Transformators pārraida elektrisko jaudu no vienas ķēdes uz otru, nemainot frekvenci. Tas satur primāro un sekundāro tinumu. Primārais tinums ir savienots ar galveno padevi un sekundārs ar nepieciešamo ķēdi. Mūsu projekta shēma , mēs esam veikuši mazjaudas (10 KVA) vienfāzes 50 hercu jaudas transformatora dizainu atbilstoši mūsu prasībām projektā.

Transformators pamatā ir trīs veidu:

Galvenais tips
Korpusa tips
Toroidāls

Kodolā tipa tinumi ieskauj daļu serdes, savukārt apvalka tipa serdeni ieskauj tinumus. Core tipā ir divi galvenie veidi, proti, E-I tips un U-T tips. Šajā transformatoru dizains , mēs izmantojām E-I kodola tipu. Mēs izvēlējāmies E-I serdi, jo tinums ir daudz vieglāks, salīdzinot ar toroidālo, bet efektivitāte ir ļoti augsta (95% -96%). Tā tas ir tāpēc, ka plūsmas zudums toroidālajos kodolos ir salīdzinoši mazāks.

Projektā izmantotie transformatori ir

Sērijas transformators: Lai nodrošinātu nepieciešamo palielināšanas vai sprieguma spriegumu un
Vadības transformators: Izejas sprieguma uztveršanai un strāvas padevei.

Dizaina formulas:

Šeit mēs izmantojam atsauces uz tinuma datiem par emaljētu vara stiepļu galdu un transformatoru štancēšanas tabulas izmēriem, lai izvēlētos ieejas un izejas tinumus SWG un transformatora serdi atbilstoši norādītajām specifikācijām.

Tiek ievērota projektēšanas procedūra, pieņemot, ka ir sniegta šāda transformatora specifikācija:

Sekundārais spriegums (Vs)
Sekundārā strāva (Is)
Pagriezienu attiecība (n2 / n1)

No šīm norādītajām detaļām mēs aprēķinām mēles platumu, kaudzes augstumu, serdeņa tipu, loga laukumu šādi: -

Sekundārā sprieguma ampēri (SVA) = sekundārais spriegums (Vs) * sekundārā strāva (Is)
Primārie sprieguma ampēri (PVA) = Sekundārie sprieguma ampēri (SVA) / 0,9 (pieņemot, ka transformatora efektivitāte ir 90%)
Primārais spriegums (Vp) = Sekundārais spriegums (Vs) / pagriezienu attiecība (n2 / n1)
Primārā strāva (Ip) = Primārā sprieguma ampēri (PVA) / Primārā sprieguma (Vp)
Nepieciešamo kodola šķērsgriezuma laukumu izsaka šādi: - serdes laukums (CA) = 1,15 * sqrt (primārie sprieguma ampēri (PVA))
Bruto kodola laukums (GCA) = kodola laukums (CA) * 1.1
Apgriezienu skaitu tinumā izlemj pēc attiecības, kas izteikta šādi: - pagriezieni uz voltu (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * serdes laukums * frekvence * plūsmas blīvums)

Dati par emaljētu vara stiepli

(@ 200A / cm²)

Maks. Pašreizējā jauda (amp.)	Pagriezieni / kv. cm	SWG	Maks. Pašreizējā jauda (amp.)	Pagriezieni / kv. cm	SWG
0,001	81248	piecdesmit	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	46	0,4054	341	25
0,0079	14392	Četri, pieci	0.4906	286. lpp	24
0.0104	11457	44.	0.5838	242	2. 3
0,0131	9337	43	0,7945	176. lpp	22
0,0162	7755	42	1.0377	137	divdesmitviens
0,0197	6543	41	1,313	106. lpp	divdesmit
0,0233	5595	40	1,622	87.4	19
0,0274	4838	39	2,335	60.8	18
0,0365 “šķidro kristālu displeju veidi ”	3507	38	3,178	45.4	17
0,0469	2800	37	4,151	35.2	16
0,0586	2286	36	5,254 “kā darbojas trīsfāžu jauda ”	26.8	piecpadsmit
0,0715	1902. gads	35	6,487	21.5	14
0,0858	1608. gads	3. 4	8,579	16.1	13
0,1013	1308. gads	33	10,961	12.8	12
0.1182	1137. gads	32	13,638	10.4	vienpadsmit
0,1364	997	31	16.6	8.7	10
0,1588	881	30

