Transformatorius perduoda elektros energiją iš vienos grandinės į kitą, nepakeisdamas dažnio. Joje yra pirminė ir antrinė apvijos. Pirminė apvija yra prijungta prie pagrindinio maitinimo šaltinio, o antrinė - prie reikalingos grandinės. Mūsų projekto grandinė , mes suprojektavome mažos galios (10 KVA) vieno fazės 50 hercų galios transformatorių, kaip reikalaujame projekte.
Transformatorius iš esmės yra trijų tipų:
- Šerdies tipas
- Korpuso tipas
- Toroidinis
Šerdyje tipo apvijos supa dalį šerdies, tuo tarpu apvalkalo tipo apvijos supa apvijas. „Core“ tipe yra du pagrindiniai tipai, būtent E-I tipas ir U-T tipas. Šiame transformatoriaus dizainas , mes naudojome E-I šerdies tipą. Mes pasirinkome E-I šerdį, nes vyniojimas yra daug lengvesnis, palyginti su toroidiniu, tačiau efektyvumas yra labai didelis (95% -96%). Taip yra todėl, kad toroidinėse šerdyse srauto nuostolis yra labai mažas.
Projekte naudojami transformatoriai yra
- Serijos transformatorius: Suteikti reikiamą pakėlimo ar įtampos įtampą ir
- Valdymo transformatorius: Išėjimo įtampos jutimui ir maitinimo šaltiniui.
Dizaino formulės:
Čia mes atsižvelgiame į emaliuoto vario vielos stalo apvijų duomenis ir transformatorių štampavimo lentelės matmenis, kad pasirinktume įvesties ir išvesties apvijas SWG ir transformatoriaus šerdį pagal pateiktas specifikacijas.
Laikomasi projektavimo procedūros, darant prielaidą, kad pateikiamos šios transformatoriaus specifikacijos:
- Antrinė įtampa (Vs)
- Antrinė srovė (yra)
- Posūkių santykis (n2 / n1)
Pagal šią pateiktą informaciją mes apskaičiuojame liežuvio plotį, kamino aukštį, šerdies tipą, lango plotą taip: -
- Antrinės įtampos stiprintuvai (SVA) = antrinė įtampa (Vs) * antrinė srovė (Is)
- Pirminės įtampos amperai (PVA) = Antrinės įtampos amperai (SVA) / 0,9 (darant prielaidą, kad transformatoriaus efektyvumas yra 90%)
- Pirminė įtampa (Vp) = Antrinė įtampa (Vs) / posūkių santykis (n2 / n1)
- Pirminė srovė (Ip) = pirminės įtampos amperai (PVA) / pirminė įtampa (Vp)
- Reikiamą šerdies skerspjūvio plotą nurodo: - šerdies plotas (CA) = 1,15 * kvrt (pirminės įtampos stiprintuvai (PVA))
- Bendrasis šerdies plotas (GCA) = šerdies plotas (CA) * 1.1
- Apvijos posūkių skaičius nustatomas pagal santykį, nurodytą taip: - posūkiai vienai voltai (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * šerdies plotas * dažnis * srauto tankis)
Emaliuoto vario vielos apvijos duomenys
(@ 200A / cm²)
Maks. Dabartinis pajėgumas (stipr.) | Posūkiai / kv. cm | SWG | Maks. Dabartinis pajėgumas (stipr.) | Posūkiai / kv. cm | SWG | |
0,001 | 81248 | penkiasdešimt | 0,1874 | 711 | 29 | |
0,0015 | 62134 | 49 | 0,2219 | 609 | 28 | |
0,0026 | 39706 | 48 | 0,2726 | 504 | 27 | |
