4. Расчет трансформатора

Для расчета трансформатора должны быть определены напряжения и токи обмоток, причем коэффициент трансформации определяется из условия минимального напряжения на первичной обмотке, чтобы обеспечить на нагрузке необходимое (заданное) напряжение.

4.1 Минимальное значение эффективного напряжения на первичной обмотке трансформатора:

где 0,99 — коэффициент, учитывающий падение напряжения на активном сопротивлении обмотки.

4.2 Коэффициент трансформации находится по соотношению:

4.3 Наибольшее значение тока в первичной обмотке:

Где — КПД трансформатора принимаем равным 0,98.

4.5 По известным токам и напряжениям обмоток и габаритной мощности трансформатора выбирается сердечник и определяются параметры обмоток, при этом число витков первичной обмотки рассчитывается исходя из наибольшего напряжения, прикладываемого к ней, чтобы исключить режим насыщения сердечника трансформатора.

где S₀— площадь окна сердечника магнитопровода [см²];

S_c — поперечное сечение сердечника [см²];

— габаритная мощность двухобмоточного трансформатора;

к_ф — коэффициент формы напряжения (для синусоидального сигнала- 1,11);

к_с — коэффициент заполнения сердечника сталью (для высокочастотных трансформаторов, выполненных на сердечниках из электротехнических сталей Э310 (3411)÷ Э360 (3423) в пределах — 0,65÷ 0,93, принимаем k = 0,9 сталь Э350 (3422) с толщиной ленты 0,05 мм;

δ — плотность тока в обмотках трансформатора (зависит от материала провода, количества витков в обмотках и т.д.) определяет тепловой режим трансформатора и для высокочастотных маловитковых трансформаторов выбирается в диапазоне от 3 А/мм² до 5 А/мм², примем δ = 4 А/мм²;

σ — коэффициент заполнения окна сердечника медью (для проводов круглого сечения в пределах от 0,2 до 0,35), примем σ = 0,25;

В_м — индукция в магнитопроводе (зависит от материала сердечника, частоты и режима работы трансформатора). Для высокочастотных трансформаторов, выполненных на сердечниках из электротехнических сталей Э310÷ Э360, индукция выбирается в пределах 1,6÷ 1,88 Тл, примем В_м = 1,7 Тл.

Выбираем сердечник ШЛ 10х10 из стандартного ряда магнитопроводов ШЛ, имеющий , .

Рисунок 8 — Конструкция магнитопровода стержневого типа (ШЛ)

Магнито- провод

Размеры, мм

Справочные величины

Пло- щадь сечения магнии-топро-вода См2

Средняя длина магнии-тной силовой линии См

Пло-щадь сечения стали× площа-дь окна См4

Объем магни-топро-вода См3

Масса магни-топро-вода кг

Ориенти-ровочная мощность трансфор-матора ВА

а

h

c

C

H

B

Sст

lст

Sст Sок

Vст

Gст

P

ПЛ10×12,5-25

10

25

10

40

35

12,5

1

8,5

2,5

8,5

0,058

64

4.6 Число витков на один вольт ЭДС в обмотках трансформатора:

4.7 Число витков в первичной обмотке:

принимаем

4.8 Во вторичной — W₂ = 24× 0,294 = 7 витков.

4.9 Диаметры проводов обмоток [Приложение К]:

принимаем провод марки ПЭВ-1 с диаметром провода с изоляцией 0,37 мм.

принимаем провод марки ПЭВ-1 с диаметром провода с изоляцией 0,35 мм.