Пресметка на намотки на трансформаторот и неговото јадро

Трансформаторот, чија историја е околу речиси еден век и пол, верно му служи на човештвото сето ова време. Нејзината цел е конверзија на AC напон. Ова е еден од ретките уреди, чија ефикасност може да достигне речиси 100%.

Намотка шема на заварување трансформатор.

Како да се пресметаат и ветар трансформатор намотки, што може да биде неговото јадро, кои се дизајнерските карактеристики на трансформаторите за различни цели, како тие работат - прашања што може да бидат од интерес за многумина. Подолу се дадени одговори на повеќето од овие прашања.

Што е трансформатор?

Малку историја

Во 1870-тите, рускиот научник П.Н. Yablochkov измислил електричен лак извор на светлина - "Yablochkov свеќа". Првично, изворите на енергија на лакот беа моќни галванични батерии, но во овој случај анодите изгореа побрзо. Тогаш научникот одлучи да го користи алтернаторот како тековен извор за неговиот изум.

Во овој случај се појави уште една потешкотија: откако беше запалена една електрична свеќа, поради намалувањето на напонот на терминалите на генераторот, палењето на други светилки беше тешко. Проблемот беше решен кога трансформаторот се користеше за снабдување на секој извор на светлина. Овие први трансформатори имаа отворени јадра од пакети од челична жица и, како резултат на тоа, имаа мала ефикасност. Трансформатори со затворени јадра, слични на модерните, се појавија само по 9 години.

Како работи трансформаторот и како работи?

Слика 1. Дијаграм на наједноставниот трансформатор.

Наједноставниот трансформатор е јадро на супстанца со висока магнетна пропустливост и два намотки околу нив (слика 1а). Кога поминувате низ примарното намотување на наизменична струја со сила I₁ во јадрото има различен магнетски флукс F, кој е навојен од примарните и секундарните намотки.

Во секој од врти на овие намотки е ист за нумеричката вредност на индуцираниот emf. Така, односот на ЕМП во намотките и се врти во нив се исти. Во неактивен (јас₂ = 0) напоните на намотките се речиси еднакви на индуцираниот emf во нив, па затоа, следната релација е исто така валидна за напони:

U₁ / U₂ ≈ N₁ / N_2, каде

N₁ и N₂ - бројот на врти во намотките.

Сооднос u₁ / U₂ исто така наречен коефициент на трансформација (k). Ако у₁ > U₂, трансформаторот се нарекува чекор-up (Слика 1б), со U₁ < U₂ - спуштање (Слика 1В). Првиот трансформатор има повисок степен на трансформација, а вториот има помалку од еден.

Еден ист трансформатор, во зависност од тоа на кој начин се прицврстува намотката, и со кој се отстранува напонот, може да се зголемува или да се намалува. Вторичното ликвидација не е нужно едно - може да има неколку. Од еднаквоста на моќта во намотките следи дека струењата во нив се обратно пропорционални на бројот на вртежи:

Јас₁ / I₂ ≈ N₂ / N_1.

Ако средното намотување е составен дел од основното (или примарно-секундарното), трансформаторот станува автотрансформатор. На сл. 1d и 1d се прикажани дијаграми на, соодветно, повлекувачи и чекор до автотрансформатори.

Дизајнот на трансформатори за место за заварување на бакар.

Променливо магнетно поле предизвикува формирање на струјни струи во јадрото, кое го загрева, на кој дел од енергијата се потроши. За да се намалат овие загуби, јадрата се регрутираат од посебни, изолирани едни од други, специјални челични листови со трансформатори со ниска енергетска вредност на пресврт.

Најчесто во модерните трансформатори се користат магнетни јадра од три типа:

1. Пруга (форма на буквата У), која се состои од две прачки со намотки и јарем кој ги поврзува. Ова е како јадрото на високо-енергетски трансформатори обично се наредени.
2. Оклоп (W-облик). Магнетното коло е јарем, внатре во кој е прачка со ликвидација. Јаремот го штити секое ликвидација на трансформаторот од надворешни влијанија - оттука и името. Најчесто се користи во ниско-енергетски трансформатори за електронски кола.
3. Тороидална - магнетното јадро во облик на тора се состои од лента со трансформатор рана со гумен ролна. Предности - релативно мала тежина, висока ефикасност, минимални пречки. Недостаток е комплексноста на ликвидацијата.

Како да се пресмета трансформаторот?

Заварување трансформатор за лачно заварување.

Најважните параметри на трансформаторот се номиналните вредности на струи и напони и моќност за кои е дизајниран. Апсолутната точност при пресметувањето на карактеристиките на трансформаторот за овие параметри не е многу важна, па можете да се ограничите на приближни вредности.