0,0041 | 27546 | 47 | 0.3284 | 415 | 26 | |
0,0059 | 20223 m | 46 | 0,4054 | 341 | 25 | |
0,0079 | 14392 m | Keturi, penki | 0,4906 | 286 | 24 | |
0.0104 | 11457 m | 44 | 0.5838 | 242 | 2. 3 | |
0,0131 | 9337 | 43 | 0.7945 | 176 | 22 | |
0,0162 | 7755 | 42 | 1.0377 | 137 | dvidešimt vienas | |
0,0197 | 6543 | 41 | 1,313 | 106 | dvidešimt | |
0,0233 | 5595 | 40 | 1,622 | 87.4 | 19 | |
0,0274 | 4838 | 39 | 2,335 | 60.8 | 18 | |
0,0365 | 3507 | 38 | 3,178 | 45.4 | 17 | |
0,0469 | 2800 | 37 | 4,151 | 35.2 | 16 | |
0,0586 | 2286 m | 36 | 5,254 | 26.8 | penkiolika | |
0,0715 | 1902 m | 35 | 6,487 | 21.5 | 14 | |
0,0858 | 1608 m | 3. 4 | 8,579 | 16.1 | 13 | |
0,1013 | 1308 m | 33 | 10,961 | 12.8 | 12 | |
0.1182 | 1137 m | 32 | 13,638 | 10.4 | vienuolika | |
0,1364 | 997 | 31 | 16.6 | 8.7 | 10 | |
0,1588 | 881 | 30 |
Transformatoriaus štampavimo matmenys (pagrindinė lentelė):
Tipo numeris | Liežuvio plotis (cm) | Lango plotas (kv. Cm) | Tipo numeris | Liežuvio plotis (cm) | Lango plotas (kv. Cm) | |
17 | 1.27 | 1,213 | 9 | 2,223 | 7,865 | |
12A | 1,588 | 1,897 | 9A | 2,223 | 7,865 | |
74 | 1,748 | 2,284 | 11A | 1,905 | 9,072 | |
2. 3 | 1,905 | 2,723 | 4A | 3,335 | 10,284 | |
30 | du | 3 | du | 1,905 | 10,891 | |
| 1,588 | 3,329 | 16 | 3.81 | 10,891 | |
31 | 2,223 | 3,703 | 3 | 3.81 | 12,704 | |
10 | 1,588 | 4,439 | 4AX | 2,383 | 13,039 | |
penkiolika | 2.54 | 4,839 | 13 | 3,175 | 14,117 | |
33 | 2.8 | 5.88 | 75 | 2.54 | 15,324 | |
1 | 1,667 | 6 555 | 4 | 2.54 | 15,865 | |
14 | 2.54 | 6 555 | 7 | 5.08 | 18,969 | |
vienuolika | 1,905 | 7,259 | 6 | 3.81 | 19,356 | |
3. 4 | 1,588 | 7,529 | 35A | 3.81 | 39,316 | |
3 | 3,175 | 7,562 | 8 | 5.08 | 49,803 |
Veikiant tinkle, dažnis yra 50 Hz, o srauto tankis gali būti laikomas 1 Wb / kv cm. paprastiems plieno štampams ir 1,3 Wb / kv cm CRGO štampams, atsižvelgiant į naudojamą tipą.
Vadinasi
- Pirminiai posūkiai (n1) = posūkiai vienai voltai (Tpv) * Pirminė įtampa (V1)
- Antriniai posūkiai (n2) = posūkiai vienai voltai (Tpv) * antrinė įtampa (V2) * 1,03 (Tarkime, kad transformatoriaus apvijos sumažėjo 3%)
- Laminavimo liežuvio plotį apytiksliai nurodo:
Liežuvio plotis (Tw) = Sqrt * (GCA)
Srovės tankis
Tai dabartinė laido keliamoji galia skerspjūvio ploto vienetui. Jis išreiškiamas Amp / cm² vienetais. Aukščiau paminėta vielos lentelė skirta nuolatiniam vardui esant 200A / cm² srovės tankiui. Nenutrūkstamam ar pertraukiamam transformatoriaus veikimo režimui galima pasirinkti didesnį tankį iki 400A / cm², t. Y. Dvigubai didesnį už įprastą tankį, kad būtų galima taupyti vieneto kainą. Jis pasirenkamas, nes nepertraukiamo veikimo atvejais temperatūros kilimas su pertraukiamomis operacijomis yra mažesnis.
