การคำนวณที่ง่ายที่สุดของหม้อแปลงไฟฟ้าและหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

บางครั้งคุณต้องสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าของคุณเองสำหรับวงจรเรียงกระแส ในกรณีนี้การคำนวณที่ง่ายที่สุดของหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังสูงถึง 100-200 W จะดำเนินการดังนี้

เมื่อทราบแรงดันและกระแสสูงสุดที่ขดลวดทุติยภูมิต้องส่ง (U2 และ I2) เราจะพบกำลังของวงจรทุติยภูมิ: เมื่อมีขดลวดทุติยภูมิหลายตัว กำลังไฟฟ้าจะคำนวณโดยการเพิ่มกำลังของขดลวดแต่ละเส้น

นอกจากนี้เรายังพิจารณาประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังต่ำเท่ากับประมาณ 80%:

พลังงานถูกถ่ายโอนจากหลักไปยังทุติยภูมิผ่านฟลักซ์แม่เหล็กในแกนกลาง ดังนั้นค่าพลัง P1 จึงขึ้นอยู่กับพื้นที่หน้าตัดของคอร์ S ซึ่งเพิ่มขึ้นตามกำลังที่เพิ่มขึ้น สำหรับแกนที่ทำจากเหล็กหม้อแปลงธรรมดา สามารถคำนวณ S ได้โดยใช้สูตร:

โดยที่ s มีหน่วยเป็นตารางเซนติเมตร และ P1 มีหน่วยเป็นวัตต์

ค่าของ S กำหนดจำนวนรอบ w' ต่อโวลต์ เมื่อใช้เหล็กหม้อแปลง

หากคุณต้องการทำแกนเหล็กคุณภาพต่ำ เช่น จากดีบุก เหล็กมุงหลังคา เหล็กหรือลวดเหล็ก (ต้องอุ่นก่อนถึงจะนิ่ม) ดังนั้น S และ w' จะต้องเพิ่มขึ้น 20-30%

ตอนนี้คุณสามารถคำนวณจำนวนรอบของขดลวดได้

เป็นต้น

ในโหมดโหลด อาจมีการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าบางส่วนในความต้านทานของขดลวดทุติยภูมิที่เห็นได้ชัดเจน ดังนั้นขอแนะนำให้ใช้จำนวนรอบมากกว่าที่คำนวณได้ 5-10%

กระแสหลัก

เส้นผ่านศูนย์กลางของสายไฟที่คดเคี้ยวถูกกำหนดโดยค่าของกระแสและขึ้นอยู่กับความหนาแน่นกระแสที่อนุญาตซึ่งสำหรับหม้อแปลงจะมีค่าเฉลี่ย 2 A / mm2 ที่ความหนาแน่นกระแสดังกล่าว ตารางจะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดที่ไม่มีฉนวนของแต่ละขดลวดเป็นมิลลิเมตร 1 หรือคำนวณโดยสูตร:

เมื่อไม่มีเส้นลวดที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ต้องการ สามารถนำเส้นลวดทินเนอร์หลายเส้นที่เชื่อมต่อแบบขนานได้ พื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของพวกเขาต้องมีอย่างน้อยที่สอดคล้องกับตัวนำเดี่ยวที่คำนวณได้ พื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดถูกกำหนดตามตาราง 1 หรือคำนวณโดยสูตร:

สำหรับขดลวดแรงดันต่ำที่มีลวดหนาจำนวนรอบน้อยและอยู่ด้านบนของขดลวดอื่น ๆ ความหนาแน่นกระแสสามารถเพิ่มเป็น 2.5 หรือ 3 A / mm2 เนื่องจากขดลวดเหล่านี้มีการระบายความร้อนที่ดีกว่า จากนั้นในสูตรสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด ค่าคงที่แทน 0.8 ควรเป็น 0.7 หรือ 0.65 ตามลำดับ

สุดท้าย ตรวจสอบตำแหน่งของขดลวดในหน้าต่างหลักพื้นที่หน้าตัดรวมของรอบของแต่ละขดลวดคือ (โดยการคูณจำนวนรอบ w ด้วยพื้นที่หน้าตัดของเส้นลวดเท่ากับ 0.8d2 จาก โดยที่ dจาก คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดใน ฉนวน . สามารถกำหนดได้จากตารางที่ 1 ซึ่งแสดงมวลของตัวนำด้วยพื้นที่หน้าตัดของขดลวดทั้งหมดจะถูกเพิ่มเข้าไปเพื่อคำนึงถึงการคลายตัวของขดลวดโดยประมาณผลกระทบของกรอบของฉนวน ผนึกระหว่างขดลวดและชั้นของมันจำเป็นต้องเพิ่มพื้นที่ที่พบ 2- 3 เท่า พื้นที่ของหน้าต่างหลักไม่ควรน้อยกว่าค่าที่ได้จากการคำนวณ

