Расчет трансформатора

Трансформатор предназначен для понижения входного переменного напряжения. По числу обмоток трансформаторы делятся на двухобмоточные и многообмоточные. По конструкции магнитопровода бывают стержневые (ПЛ), броневые (ШЛ) и кольцевые (ОЛ) трансформаторы.

В качестве трансформатора может использоваться стандартный трансформатор, подобранный по расчитанным ниже параметрам или специально спроектированный для данного источника.

Электрический расчет трансформатора заключается в выборе схемы трансформатора, определении напряжений и токов обмоток, нахождении коэффициента трансформации.

1. Эквивалентное сопротивление вторичной обмотки:

, Ом

где f =50 Гц – частота питающей сети

k – вспомогательный коэффициент

k = 2,3 для однополупериодной схемы выпрямления

k = 4,7 для двухполупериодной схемы выпрямления

k = 3,5 для мостовой схемы выпрямления

B_max = 1.4 Тл – максимальная магнитная индукция в магнитопроводе трансформатора.

S – количество стержней трансформатора несущих обмотки

S = 1 для магнитопроводов типа ШЛ и ОЛ

S = 2 для магнитопровода типа ПЛ

2. Сопротивление фазы выпрямителя определяется как:

, Ом

где i – количество вентилей, включенных последовательно с нагрузкой

i = 1 для однополупериодной и двухполупериодной схем выпрямления

i = 2 для мостовой схемы выпрямления

3. Ток через вентиль протекает в течении периода, определяемого углом , который определяется по формуле:

откуда путем подбора находим  , рад.

4. Максимальная амплитуда тока через вентиль

, А

где F – коэффициент, учитывающий угол отсечки диода

Необходимо проверить, чтобы максимальная амплитуда тока через вентиль была меньше прямого максимального тока диода I_max< I_пр.max.

5. Ток вторичной обмотки трансформатора

, А

где n – коэффициент учитывающий схему выпрямителя

n = 1 для для однополупериодной схемы выпрямления

n = 0,5 для двухполупериодной схемы выпрямления

для мостовой схемы выпрямления

D =

6. Напряжение на вторичной обмотке трансформатора определяется как:

7. Коэффициент трансформации

где U₁ – напряжение на первичной обмотке трансформатора

U₂ – напряжение на вторичной обмотке трансформатора

8. Ток первичной обмотки трансформатора (с учетом тока холостого хода):

, A

9. Габаритная мощность трансформатора

, Вт

Конструктивный расчет трансформатора заключается в выборе магнитопровода и определении числа витков обмоток и диаметров проводов.

По справочным данным стандартных магнитопроводов необходимо по значению Р_Г и типу магнитопровода выбрать магнитопровод и определиться с его геометрическими размерами.

10. Диаметр провода для обмоток трансформатора

мм

, мм

11. Площадь сечения магнитопровода трансформатора определяется как:

, см²

где S₀ – площадь окна магнитопровода, см²

12. Толщина набора пластин и их количество

, см

где А – ширина стержня магнитопровода, см

где  - толщина пластины, мм.

13. Число витков первичной обмотки определяется по формуле

, витка

14. Число витков вторичной обмотки

, витка

Рис. 11. Стабилизатор напряжения