Taigi, priklausomai nuo pasirinkto srovės tankio, dabar apskaičiuojame pirminių ir antrinių srovių vertes, kurių reikia ieškoti vielos lentelėje, kad pasirinktumėte SWG: -
n1a = apskaičiuota pirminė srovė (Ip) / (srovės tankis / 200)
n2a = apskaičiuota antrinė srovė (Is) / (srovės tankis / 200)
Šioms pirminės ir antrinės srovės reikšmėms mes pasirenkame atitinkamą SWG ir posūkius kvadratiniam metrui iš vielos stalo. Tada mes skaičiuojame taip:
- Pirminis plotas (pa) = Pirminiai posūkiai (n1) / (Pagrindiniai posūkiai vienam kv. M)
- Antrinis plotas (sa) = antriniai posūkiai (n2) / (antriniai posūkiai vienam kvadratiniam metrui)
- Bendras lango plotas, reikalingas šerdžiai, apskaičiuojamas pagal: -
Bendras plotas (TA) = Pirminis plotas (pa) + Antrinis plotas (sa)
- Papildoma vieta, reikalinga pirmajam ir izoliacijai, gali būti 30% papildoma erdvė, reikalinga faktinei apvijos sričiai. Ši vertė yra apytikslė ir gali tekti keisti, atsižvelgiant į faktinį vyniojimo būdą.
Lango plotas (Wacal) = Bendras plotas (TA) * 1.3
Norėdami apskaičiuoti aukščiau apskaičiuotą liežuvio pločio vertę, mes pasirenkame šerdies skaičių ir lango plotą iš pagrindinės lentelės, užtikrindami, kad pasirinktas lango plotas būtų didesnis arba lygus bendrojo šerdies plotui. Jei ši sąlyga netenkinama, mes siekiame didesnio liežuvio pločio, užtikrindami tą pačią būklę ir atitinkamai sumažindami kamino aukštį, kad išlaikytume maždaug pastovų bendrą šerdies plotą.
Taigi iš pagrindinės lentelės gauname galimą liežuvio plotį (Twavail) ir lango plotą ((pasinaudoti) (aWa))
- Kamino aukštis = bendrasis šerdies plotas / liežuvio plotis ((galima) (atw)).
Prekyboje prieinamiems buvusiems dydžiams apytiksliai vertiname kamino aukščio ir liežuvio pločio santykį su artimiausiais šiais skaičiais: 1,25, 1,5, 1,75. Blogiausiu atveju mes imame santykį, lygų 2. Tačiau galima pasirinkti bet kokį santykį iki 2, kuris reikalautų susikurti savo buvusius.
Jei santykis yra didesnis nei 2, mes pasirenkame didesnį liežuvio plotį (aTw), užtikrinant visas pirmiau nurodytas sąlygas.
- Krūvos aukštis (ht) / liežuvio plotis (aTw) = (tam tikras santykis)
- Modifikuotas kamino aukštis = liežuvio plotis (aTw) * Artimiausia standartinio santykio vertė
- Modifikuotas bendrasis šerdies plotas = liežuvio plotis (aTw) * modifikuotas kamino aukštis.
Ta pati projektavimo procedūra taikoma ir valdymo transformatoriui, kur mes turime užtikrinti, kad kamino aukštis būtų lygus liežuvio pločiui.
Taigi mes surandame šerdies skaičių ir kamino aukštį pagal pateiktas specifikacijas.
