Простий розрахунок тороїдальних трансформаторів (по таблиці)

При виготовленні малогабаритної радіоелектронної апаратури краще всього використовувати трансформатори з тороїдальним магнітопроводів. У порівнянні з броньовими сердечниками з Ш-образних пластин вони мають меншу вагу і габарити, володіють підвищеним ККД, а їх обмотка краще охолоджується. Крім того, при рівномірному розподілі обмоток по периметру осердя практично відсутній поле розсіювання та в більшості випадків відпадає необхідність у екрануванні трансформаторів.

У зв'язку з тим, що повний розрахунок силових трансформаторів на тороїдальних сердечниках занадто громіздкий і складний, наводимо таблицю, за допомогою якої легко розрахувати тороїдальний трансформатор потужністю до 120 Вт. Точність розрахунку цілком достатня для аматорського практики. Розрахунок параметрів тороїдального трансформатора, що не ввійшли до таблиці, аналогічний розрахунку трансформаторів на Ш-подібному сердечнику.

Таблицею можна користуватися при розрахунку трансформаторів на сердечниках з холоднокатаної сталі Е310, Е320, Е330 з товщиною стрічки 0,35-0,5 мм і стали Е340, Е350, Е360 з товщиною стрічки 0,05-0,1 мм при частоті живильної мережі 50 Гц. . При намотуванні трансформаторів допустимо застосовувати лише межобмоточную і зовнішню ізоляції: хоча міжшарового ізоляція і дозволяє добитися більш рівною укладання проводи обмоток, з-за відмінності зовнішнього і внутрішнього діаметрів сердечника при її застосуванні неминуче збільшується товщина намотування по внутрішньому діаметру.

Для намотування тороїдальних трансформаторів необхідно застосовувати обмотувальні проводи з підвищеною механічної та електричної міцністю ізоляції. При намотуванні вручну слід користуватися проводами ПЕЛШО, ПЕШО. У крайньому випадку можна застосувати провід ПЕВ-2. Як межобмоточной і зовнішньої ізоляції придатні фторопластова плівка ПЕТФ товщиною 0,01-0,02 мм, Лакотканини ЛШСС товщиною 0,06-0,012 мм або батистова стрічка.

Приклад розрахунку трансформатора.

Дано: напруга живильної мережі U c = 220 В, вихідна напруга U H = 12 В, струм навантаження I н = 3,6 А.

1. Визначають потужність вторинної обмотки:

P=U a ХI н = 12х3, 6 = 43,2 Вт

2. Визначають габаритну потужність трансформатора:

Величину ККД та інші необхідні для розрахунку дані вибирають за таблицею з потрібної графи ряду габаритних потужностей.

3. Знаходять площа перерізу сердечника:

4. Підбирають розміри сердечника D c ,d c і h c :

Найближчий стандартний тип сердечника – ОЛ50/80- 40, площа перерізу якого дорівнює

(Не

менше розрахункової).

5. При визначенні внутрішнього діаметра осердя повинна бути виконана умова: d c >d’ c

тобто 5> 3,8.

6. Припустимо, обраний сердечник зі сталі Е320, тоді число витків на вольт визначають за формулою

7. Знаходять розрахункові числа витків первинної і вторинної обмоток:

W 1-1 =w 1 *U e = 5,55 х220 = 1221 виток, W 1-2 =w 1 *U н = 5,55 х12 = 66 витків.

Так як в тороїдальних трансформаторах магнітний потік розсіювання дуже малий, то падіння напруги в обмотках визначається практично лише їх активним опором, внаслідок чого відносна величина падіння напруги в обмотках трансформатора тороїдального значно менше, ніж у трансформаторах стрижневого і броньового типів. Тому для компенсації втрат на опорі вторинної обмотки необхідно збільшити кількість її витків лише на 3%.

W 1-2 = 66X1, 03 = 68 витків.

8. Визначають діаметри проводів обмоток:

де

I 1 , – Струм первинної обмотки трансформатора, який визначається з формули

Вибирають найближчий діаметр дроту в бік збільшення (0,31 мм):

Таблиця для розрахунку тороїдальних трансформаторів

Pг, В т

w1

w2

S, см 2

А, А / мм 2

h , %

До 10

41/S

38/S

(Pг) (1/2)

4,5

0,8

10—30

36/S

32/S

(Pг) (1/2) /1,1

4

0,9

30—50

33,3/S

29/S

(Pг) (1/2) /1,2

3,5

0,92

50—120

32/S

28/S

(Pг) (1/2) /1,25

3

0,95

Примітка. Р г – Габаритна потужність трансформатора w t – Число витків на вольт для сталі Е310, Е320, Е330, w 2 – Число витків на вольт для сталі Е340, Е350, Е360, S – площа перерізу осердя, A-допустима щільність струму в обмотках, I) – ККД трансформатора.