Низата пресметки е како што следува:

1. Пресметка на струјата преку секундарното ликвидација, земајќи ги предвид загубите: I.₂ = 1,5 * јас_2н, каде што_2н - номинална струја во неа.
2. Пресметка на моќност отстранета од средното намотување: стр₂ = U₂ * Јас₂, каде што₂ - тензија на тоа. Ако таквото ликвидација не е едно, тогаш резултатот е сума на нивните овластувања.
3. Одредување на добиената моќност: стр_Т = 1,25 * Р₂ со ефикасност од околу 80%.
4. Пресметка на струјата преку примарното намотување на трансформаторот: I₁ = P_Т / U₁, каде што₁ - тензија на тоа.
5. Областа на потребниот дел од магнетното коло: S = 1.3 * √P_Т, каде што се мери во cm².
6. Бројот на вртежи за примарното намотување на трансформаторот: N₁ = 50 * U₁ / S, каде што S се мери во cm².
7. Бројот на вртежи за секундарното намотување: N₂ = 55 * U₂ / S, каде што S се мери во cm².
8. Дијаметарот на проводниците на било кој од намотките на трансформаторот: d = 0.632 * √I, каде што јас е моменталната сила во неа. Формулата е точна за бакарна жица.

На пример, секундарното ликвидација на трансформатор вклучен во 220-волти мрежа треба да произведе струја од 6,7 А при напон од 36 V. Пресметајте ги параметрите на трансформаторот.

Главните делови на дизајнот на трансформаторот.

1. Јас₂ = 1,5 * 6,7 А = 10 А.
2. P₂ = 36 V * 10 A = 360 вати.
3. P_Т = 1,25 * 360 вати = 450 вати.
4. Јас₁ = 450 W / 220 V ≈ 2 А.
5. S = 1,3 * √450 (см²) ≈ 25 см²
6. N₁ = 50 * 220/25 = 440 свиоци.
7. N₂ = 55 * 36/25 = 79 кривини.
8. d₁ = 0,632 * √2 (мм) = 0,9 мм, г₁ = 0,632 * √10 (mm) = 2 mm.

Ако не постојат жици од потребниот дијаметар, тогаш една дебела жица може да се замени со неколку потенки врзани паралелно. Површината на пресекот на проводникот со дијаметар d може да се пресмета со формулата: s = 0.8 * d².

На пример, ви е потребна жица со дијаметар од 2 mm, а има само проводник со дијаметар од 1,2 mm. Попречниот пресек на саканата жица s = 0.8 * 4 (mm²) = 3,2 мм², достапната област, пресметана со истата формула, е 1.1 mm². Лесно е да се разбере дека еден проводник со пречник од 2 mm може да се замени со три со пречник од 1,2 mm.

Производство на трансформатори

Процесот на производство на енергетски трансформатор се состои од низа последователни операции.

Собрание на серпентини рамки за јадро или оклопно јадро

Слика 2. Схема на склопување на рамката за трансформаторот.

Прилично удобен материјал за составување на овие рамки е картонска или табла за печатење. Уште посилна рамка може да биде направена од пластика. Склопот на рамката е прикажан на сл. 2а Се состои од делови прикажани на сликите 2б-2г. Мора да се направи од две копии на секој дел. Дупки во образите (g) се наменети за заклучоци.

Постапка на собрание на рамка:

• два лица се преклопуваат едни со други;
• делови (б) се вградени во нивните прозорци и се разредуваат, еден нагоре, вториот надолу;
• Делови (в) се поставени така што нивните проекции се совпаѓаат со жлебовите од деловите (б).

Добиената рамка е доволно силна и повеќе не се распаѓа. Пред намотување на намотките, прстени се подготвуваат однапред (слика 2е) изработени од ленти од кабелска хартија. Лентите внимателно се сечат по должината на рабовите до длабочина од неколку мм. Овие парчиња, кои ги поврзуваат четките, ќе ги заштитат промените на следниот слој од паѓање во претходниот.

Намотување калеми

Слика 3. Дијаграм на јамката за серпентина.

Пред ликвидација, потребно е да се подготват делови од флексибилна жичка во изолација отпорна на топлина за кабли и делови од топлотно отпорна камера. Ликвидацијата се изведува така што жицата се вклопува на вртење до крајот со некоја напнатост. Следните калеми треба да ги притиснат претходните. Со цел да се спречи паѓањето на калетите во близина на образот, препорачливо е следниот ред да не се повлече неколку мм пред него, пополнувајќи ги слободните површини со низа или нишки.

