Le calcul le plus simple des transformateurs de puissance et des autotransformateurs
Parfois, vous devez fabriquer votre propre transformateur de puissance pour le redresseur. Dans ce cas, le calcul le plus simple des transformateurs de puissance d'une puissance allant jusqu'à 100-200 W est effectué comme suit.
Connaissant la tension et le courant le plus élevé que doit délivrer l'enroulement secondaire (U2 et I2), on trouve la puissance du circuit secondaire : En présence de plusieurs enroulements secondaires, la puissance est calculée en additionnant les puissances des enroulements individuels.
De plus, en prenant le rendement d'un transformateur de faible puissance égal à environ 80%, nous déterminons la puissance primaire :
La puissance est transférée du primaire au secondaire par le flux magnétique dans le noyau. Par conséquent, la valeur de puissance P1 dépend de la section transversale du noyau S, qui augmente avec l'augmentation de la puissance. Pour un noyau en acier de transformateur normal, S peut être calculé à l'aide de la formule :
où s est en centimètres carrés et P1 en watts.
La valeur de S détermine le nombre de tours w' par volt. Lors de l'utilisation d'acier de transformateur
Si vous avez besoin de fabriquer une âme en acier de qualité inférieure, par exemple en étain, en fer de toiture, en acier ou en fil de fer (ils doivent être préchauffés pour devenir mous), alors S et w' doivent être augmentés de 20 à 30 %.
Vous pouvez maintenant calculer le nombre de tours des bobines
etc.
En mode charge, il peut y avoir une perte notable d'une partie de la tension dans la résistance des enroulements secondaires. Par conséquent, il est recommandé de prendre le nombre de tours de 5 à 10% de plus que calculé.
Courant primaire
Les diamètres des fils de bobinage sont déterminés par les valeurs des courants et sont basés sur la densité de courant admissible, qui pour les transformateurs est prise comme une moyenne de 2 A / mm2. À une telle densité de courant, le diamètre du fil sans isolation de chaque enroulement en millimètres est déterminé à partir du tableau. 1 ou calculé par la formule :
Lorsqu'il n'y a pas de fil du diamètre requis, plusieurs fils plus fins connectés en parallèle peuvent être pris. Leur section transversale totale doit être au moins celle qui correspond au conducteur isolé calculé. La section transversale du fil est déterminée selon le tableau. 1 ou calculé par la formule :
Pour les enroulements basse tension qui ont un petit nombre de tours de fil épais et sont situés au-dessus d'autres enroulements, la densité de courant peut être augmentée à 2,5 voire 3 A / mm2, car ces enroulements ont un meilleur refroidissement. Ensuite, dans la formule du diamètre du fil, le facteur constant au lieu de 0,8 devrait être de 0,7 ou 0,65, respectivement.
Enfin, vérifiez le placement des bobines dans la fenêtre principale.La section transversale totale des spires de chaque enroulement est (en multipliant le nombre de spires w par la section transversale du fil égale à 0,8d2 de, où dfrom est le diamètre du fil dans le Isolation . Celle-ci peut être déterminée à partir du tableau 1, qui indique également la masse du conducteur. Les sections transversales de tous les enroulements sont additionnées. Pour tenir compte approximativement du relâchement de l'enroulement, l'effet du cadre de l'isolant joints entre les enroulements et leurs couches, il est nécessaire d'augmenter la surface trouvée de 2 à 3 fois La surface de la fenêtre centrale ne doit pas être inférieure à la valeur obtenue à partir du calcul.
Tableau 1
A titre d'exemple, calculons un transformateur de puissance pour un redresseur alimentant un appareil à tube à vide. Laissez le transformateur avoir un enroulement haute tension conçu pour une tension de 600 V et un courant de 50 mA, ainsi qu'un enroulement pour lampes chauffantes, avec U = 6,3 V et I = 3 A. Tension secteur 220 V.
Déterminez la puissance totale des enroulements secondaires :
Puissance primaire
Trouvez la section transversale du noyau en acier du transformateur:
Nombre de tours par volt
Courant primaire
Le nombre de spires et le diamètre des fils des bobines sont égaux :
• pour l'enroulement primaire
• pour augmenter l'enroulement
• pour enrouler des lampes à incandescence
Supposons que la fenêtre centrale a une section transversale de 5×3 = 15 cm2 ou 1500 mm2 et que les diamètres des conducteurs isolés sélectionnés sont les suivants : d1iz = 0,44 mm ; d2iz = 0,2 mm ; d3out = 1,2 mm.
Vérifions le placement des bobines dans la fenêtre principale. Nous trouvons la section transversale des enroulements:
• pour l'enroulement primaire
• pour augmenter l'enroulement
• pour enrouler des lampes à incandescence
La section totale des enroulements est d'environ 430 mm2.
Comme vous pouvez le voir, c'est plus de trois fois la surface de la fenêtre, et donc les bobines s'adapteront.
Le calcul de l'autotransformateur présente quelques particularités. Son noyau ne doit pas être compté pour la puissance secondaire totale P2, mais uniquement pour la partie de celle-ci qui est transmise par le flux magnétique et peut être appelée puissance de transformation RT.
Cette puissance est déterminée par les formules :
— pour un autotransformateur élévateur
— pour l'autotransformateur abaisseur et
Si l'autotransformateur a des prises et fonctionnera à différentes valeurs de n, alors dans le calcul, il est nécessaire de prendre la valeur de n la plus différente de l'unité, car dans ce cas la valeur de Pt sera la plus grande et elle est le noyau nécessaire pour pouvoir transmettre une telle puissance.
Ensuite, la puissance calculée P est déterminée, qui peut être prise égale à 1,15 • RT. Le facteur 1,15 représente ici le rendement de l'autotransformateur, qui est généralement légèrement supérieur à celui du transformateur. e
De plus, les formules de calcul de la section transversale du noyau (par rapport à la puissance P), du nombre de tours par volt, des diamètres de fil mentionnés ci-dessus pour le transformateur sont appliquées. Il est à noter que dans la partie de l'enroulement commune aux circuits primaire et secondaire, le courant est égal à I1 - I2 si l'autotransformateur est croissant, et I2 - I1 s'il est décroissant.