Transformatora štancēšanas izmēri (pamatgalds):

Tipa numurs	Mēles platums (cm)	Loga laukums (kv. Cm)	Tipa numurs	Mēles platums (cm)	Loga laukums (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	divi	3	divi	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
piecpadsmit	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
vienpadsmit	1,905	7,259	6 “atšķirība starp 3 fāzēm un vienfāzēm ”	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

Darbībai ar elektrotīklu frekvence ir 50 Hz, savukārt plūsmas blīvumu var uzskatīt par 1 Wb / kv cm. parastajiem tērauda štancējumiem un 1,3 Wb / kv cm CRGO štancēšanai atkarībā no izmantojamā veida.

Tādējādi

Primārie pagriezieni (n1) = Pagriezieni uz voltu (Tpv) * Primārais spriegums (V1)
Sekundārie pagriezieni (n2) = pagriezieni uz voltu (Tpv) * sekundārais spriegums (V2) * 1,03 (pieņemsim, ka transformatora tinumos ir kritums par 3%)
Laminējumu mēles platumu aptuveni nosaka:

Mēles platums (Tw) = Sqrt * (GCA)

Strāvas blīvums

Tā ir stieples pašreizējā kravnesība uz šķērsgriezuma laukuma vienību. To izsaka ampēru / cm² vienībās. Iepriekš minētā stiepļu galds ir paredzēts nepārtrauktai nominālvērtībai pie strāvas blīvuma 200A / cm². Transformatora nepārtrauktam vai periodiskam darbības režīmam var izvēlēties lielāku blīvumu līdz 400A / cm², t.i., divreiz lielāku parasto blīvumu, lai ekonomētu vienības izmaksas. Tas tiek izvēlēts, jo nepārtrauktās darbības gadījumos temperatūras paaugstināšanās ir mazāka nepārtrauktu ekspluatācijas gadījumu gadījumā.

Tātad, atkarībā no izvēlētā pašreizējā blīvuma, mēs tagad aprēķinām primāro un sekundāro strāvu vērtības, kuras jāmeklē stiepļu tabulā, lai izvēlētos SWG: -

n1a = aprēķinātā primārā strāva (Ip) / (strāvas blīvums / 200)

n2a = aprēķinātā sekundārā strāva (Is) / (strāvas blīvums / 200)

Šīm primārās un sekundārās strāvas vērtībām mēs izvēlamies atbilstošo SWG un pagriezienus uz kvm no stiepļu galda. Tad mēs turpinām aprēķināt šādi:

Primārā platība (pa) = Primārie pagriezieni (n1) / (Primārie pagriezieni uz kvm)
Sekundārā platība (sa) = sekundārie pagriezieni (n2) / (sekundārie pagriezieni uz kvm)
Kopējo loga laukumu, kas nepieciešams kodolam, izsaka:

Kopējā platība (TA) = Primārā platība (pa) + Sekundārā platība (sa)

Papildu vieta, kas nepieciešama pirmajai un izolācijai, var aizņemt 30% papildu vietas no tā, ko prasa faktiskais tinuma laukums. Šī vērtība ir aptuvena, un, iespējams, tā būs jāmaina, atkarībā no faktiskās tinuma metodes.

Loga laukums (Wacal) = Kopējā platība (TA) * 1.3

Iepriekš aprēķinātajai mēles platuma vērtībai mēs izvēlamies kodola numuru un loga laukumu no kodola tabulas, nodrošinot, ka izvēlētais loga laukums ir lielāks vai vienāds ar kopējo kodola laukumu. Ja šis nosacījums nav izpildīts, mēs izvēlamies lielāku mēles platumu, nodrošinot to pašu stāvokli un attiecīgi samazinot kaudzes augstumu, lai saglabātu aptuveni nemainīgu kopējo kodola laukumu.

Tādējādi mēs iegūstam pieejamo mēles platumu (Twavail) un loga laukumu ((izmantot) (aWa)) no pamatgalda

Steka augstums = bruto kodola laukums / valodas platums ((pieejams) (atw)).

