Расчет трансформатора теория и практика

Трансформатор это статическое электромагнитное устройство способное преобразовываеть переменное напряжение одного значения в переменное напряжение другого номинала. Этот главный принцип в работе широко применяется во всех направлениях радиоэлектроники и электротехники.

В самой простой классификации они бывают однофазные и трехфазные. Рассмотрим , для начала, принцип работы стандартного однофазного преобразователя переменного напряжения

Благодаря магнитному потоку, который создается первичной обмоткой, вторичная его улавливает и преобразует в переменное напряжение с такой же частотой, но сдругим номиналом. Почему же напряжения на вторичной обмотке отличается?

А потому, что зависит от количества витков, которые намотаны на обоих обмотках. И подчиняются следующей формуле.

,где: U₁ и U₂ - напряжение на первичной и вторичной обмотке соответственно; N₁, N₂ - количество витков на каждой обмотке; I₁, I₂ - токи протикающие в каждой из обмоток

Расчет трансформатора теория из курса ТОЭ

Теоретический курс раздела из цикла общая электротехника. В данных уроках вы познакомитесь с общим устройством, со схемой замещения при холостом ходе. С работой однофазного и трехфазного трансформатора. С переходными процессами происходящими в них. Познакомитесь с примерами расчета.

Программы для расчета трансформаторов

Transfor - Позволяет радиолюбителям расчитывать силовые приборы, собранные на магнитопроводах разной формы из электротехнической стали ( Г -, Ш -, О - образные и броневые), имеющие до 99 обмоток и с сохранением результатов расчета в файл.
Indukt- Применяется радиолюбителями в целях расчета трансформаторов и катушек индуктивностей. А также определения предельных нагрузок катушки и различных параметров индуктивных элементов.
Design tools pulse transformers - Русско язычный вариант расчетки трансформаторматоров для двухтактных импульсных источников питания
Transfor-zwuk - Расчет и изготовление выходных трансформаторов ламповых УМЗЧ
ExcellentIT v5.0.0.0 - утилита для расчетов импульсных трансформаторов двухтактных преобразователей
PowerTrans v1.0 - Простая утилитка позволит с отличной точностью рассчитывать трансформаторы на различных сердечниках. Для лучшего приближения расчета к реальным параметрам рекомендуется после расчета диаметр провода в первичной обмотке увеличить на 10%. В комплекте имется так же справочник по намоточным проводам и радиолюбительскими советами по намотке и испытанию трансформаторов.

Расчет силовых трансформаторов

Точный и правильный расчет трансформатора довольно сложен, если вам не терпится познакомится с ним по ссылке чуть выше, вы можете скачать целый курсовой проект посвященный этому вопросу, но радиолюбителю или начинающему электронщику можно сконструировать силовой трансформатор, пользуясь для расчета упрощенными методиками, которые рассмотрены ниже. Для упрощенного расчета необходимо вычислить, исходя из заданных параметров величины напряжений и токов для всех обмоток. Сначала расчитаем мощность для всех вторичных обмоток:

P₂=I₂×U₂; P₃=I₃×U₃ и т.д

где Р₂, Р₃, Р₄ - мощности, отдаваемые обмотками трансформатора; I₂, I₃, I₄ - силы токов (А); U₂, U₃, U₄ - напряжения этих обмоток.

Для расчета общей мощности трансформатора все состовляющие, вычесленные для отдельных обмоток, сумируются и общая сумма умножается на коэффициент 1,25, учитывающий потери.

P=1,25×(P₂+P₃+P₄+..)

По мощности Р подсчитывается сечение сердечника (в кв.см):

Q=1,2 √P

Далее рассчитываем число витков n₀ приходящиеся на 1 вольт напряжения:

n₀=50/Q

Затем переходят к нахождению числа витков каждой из обмоток. Для первичной обмотки число витков, учитывая потери напряжения, будет определятся так:

n₁=0,97×n₀×U₁

Для остальных обмоток учитывая потери напряжения числа витков определяются:

n₂=1,03×n₀×U₂; n₃=1,03×n₀×U₃ и т.п

Диаметр провода любой обмотки трансформатора можно определить по формуле:

d=0.7×√ I

где I — сила тока (A), идущего через данную обмотку; d — диаметр провода (по меди) в милиметрах.

