Главная - Литература

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Роль экранирующей обмотки может выполнять обмотка накала ламп, если намотать ее непосредственно поверх секций первичной обмотки.

18. Расчет трансформаторов питания

Расчет трансформатора каждого данного назначения может быть выполнен в нескольких вариантах, поскольку с одинаковой мощностью и с другими одинаковыми исходными данными можно изготовить трансформаторы, различающиеся по размерам и данным обмоток. Основным требованием к трансформатору небольнюн мощности обычно являются возможно меньшие размеры и вес. В радиолюбительских условиях при расчете трансформатора зачастую приходится исходить из наличия сердечника или пластин для его сборки.

Коэффициент полезного действия трансформатора. Электрическая мощность, потребляемая трансформатором из питающей электросети, не полностью отдается нагрузкам, подключенным к его вторичным обмоткам. Поскольку первичная и вторичная обмотки обладают активным сопротивлением, на них имеет место падение напряжения и поэтому часть поступающей в трансформатор электрической энергии расходуется на нагрев этих обмоток. Кроме того, существуют потери энергии магнитного поля в сердечнике трансформатора.

Отношение суммы электрических мощностей, снимаемых со всех вторичных обмоток трансформатора, к мощности, потребляемой трансформатором от электросети, называется коэффициентом полезного действия трансформатора (к. п. д.). Поскольку с увеличением мощности трансформатора относительное падение напряжения на его обмотках и, следовательно, потери в нем уменьша1втся, к. п. д. трансформатора возрастает. Правильно сконструированные трансформаторы питания ориентировочно имеют следующие к. п. д. при полной нагрузке:

Мол;чос1ь. снимав- Коэффициент по-

мая с трансформа- лезного действия т,.„

тора, ва тр

10- 20 0,65-0,75

20- 50 0,70-0,80

50- 100 0,75-0,85

100- 200 0,82-0,88

200- 500 0,85-0,90

500-1 000 0,90-0,95

Габаритная мощность трансформатора. Габаритная мощность трансформатора выражается в вольт-амперах, т. е. является «кажущейся мощностью». Она равна полусумме кажущихся мощностей первичной и всех вторичных обмоток трансформатора. Кажущаяся мощность каждой из обмоток определяется как произведение действующего значения тока в ней в амперах на действующее значение ее э. д. с. в вольтах.

Габарит!1ая мощность трансформатора питания, как видно из самого термина, зависит от его размеров: чем больше полезное сечение сердечника Sc [см] и размеры его окна ho, k [см], тем больше габаритная мощность трансформатора, выполненного на таком сердечнике. Кроме того, габаритная мощность трансформатора с сер-



дечником данных размеров увеличивается с увеличением коэффициента заполнения окна сердечника медью Ро, допустимой амплитуды магнитной индукции Вш [тл], частоты питаюи1его тока f [гц\, плотности тока в обмотках / [а/ммЦ и к. п. д. трансформатора г]тр. Вполне точно габаритная мощность трансформатора питания выражается формулой

Ртр - 0,022 Sc Ло /о Ро /Г1тр. (27)

При расчете трансформатора с броневым сердечником из пластин типа Ш при габаритной мощности до 1 ООО ва и частоте питающего тока 50 гц обычно принимают амплитуду магнитной индукции 5т = 1,2 тл. При этом предыдущая формула принимает следующий вид: I

Ртр = 1,33 Sc ho lo Ро J4tp (27а)

В случае применения в трансформаторе пластин типа УШ допускают 5т = 1,35 тл и габаритную мощность определяют по этой же формуле, заменяя коэффициент 1,33 на 1,5. При исполь-зованни в трансформаторе питания ленточного витого сердечника допускают 5т = 1,6 тл и в формулу (27а) подставляют коэффициент 1,8.