Transformatoriaus projektavimas naudojant pavyzdį:
- Pateikiama tokia informacija:
- Sek. įtampa (Vs) = 60V
Sek. Srovė (Is) = 4.44A
- Posūkiai vienam santykiui (n2 / n1) = 0,5
Dabar turime atlikti tokius skaičiavimus: -
- Sek. Volto stiprintuvai (SVA) = Vs * Is = 60 * 4,44 = 266,4 VA
- „Prim.Volt-Amps“ (PVA) = SVA / 0,9 = 296,00VA
- Pirminis įtampa (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 60 / 0,5 = 120V
- Pradinė srovė (Ip) = PVA / Vp = 296,0 / 120 = 2,467A
- Pagrindinis plotas (CA) = 1,15 * kvrt (PVA) = 1,15 * kvrtas (296) = 19,785 cm²
- Bendras šerdies plotas (GCA) = CA * 1,1 = 19,785 * 1,1 = 21,76 cm²
- Vienos voltų apsisukimai (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * CA * dažnis * srauto tankis) = 1 / (4,44 * 10-4 * 19,785 * 50 * 1) = 2,272 apsisukimai už voltą
- Prim. Pasukimai (N1) = Tpv * Vp = 2,276 * 120 = 272,73 posūkiai
- Sek. Pasukimai (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 2,276 * 60 * 1,03 = 140,46 apsisukimai
- Liežuvio plotis (TW) = Sqrt * (GCA) = 4,690 cm
- Mes pasirenkame srovės tankį kaip 300A / cm², tačiau vielos lentelėje esantis srovės tankis nurodomas 200A / cm², tada
- Pagrindinė dabartinė paieškos vertė = Ip / (srovės tankis / 200) = 2,467 / (300/200) = 1,644A
- Antrinė srovės paieškos vertė = Is / (srovės tankis / 200) = 4,44 / (300/200) = 2,96A
Šioms pirminės ir antrinės srovės reikšmėms mes pasirenkame atitinkamą SWG ir posūkius kvadratiniam metrui iš vielos stalo.
SWG1 = 19 SWG2 = 18
Pirminio posūkio kvadratiniam kvadratiniam metrui = 87,4 cm² posūkis antrinio kvadratinio metro kvadratui = 60,8 cm²
- Pirminis plotas (pa) = n1 / apsisukimai vienam kvadratiniam metrui (pagrindinis) = 272,73 / 87,4 = 3,120 cm²
- Antrinis plotas (sa) = n2 / apsisukimai vienam kvadratiniam metrui (antrinis) = 140,46 / 60,8 = 2,310 cm²
- Bendras plotas (at) = pa + sa = 3,120 + 2,310 = 5430 cm²
- Lango plotas (Wa) = bendras plotas * 1,3 = 5,430 * 1,3 = 7,059 cm²
Norėdami apskaičiuoti aukščiau apskaičiuotą liežuvio pločio vertę, mes pasirenkame šerdies skaičių ir lango plotą iš pagrindinės lentelės, užtikrindami, kad pasirinktas lango plotas būtų didesnis arba lygus bendrojo šerdies plotui. Jei ši sąlyga netenkinama, mes siekiame didesnio liežuvio pločio, užtikrindami tą pačią būklę ir atitinkamai sumažindami kamino aukštį, kad išlaikytume maždaug pastovų bendrą šerdies plotą.
Taigi iš pagrindinės lentelės gauname galimą liežuvio plotį (Twavail) ir lango plotą ((pasinaudoti) (aWa)):
- Taigi liežuvio plotis (atw) = 3,81 cm
- Galimas lango plotas (awa) = 10,891 cm²
- Pagrindinis skaičius = 16
- Kamino aukštis = gca / atw = 21,99 / 3,810 = 5,774 cm
Dėl našumo mes apytiksliai vertiname kamino aukščio ir liežuvio pločio (aTw) santykį su artimiausiais šiais skaičiais: 1,25, 1,5 ir 1,75. Blogiausiu atveju imame santykį, lygų 2.
Jei santykis yra didesnis nei 2, mes pasirenkame didesnį liežuvio plotį, užtikrinant visas pirmiau nurodytas sąlygas.
- Kamino aukštis (ht) / liežuvio plotis (aTw) = 5,774 / 3,81 = 1,516
- Pakeistas kamino aukštis = liežuvio plotis (aTw) * artimiausia standartinio santykio vertė = 3,810 * 1,516 = 5,715 cm
- Modifikuotas bendrasis šerdies plotas = liežuvio plotis (aTw) * modifikuotas kamino aukštis = 3,810 * 5,715 = 21,774 cm²
Taigi mes surandame šerdies skaičių ir kamino aukštį pagal pateiktas specifikacijas.