Tirdzniecībā pieejamo agrāko izmēru nolūkos mēs aptuveni aprēķinām kaudzes augstuma un mēles platuma attiecību ar tuvākajiem sekojošajiem skaitļiem 1,25, 1,5, 1,75. Sliktākajā gadījumā mēs izmantojam koeficientu, kas ir vienāds ar 2. Tomēr var ņemt jebkuru koeficientu līdz 2, kas prasītu izveidot sev bijušos.

Ja attiecība ir lielāka par 2, mēs izvēlamies lielāku mēles platumu (aTw), nodrošinot visus iepriekš minētos nosacījumus.

Steka augstums (ht) / mēles platums (aTw) = (daži koeficienti)
Pārveidotais kaudzes augstums = mēles platums (aTw) * Standarta attiecības tuvākā vērtība
Modificēts bruto kodola laukums = Mēles platums (aTw) * Mainīts kaudzes augstums.

Tā pati projektēšanas procedūra attiecas uz vadības transformatoru, kur mums jānodrošina, lai kaudzes augstums būtu vienāds ar valodas platumu.

Tādējādi mēs atrodam kodola numuru un kaudzes augstumu dotajām specifikācijām.

Transformatora projektēšana, izmantojot piemēru:

Sniegtā informācija ir šāda:
Sek. spriegums (Vs) = 60V

Sec strāva (Is) = 4.44A

Pagriezieni uz attiecību (n2 / n1) = 0,5

Tagad mums ir jāveic šādi aprēķini: -

Sec. Volt-Amps (SVA) = Vs * Is = 60 * 4,44 = 266,4VA
Prim. Volt-Amps (PVA) = SVA / 0,9 = 296,00 VA
Prim. Spriegums (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 60 / 0,5 = 120 V
Prim.strāva (Ip) = PVA / Vp = 296,0 / 120 = 2,467A
Galvenais laukums (CA) = 1,15 * kvrt (PVA) = 1,15 * kvrts (296) = 19,785 cm²
Bruto kodola laukums (GCA) = CA * 1,1 = 19,785 * 1,1 = 21,76 cm²
Pagriezieni uz voltu (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * CA * frekvence * Plūsmas blīvums) = 1 / (4,44 * 10-4 * 19,785 * 50 * 1) = 2,272 apgriezieni uz voltu
Prim. Pagriezieni (N1) = Tpv * Vp = 2,276 * 120 = 272,73 pagriezieni
Sec. Pagriezieni (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 2,276 * 60 * 1,03 = 140,46 pagriezieni
Mēles platums (TW) = Sqrt * (GCA) = 4,690 cm
Mēs izvēlamies strāvas blīvumu kā 300A / cm², bet strāvas blīvums stiepļu tabulā ir norādīts 200A / cm², tad
Primārā pašreizējā meklēšanas vērtība = Ip / (strāvas blīvums / 200) = 2,467 / (300/200) = 1,644A
Sekundārā pašreizējā meklēšanas vērtība = Is / (strāvas blīvums / 200) = 4,44 / (300/200) = 2,96A

Šīm primārās un sekundārās strāvas vērtībām mēs izvēlamies atbilstošo SWG un pagriezienus uz kvm no stiepļu galda.

SWG1 = 19 SWG2 = 18

Pagrieziens uz kvm primārā = 87,4 cm² pagrieziens uz sekundāro kvadrātmetru = 60,8 cm²

Primārā platība (pa) = n1 / pagriezieni uz kvm (primārais) = 272,73 / 87,4 = 3,120 cm²
Sekundārā platība (sa) = n2 / pagriezieni uz kvcm (sekundārā) = 140,46 / 60,8 = 2,310 cm²
Kopējā platība (pie) = pa + sa = 3,120 + 2,310 = 5430 cm²
Loga laukums (Wa) = kopējā platība * 1,3 = 5,430 * 1,3 = 7,059 cm²

Tādējādi mēs iegūstam pieejamo mēles platumu (Twavail) un loga laukumu ((izmantot) (aWa)) no kodola tabulas:

Tātad mēles platums (atw) = 3,81 cm
Pieejamais loga laukums (awa) = 10,891 cm²
Galvenais skaitlis = 16
Steka augstums = gca / atw = 21,99 / 3,810 = 5,774 cm

Veiktspējas apsvērumu dēļ mēs tuvinām kaudzes augstuma un mēles platuma (aTw) attiecību ar tuvākajiem sekojošajiem skaitļiem 1,25, 1,5 un 1,75. Sliktākajā gadījumā mēs ņemam attiecību, kas vienāda ar 2.