Величины габаритных мощностей, приводимые в табл. 12 и 13, соответствуют частоте пиающего тока 50 гц, плотностям тока /40, указанным в этих же таблицах, и нижеследующим значениям коэффициента заполнения окна медью: для сердечников из пластин Ш16- Ш28, Ш34, Ш35 и УШ-19 -УШ-22, а также для витых сердечников всех размеров Ро = 0,25; для сердечников из пластин Ш32, Ш40 и УШ26 -УШ40 ро = 0,35.

При увеличении плотности тока габаритная мощность трансформатора увеличивается, однако, как сказано выше, это ведет к увеличению перегрева трансформатора.

Если трансформатор работает на выпрямитель по мостовой схеме или по схеме с удвоением напряжения, то мощность, потребляемая трансформатором из сети при полной нагрузке его вторичных обмоток, примерно равна габаритной мощности. В случае же рабогы трансформатора на выпрямитель по двухполупериодным схемам, показанным на рис. 3, габаритная мощность трансформатора больше мощности, потребляемой из сети.

Габаритную мощность трансформатора питания вычисляют по формуле

111 111 + iv iv , ,

p = pii 11 +-;;;;-f««b (28)

в последней формуле все величины токов в амперах. Для схемы двухполупериодного выпрямителя с отводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора питания тр=1,7 и для всех других схем выпрямителей с конденсаторами на входах сглаживающих фильтров Атр = 1.

При расчете трансформатора питания для полупроводникового выпрямителя из формулы исключают величины, относящиеся к обмотке накала кенотрона, а при расчете трансформатора для безлампового устройства исключают полностью второй член правой части равенства.

Для трансформатора питания можно применить сердечник, габаритная мощность которого Рр (см. табл. 12 и 13) не менее вы-



численной по формуле (28). Указанные в этих таблицах габаритные мощности Pj-p соответствуют плотностям тока /40, приведенным в этих же таблицах. Габаритную мощность можно увеличить на 25%, увеличив настолько же плотность тока. При этом перегрев трансформатора увеличится с 40 до 50 град.

Потребляемая из сети мощность переменного тока при двухполупериодном выпрямителе со средней точкой во вторичной обмотке трансформатора питания определяется по формуле

111 + iv iv

Р=1.41£„ + ---[ва]. (29)

Для трансформаторов питания с выпрямителями по всем другим схемам

Рс = Ртр- (29а)

Токи в секциях первичной обмотки трансформатора вычисляют по формуле

/, - [а], (30)

*секцП1

Для определения величин токов секций 1а и 16 первичной обмотки по схеме па рис. 28 в знаменатель последней формулы подставляют величины 127 и 220 в (очевидно, что при включении трансформатора в электросеть с номинальным напряжением 220 в величина тока в секции 1а будет равна величине тока в секции 16, т.е. будет меньше расчетной). Для определения токов секций первичной обмотки по схеме на рис. 29 в знаменатель формулы подставляют величину 220 в.

Количество витков обмоток трансформатора легко определить, используя данные последних двух граф табл. 12 и 13: i/f/i -количество витков первичной обмотки на 1 в и Wu/Uu-количество виг-ков вторичной обмотки на 1 в. Для трансформатора с первичной обмоткой по схеме на рис. 28 количество витков в ее секции 1а и полное количество витков определяются умножением величины ii/ti для сердечника выбранного размера соответственно на 127 и 220

Количество витков в секциях 1а и /в трансформатора с первичной обмоткой по схеме рис. 29 получают, умножая число в графе wJUi на 110, а количество витков в секциях 16 и 1г - на 17.

Количество витков обмоток накала вычисляют путем умножения числа WiijUii из соответствующей таблицы на величину требуемых напряжений обмоток. Поскольку при расчете включенной на вентили обмотки исходной величиной является не напряжение, а э. д. с, то количество витков этой обмотки определяют путем умножения величины

на величину Ец. При расчете обмотки со средней точкой последняя величина относится к половине обмотки (рис. 3).



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 [22] 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39



0.0009