ตารางที่ 1

ตัวอย่างเช่น ลองคำนวณหม้อแปลงไฟฟ้าสำหรับวงจรเรียงกระแสที่ป้อนอุปกรณ์หลอดสุญญากาศ ให้หม้อแปลงมีขดลวดไฟฟ้าแรงสูงที่ออกแบบมาสำหรับแรงดัน 600 V และกระแส 50 mA รวมถึงขดลวดสำหรับหลอดความร้อนด้วย U = 6.3 V และ I = 3 A แรงดันไฟหลัก 220 V.

กำหนดกำลังรวมของขดลวดทุติยภูมิ:

พลังงานหลัก

ค้นหาพื้นที่หน้าตัดของแกนเหล็กของหม้อแปลง:

จำนวนรอบต่อโวลต์

กระแสหลัก

จำนวนรอบและเส้นผ่านศูนย์กลางของขดลวดเท่ากัน:

• สำหรับขดลวดปฐมภูมิ

• เพื่อเพิ่มความคดเคี้ยว

• สำหรับหลอดไส้แบบม้วน

สมมติว่าหน้าต่างหลักมีพื้นที่หน้าตัด 5×3 = 15 ซม. 2 หรือ 1,500 มม. 2 และเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำฉนวนที่เลือกมีดังนี้: d1iz = 0.44 มม. d2iz = 0.2 มม. d3out = 1.2 มม.

ตรวจสอบตำแหน่งของขดลวดในหน้าต่างหลัก เราพบพื้นที่หน้าตัดของขดลวด:

• สำหรับขดลวดปฐมภูมิ

• เพื่อเพิ่มความคดเคี้ยว

• สำหรับหลอดไส้แบบม้วน

พื้นที่หน้าตัดทั้งหมดของขดลวดอยู่ที่ประมาณ 430 ตร.ม.

อย่างที่คุณเห็นมีพื้นที่มากกว่าสามเท่าของหน้าต่างดังนั้นขดลวดจึงจะพอดี

การคำนวณของ autotransformer มีลักษณะเฉพาะบางอย่าง ไม่ควรนับแกนของมันสำหรับพลังงานทุติยภูมิทั้งหมด P2 แต่เฉพาะส่วนนั้นที่ส่งโดยฟลักซ์แม่เหล็กและสามารถเรียกว่ากำลังการแปลง RT

พลังนี้ถูกกำหนดโดยสูตร:

— สำหรับตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติแบบ step-up

— สำหรับตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติแบบ step-down และ

หากตัวเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติมีก๊อกและจะทำงานด้วยค่า n ที่แตกต่างกันดังนั้นในการคำนวณจำเป็นต้องใช้ค่า n ที่แตกต่างจากความสามัคคีมากที่สุดเนื่องจากในกรณีนี้ค่าของ Pt จะใหญ่ที่สุดและ เป็นแกนกลางที่จำเป็นในการส่งพลังงานดังกล่าว

จากนั้นคำนวณกำลัง P ซึ่งสามารถนำมาเป็น 1.15 • RT ปัจจัย 1.15 ในที่นี้แสดงถึงประสิทธิภาพของ autotransformer ซึ่งมักจะสูงกว่าของหม้อแปลงเล็กน้อย อี

นอกจากนี้ยังใช้สูตรสำหรับคำนวณพื้นที่หน้าตัดของแกน (เทียบกับกำลัง P), จำนวนรอบต่อโวลต์, เส้นผ่านศูนย์กลางลวดที่กล่าวถึงข้างต้นสำหรับหม้อแปลง ควรสังเกตว่าในส่วนของขดลวดที่ใช้ร่วมกันกับวงจรปฐมภูมิและวงจรทุติยภูมิ กระแสจะเท่ากับ I1 — I2 ถ้าตัวแปลงอัตโนมัติเพิ่มขึ้น และ I2 — I1 ถ้ากำลังลดลง