Ja attiecība ir lielāka par 2, mēs izvēlamies lielāku mēles platumu, nodrošinot visus iepriekš minētos nosacījumus.

Steka augstums (ht) / mēles platums (aTw) = 5,774 / 3,81 = 1,516
Pārveidotais kaudzes augstums = mēles platums (aTw) * Standarta attiecības tuvākā vērtība = 3,810 * 1,516 = 5,715 cm
Modificēts bruto kodola laukums = mēles platums (aTw) * modificēts kaudzes augstums = 3,810 * 5,715 = 21,774 cm²

Tādējādi mēs atrodam kodola numuru un kaudzes augstumu dotajām specifikācijām.

Neliela vadības transformatora dizains ar piemēru:

Sniegtā informācija ir šāda:

Sek. spriegums (Vs) = 18V
Sec strāva (Is) = 0.3A
Pagriezieni uz attiecību (n2 / n1) = 1

Tagad mums ir jāveic šādi aprēķini: -

Sec. Volt-Amps (SVA) = Vs * Is = 18 * 0,3 = 5,4 VA
Prim. Volt-ampēri (PVA) = SVA / 0,9 = 5,4 / 0,9 = 6VA
Prim. Spriegums (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 18/1 = 18V
Prim. strāva (Ip) = PVA / Vp = 6/18 = 0,333A
Galvenais laukums (CA) = 1,15 * kvrt (PVA) = 1,15 * kvrts (6) = 2,822 cm²
Krusta kodola laukums (GCA) = CA * 1,1 = 2,822 * 1,1 = 3,132 cm²
Pagriezieni uz voltu (Tpv) = 1 / (4,44 * 10-4 * CA * frekvence * Plūsmas blīvums) = 1 / (4,44 * 10-4 * 2,822 * 50 * 1) = 15,963 pagriezieni uz voltu
Prim. Pagriezieni (N1) = Tpv * Vp = 15,963 * 18 = 287,337 pagriezieni
Sec. Pagriezieni (N2) = Tpv * Vs * 1,03 = 15,963 * 60 * 1,03 = 295,957 pagriezieni
Mēles platums (TW) = Sqrt * (GCA) = sqrt * (3,132) = 1,770 cm

Mēs izvēlamies strāvas blīvumu kā 200A / cm², bet strāvas blīvums stiepļu tabulā ir norādīts 200A / cm², tad

Primārā pašreizējā meklēšanas vērtība = Ip / (strāvas blīvums / 200) = 0,333 / (200/200) = 0,333A
Sekundārā pašreizējā meklēšanas vērtība = Is / (strāvas blīvums / 200) = 0,3 / (200/200) = 0,3A

Šīm primārās un sekundārās strāvas vērtībām mēs izvēlamies atbilstošo SWG un pagriezienus uz kvadrātu. cm no stiepļu galda.

SWG1 = 26 SWG2 = 27

Pagrieziens uz kvadrātmetru cm no primārā = 415 pagriezieni Pagriezieni uz kvadrātmetru. cm sekundārā = 504 pagriezieni

Primārā platība (pa) = n1 / pagriezieni uz kv.m. (primārā) = 287,337 / 415 = 0,692 cm²
Sekundārā platība (sa) = n2 / pagriezieni uz kv.m. (sekundārā) = 295,957 / 504 = 0,587 cm²
Kopējā platība (at) = pa + sa = 0,692 + 0,587 = 1280 cm²
Loga laukums (Wa) = kopējā platība * 1,3 = 1,280 * 1,3 = 1,663 cm²

Tādējādi mēs iegūstam pieejamo mēles platumu (Twavail) un loga laukumu ((izmantot) (aWa)) no pamatgalda