Saww.ru-электроника_расчеты_Расчет тороидальных трансформаторов

Расчет тороидальных трансформаторов

Автор этих страниц пользуется приведенным расчетом вот уже более 30 лет.

Перед конструкторами радиоэлектронной аппаратуры часто ставитсяя задача создания таких устройств, которые отличались бы небольшими размерами и минимальным весом. Практика показала, что лучше всего применять трансформаторы с тороидальным магнитопроводом.

В сравнении с броневыми сердечниками из Ш-образных пластин они имеют меньший вес и габариты, а также отличаются лучшими условиями охлаждения обмотки и повышенным к.п.д. Кроме того, при равномерном распределении обмоток по периметру сердечника практически отсутствует поле рассеяния и в большинстве случаев отпадает необходимость в экранировании трансформаторов.

В связи с тем, что полный расчет силовых трансформаторов на тороидальных сердечниках слишком громоздок и сложен, приводим таблицу, с помощью которой радиолюбителю будет легче произвести расчет тороидального трансформатора мощностью до 120 Вт.

Точность расчета вполне достаточна для любительских целей. Расчет параметров тороидального трансформатора, не вошедших в таблицу, аналогичен расчету трансформаторов на Ш-образном сердечнике.

Таблицей можно пользоваться при расчетах трансформаторов на сердечниках из холоднокатанной стали Э310, Э320, Э330 с толщиной ленты 0,35-0,5 мм и стали Э340, Э350, Э360 с толщиной ленты 0,05-0,1 мм при частоте питающей сети 50 Гц.

При намотке трансформаторов допустимо применять лишь межобмоточную и наружную изоляции: хотя межслоевая изоляция и позволяет добиться более ровной укладки провода обмоток, из-за различия наружного и внутреннего диаметров сердечника при ее применении неизбежно увеличивается толщина намотки по внутреннему диаметру.

Для намотки тороидальных трансформаторов необходимо применять обмоточные провода с повышенной механической и электрической прочностью изоляции. При намотке вручную следует пользоваться проводами ПЭЛШО, ПЭШО. В крайнем случае можно применить провод ПЭВ-2. В качестве межобмоточной и внешней изоляции пригодны фторопластовая пленка ПЭТФ толщиной 0,01-0,02 мм, лакоткань ЛШСС толщиной 0,06-0,12 мм или батистовая лента.

Пример расчета трансформатора

Дано: напряжение питающей сети Uc=220 В, выходное напряжение Uн=24 В, ток нагрузки Iн=1,8 А.

1. Определяют мощность вторичной обмотки

P=Uн х Iн=24 х 1,8=43,2 Вт.

2. Определяют габаритную мощность трансформатора

Величину к.п.д. и другие необходимые для расчета данные выбирают по таблице из нужной графы ряда габаритных мощностей.

3. Находят площадь сечения сердечника

4. Подбирают размеры сердечника Dc, dc и hc

Ближайший стандартный тип сердечника - ОЛ50/80-40, площадь сечения которого равна S=6 см2 (не менее расчетной).

5. При определении внутреннего диаметра сердечника должно быть выполнено условие: dc должно быть больше или равно dc`

6. Предположим, что выбран сердечник из стали Э320, тогда число витков на вольт определяют по формуле:

7. Находят расчетные числа витков первичной и вторичной обмоток

Так как в тороидальных трансформаторах магнитный поток рассеяния весьма мал, то падение напряжения в обмотках определяется практически лишь их активным сопротивлением, вследствие чего относительная величина падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора значительно меньше, чем в трансформаторах стержневого и броневого типов. Поэтому для компенсации потерь на сопротивлении вторичной обмотки необходимо увеличить количество ее витков лишь на 3%.

W1-2=133 х 1,03=137 витков.

8. Определяют диаметры проводов обмоток

где I1 - ток первичной обмотки трансформатора, определяемый из формулы:

I1=1,1 (P2/Uc)=1,1 (48/220)=0,24A

Выбирают ближайший диаметр провода в сторону увеличения (0,31 мм);

Трансформаторы, расчитанные с помощью приводимой таблицы, после изготовления подвергались испытаниям под постоянной максимальной нагрузкой в течение нескольких часов и показали хорошие результаты.

Назад