, за да се избегнат електрическите смущения от преминаване към вторичната от първичната.

Екранът за понижаващи трансформатори може да бъде конструиран от медно фолио, което може да се навие между двете намотки за малко повече от тум. Изолацията трябва да бъде представена през цялото фолио и да се полагат подходящи грижи, за да не стигнат двата края на фолиото никога в контакт. Освен това с това екраниращо поле може да се запои проводник и да се свърже със заземяващата линия на веригата или с ламинирането на трансформатора, която може да бъде затегната със заземяващата линия на веригата.