O cálculo mais simples de transformadores de potência e autotransformadores

Às vezes você tem que fazer seu próprio transformador de potência para o retificador. Nesse caso, o cálculo mais simples de transformadores de potência com potência de até 100-200 W é feito da seguinte maneira.

Conhecendo a tensão e a corrente máxima que o enrolamento secundário deve fornecer (U2 e I2), encontramos a potência do circuito secundário: Na presença de vários enrolamentos secundários, a potência é calculada somando as potências dos enrolamentos individuais.

Além disso, tomando a eficiência de um transformador de baixa potência igual a cerca de 80%, determinamos a potência primária:

A energia é transferida do primário para o secundário através do fluxo magnético no núcleo. Portanto, o valor de potência P1 depende da área da seção transversal do núcleo S, que aumenta com o aumento da potência. Para um núcleo feito de aço de transformador normal, S pode ser calculado usando a fórmula:

onde s está em centímetros quadrados e P1 está em watts.

O valor de S determina o número de voltas w' por volt. Ao usar transformador de aço

Se você precisar fazer um núcleo de aço de qualidade inferior, por exemplo, de estanho, ferro para telhado, aço ou fio de ferro (eles devem ser pré-aquecidos para ficarem macios), então S e w' devem ser aumentados em 20-30%

Agora você pode calcular o número de voltas das bobinas

etc.

No modo de carga, pode haver uma perda perceptível de parte da tensão na resistência dos enrolamentos secundários. Portanto, é recomendável que eles levem o número de voltas em 5 a 10% a mais do que o calculado.

Corrente primária

Os diâmetros dos fios do enrolamento são determinados pelos valores das correntes e são baseados na densidade de corrente permitida, que para transformadores é considerada em média 2 A / mm2. Com essa densidade de corrente, o diâmetro do fio sem isolamento de cada enrolamento em milímetros é determinado na tabela. 1 ou calculado pela fórmula:

Quando não há fio com o diâmetro necessário, vários fios mais finos conectados em paralelo podem ser usados. Sua área de seção transversal total deve ser pelo menos aquela que corresponde ao condutor individual calculado. A área da seção transversal do fio é determinada de acordo com a tabela. 1 ou calculado pela fórmula:

Para enrolamentos de baixa tensão que possuem um pequeno número de voltas de fio grosso e estão localizados em cima de outros enrolamentos, a densidade de corrente pode ser aumentada para 2,5 ou até 3 A/mm2, pois esses enrolamentos possuem melhor resfriamento. Então, na fórmula do diâmetro do fio, o fator constante em vez de 0,8 deve ser 0,7 ou 0,65, respectivamente.

Finalmente, verifique a colocação das bobinas na janela principal.A área total da seção transversal das voltas de cada enrolamento é (multiplicando o número de voltas w pela área da seção transversal do fio igual a 0,8d2 de, onde dfrom é o diâmetro do fio no isolamento . Isso pode ser determinado na tabela 1, que também mostra a massa do condutor. As áreas das seções transversais de todos os enrolamentos são adicionadas. Para levar em consideração aproximadamente a frouxidão do enrolamento, o efeito da estrutura do isolante vedações entre os enrolamentos e suas camadas, é necessário aumentar a área encontrada em 2 a 3 vezes A área da janela do núcleo não deve ser menor que o valor obtido no cálculo.

tabela 1

Como exemplo, vamos calcular um transformador de potência para um retificador alimentando algum dispositivo a vácuo. Deixe o transformador ter um enrolamento de alta tensão projetado para uma tensão de 600 V e uma corrente de 50 mA, bem como um enrolamento para lâmpadas de aquecimento, com U = 6,3 V e I = 3 A. Tensão de rede 220 V.

Determine a potência total dos enrolamentos secundários:

energia primária

Encontre a área da seção transversal do núcleo de aço do transformador:

Número de voltas por volt

Corrente primária

O número de voltas e o diâmetro dos fios das bobinas são iguais:

• para enrolamento primário

• para aumentar o enrolamento

• para enrolamento de lâmpadas incandescentes

Suponha que a janela do núcleo tenha uma área de seção transversal de 5×3 = 15 cm2 ou 1500 mm2 e os diâmetros dos condutores isolados selecionados sejam os seguintes: d1iz = 0,44 mm; d2iz = 0,2 mm; d3out = 1,2 mm.

Vamos verificar a colocação das bobinas na janela principal. Encontramos a área da seção transversal dos enrolamentos:

• para enrolamento primário

• para aumentar o enrolamento

• para enrolamento de lâmpadas incandescentes

A área total da seção transversal dos enrolamentos é de aproximadamente 430 mm2.

Como você pode ver, é mais de três vezes a área da janela e, portanto, as bobinas caberão.

O cálculo do autotransformador possui algumas peculiaridades. Seu núcleo deve ser contado não para a potência secundária total P2, mas apenas para a parte dela que é transmitida pelo fluxo magnético e pode ser chamada de potência transformadora RT.

Esta potência é determinada pelas fórmulas:

— para um autotransformador elevador

— para o autotransformador abaixador e

Se o autotransformador tiver taps e trabalhar com valores diferentes de n, então no cálculo é necessário tomar o valor de n que é mais diferente da unidade, pois neste caso o valor de Pt será o maior e é núcleo necessário para poder transmitir tal poder.

Então a potência calculada P é determinada, que pode ser tomada como 1,15 • RT. O fator 1,15 aqui representa a eficiência do autotransformador, que geralmente é ligeiramente maior que a do transformador. e

Além disso, são aplicadas as fórmulas para calcular a área da seção transversal do núcleo (em relação à potência P), o número de voltas por volt, os diâmetros de fio mencionados acima para o transformador. Deve-se notar que na parte do enrolamento comum aos circuitos primário e secundário, a corrente é igual a I1 — I2 se o autotransformador estiver aumentando e I2 — I1 se estiver diminuindo.