По завршувањето на ликвидацијата на секој ред, тензијата на жицата мора да се одржува така што при положување лента за кабелски хартија, свитлиот дел не се отвара. Таквите гарнитури треба да се постават по секој слој.

Ако намотканата жица е тенка, тогаш на почетокот и крајот на ликвидацијата, како и на свиоците од него, подготвените парчиња на флексибилни заглавени жици внимателно се лепат. Местото на скокот е изолирано. Ако магнетната жица е доволно густа, каблите и приклучоците (во форма на јамки) се направени од иста жица. И заклучоците и свиоците треба да се носат со сегменти од камерите.

Патката (слика 3а) се пренесува преку дупката на преклопената лента со дебела хартија или памучна лента, која е затегната откако ќе се притисне со следните кривини (Слика 2б). Пример за гранка од тенка жица за жица е прикажан на сл. 2в.

Приближно на ист начин, краевите на ликвидацијата се направени од дебела жица, но се користи само памук. Шемата за одредување на почетокот на ликвидацијата е прикажана на сл. 2g, на својот крај - на сл. 2d

И неколку збора за тоа како да ветер намотка на тородијален трансформатор. Обично, за нивно ликвидација, се користат домашни купатила, на површината на која е рана доволно снабдување со жица. Шатлот со жица мора да помине во дупката на тородијалната магнетна кола.

Слика 4. Дизајн на велосипед на велосипед.

Многу е полесно да се навикне со користење на уредот, кој се базира на раб на велосипедското тркало (Слика 4). Раб се сечи на едно место, натопени во дупката на магнетното коло, по што сечените делови се внимателно поврзани. Потоа, жица за ликвидација на потребната должина е рана на неговата надворешна површина со мала маржа. За погодност, работ може да се закачи со горниот дел на ковален нок, игла или друга соодветна суспензија. Погодно е да се поправи свитканата жица со соодветен гумен прстен.

Ликвидацијата е рана поради ротацијата на раб. По завршувањето на секој чекор, поместете го гумениот прстен на соодветното растојание. Намотките треба да бидат поставени внимателно, со напнатост. Заклучоците и славините може да се формираат на ист начин како и во горенаведените калеми. Секој слој и ликвидација мора да се одделат со слој на изолација. На врвот на последниот слој, трансформаторот е обвиткан со лента за чување и натопен со лак.

Свршување на трансформаторското собрание

Дијаграм на еднофазен трансформатор.

Кога калемите се подготвени, јадрото или оклопните јадра се собрани. Треба да се обиде да направи колку тесни магнетни празнини, за кои собранието треба да се направи во капакот. Се продолжува додека не се пополни целиот прозорец. Конечните плочи често мора да се зачувуваат со дрвен чекан или дрвена постава.

На крајот на склопот, јадрото е запечатено, стегање на јаремот или затегнување, ако плочите имаат соодветни дупки, со пинови, кои се изолирани од јадрото со картонски цевки или неколку слоеви на хартија. На краевите на столбовите се ставаат електрични изолациски и конвенционални подлошки, а навртките се навртуваат, со што јадрото е затегнато. Лошо компресираното јадро ќе се збуни во голема мера и ќе вибрира.

Проверете го произведениот трансформатор

Шема на машината за трансформатори на ликвидација.

Прво, со користење на мегометар, го мериме отпорноста помеѓу индивидуалните намотки, како и помеѓу јадрото и намотките. Тоа не треба да биде помало од 0,5 мама. Ако не постои мегометар, можете да ги оцените овие отпори со обичен мерач. Треба да покаже бесконечност.

По проверка на изолацијата, примарната намотка на трансформаторот се испорачува со напон еднаков на половина од номиналната вредност. Можете да го користите, на пример, Latte. Ако производот не пуши, не згуснува, не се загрева многу, номиналниот напон се применува на примарната ликвидација.

Без товар, струјата во примарното намотување на трансформаторот не треба да биде повеќе од 5-10% од нејзината номинална вредност. Самиот трансформатор не треба да биде многу жешко и гласно да зуи. Ако зузот е силен, треба да го повлечете уште потешко, или да возите дрвени или пластични плочи во јазот помеѓу плочите.

За конечниот тест, номиналниот товар е поврзан со трансформаторот, се проверуваат напон на сите намотки. Ако сè е нормално, трансформаторот се чува под оптоварување 3-4 часа. Ако нема зуи, нема мирис за горење, а трансформаторот не загрева повеќе од 70^°C, тестот може да се смета успешно завршен.

Не секогаш во продажба можете да најдете трансформатор со потребните параметри.

Но, безбедно е да се каже дека потребниот уред не е премногу сложен и може да се пресмета и произведе самостојно.