Mažo valdymo transformatoriaus dizainas su pavyzdžiu:
Pateikiama tokia informacija:
- Sek. įtampa (Vs) = 18V
- Sek. Srovė (Is) = 0.3A
- Posūkiai vienam santykiui (n2 / n1) = 1
Dabar turime atlikti tokius skaičiavimus: -
- Sek. Volto stiprintuvai (SVA) = Vs * Is = 18 * 0,3 = 5,4 VA
- „Prim.Volt-Amps“ (PVA) = SVA / 0,9 = 5,4 / 0,9 = 6VA
- Prim. Įtampa (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 18/1 = 18V
- Prim. srovė (Ip) = PVA / Vp = 6/18 = 0,333A
- Pagrindinis plotas (CA) = 1,15 * kvrt (PVA) = 1,15 * kvrtas (6) = 2,822 cm²
- Kryžminio šerdies plotas (GCA) = CA * 1,1 = 2,822 * 1,1 = 3,132 cm²
- Vienos voltų apsisukimai (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * CA * dažnis * Srauto tankis) = 1 / (4,44 * 10-4 * 2,822 * 50 * 1) = 15,963 apsisukimai už voltą
- Prim. Posūkiai (N1) = Tpv * Vp = 15,963 * 18 = 287,337 posūkiai
- Sek. Pasukimai (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 15,963 * 60 * 1,03 = 295,957 apsisukimai
- Liežuvio plotis (TW) = Sqrt * (GCA) = sqrt * (3.132) = 1.770 cm
Mes pasirenkame srovės tankį kaip 200A / cm², tačiau vielos lentelėje esantis srovės tankis nurodomas 200A / cm², tada
- Pirminė dabartinė paieškos vertė = Ip / (srovės tankis / 200) = 0,333 / (200/200) = 0,333A
- Antrinė srovės paieškos vertė = Is / (srovės tankis / 200) = 0,3 / (200/200) = 0,3A
Šioms pirminės ir antrinės srovės vertėms mes pasirenkame atitinkamą SWG ir posūkius vienam kvadratui. cm atstumu nuo vielos stalo.
SWG1 = 26 SWG2 = 27
Posūkis už kv. cm pirminio = 415 apsisukimų. cm antrinio = 504 posūkiai
- Pirminis plotas (pa) = n1 / apsisukimai vienam kvadratiniam metrui (pagrindinis) = 287,337 / 415 = 0,692 cm²
- Antrinis plotas (sa) = n2 / apsisukimai vienam kvadratiniam metrui (antrinis) = 295,957 / 504 = 0,587 cm²
- Bendras plotas (at) = pa + sa = 0,692 + 0,587 = 1 280 cm²
- Lango plotas (Wa) = bendras plotas * 1,3 = 1,280 * 1,3 = 1,663 cm²
Norėdami apskaičiuoti aukščiau apskaičiuotą liežuvio pločio vertę, mes pasirenkame šerdies skaičių ir lango plotą iš pagrindinės lentelės, užtikrindami, kad pasirinktas lango plotas būtų didesnis arba lygus bendrojo šerdies plotui. Jei ši sąlyga netenkinama, mes siekiame didesnio liežuvio pločio, užtikrindami tą pačią būklę ir atitinkamai sumažindami kamino aukštį, kad išlaikytume maždaug pastovų bendrą šerdies plotą.
Taigi iš pagrindinės lentelės gauname galimą liežuvio plotį (Twavail) ir lango plotą ((pasinaudoti) (aWa))
- Taigi galimas liežuvio plotis (atw) = 1,905cm
- Galimas lango plotas (awa) = 18,969 cm²
- Pagrindinis skaičius = 23
- Kamino aukštis = gca / atw = 3,132 / 1,905 = 1,905cm
Taigi valdymo transformatorius yra suprojektuotas.