Сила тока, проходящего через первичную обмотку, вычисляется из обшей мощности трансформатора Р:

I₁=P/U₁

Необходимо еще выбрать типоразмер пластин для сердечника трансформатора. Для этого нужно рассчитать площадь, которую занимает вся обмотка в окне сердечника :

Sм=4×(d₁²×n₁+d₂²×n₂+d₃²×n₃+...+)

где S_м - площадь (в квадратных милиметрах), занимаемая всеми обмотками в окне; d1, d2, d3 и d4 - диаметры проводов обмоток (в милиметрах); n1, n2, n3 и n4 — числа витков соответствующих обмоток.

Эта формула учитывает толщину изоляции проводов и неравномерность намотки обмоток, а также место, которое занимает каркасом в окне сердечника. По полученной величине S_м выбирается типоразмер пластины с таким образом, чтобы обмотка свободно влезть в окно выбранной пластины. Выбирать пластины с окном, значительно большим, чем это требуется, не следует, так как при этом сильно ухудшаются общие свойства трансформатора.

Затем определяют толщину набора сердечника - величину b, которую вычисляют по формуле:

b=100×Q/a

Здесь размер a – ширина среднего лепестка пластины и b в миллиметрах; Q - в кв. см. Расчет как видите очень простой, самым сложным является поиск необходимого сердечника с нужными типоразмерами.

Определение мощности силового трансформатора без сложных расчетов

Полный расчет и самостоятельное изготовление трансформатора для радиолюбителя довольно сложная задача. Но можно пойти более быстрым путем. Просто подобрать близко похожий по мощности и исправный трансформатор. Рассмотрим косвенный способ определения мощности трансформатора на примере трансформатора ТП114-163М. Он броневого типа, собран из штампованных Ш-образных и прямых пластин.

Итак, для вычесления мощности трансформатора требуется рассчитать сечение магнитопровода. Применительно к ТП114-163М, магнитопровод представляет набор штампованных Ш-образных и прямых пластин из электротехнической стали. Для упрощенного расчета сечения потребуется умножить толщину набора пластин на ширину центрального лепестка Ш-образной пластины. При расчетах не забывайте соблюдать размерность.Лучше все мерить в сантиметрах. В соответствии с рисунком, толщина набора около 2 сантиметров.

Затем измеряем ширину центрального лепестка. Тут немного сложнее. Так как ТП114-163М имеет плотный набор и пластмассовый каркас. Поэтому центральный лепесток почти не виден, он закрыт пластиной, и измерить его ширину проблематично. Поэтому ширину измеряем у боковой, самой первой Ш-образной пластины в зазоре между пластмассовым каркасом. Она не дополняется прямой пластиной и поэтому хорошо просматривается край центрального лепестка.

Таким образом сечение магнитопровода будет 3,4 см². Остается подставить это значение в формулу и вычислить результат - около 7 ватт.

P_тр=(S/1,3)²

Расчет трансформатора. Маломощный с воздушным охлаждением

Курсовая работа с примером расчета. В конструкторском исполнении этот прибор представляет собой магнитопровод и катушки с обмотками. Магнитопроводы небольшой мощности бывают пластинчатые и ленточные. Они в свою очередь делятся на три основных класса: стержневые, кольцевые и броневые.

Обмотки катушек делаются из изолированных проводов и кроме этого осуществляется изоляция катушек непосредственно от сердечника.

Расчет трехфазных трансформаторов

В этой курсовой работе был представлен расчет трехфазного двухобмоточного устройства общей мощностью 1000 кВ•А. При передаче энергии на одинаковое расстояние, потери ее оказываются разными при разных напряжениях. Чем выше напряжение, тем меньше потери. Для изменения напряжения в электроэнергетике применяют тран-торы. Так в начале ЛЭП испльзуют повышающие трансф., а в конце – понижающие. Цель данной курсовой работы заключается в том, чтобы спроектировать его с минимальными потерями.

Расчет трехфазных двухобмоточных маслянных трансформаторов

В этом курсовой работе приведены расчёты основных электрических величин и изоляционных материалов, обмоток, параметров короткого замыкания, магнитной системы трансформатора и параметров холостого хода. Тепловой расчёт трансф. и системы охлаждения

Расчет трансформаторов готовый дипломный проект

Расчет трансформ. напряжения. Его используют для понижения высокого напряжения до стандартных значений и отделения от первичных цепей высокого напряжения. В дипломе также имеется технологическая и экономическая часть, а также техника безопасности.

Ремонт трансформаторов

Если он все таки сломался, необходимо внимательно осмотреть его. В некоторых случаях уже по его внешнему виду и обмоткам можно определить проблему поломки. Если каркас трансф. сильно оплавлен или просматриваются следы сажи без ремонта не обойтись, иногда даже проще купить новый. Но не будем сразу о грустном.