Изчисляване на силовите трансформатори върху тороидална сърцевина с помощта на таблица

Много често радиолюбителите при производството на малки електронни съоръжения използват силови трансформатори използвайки тороидални ядра. Технологията на навиване на намотки върху тороидална сърцевина е по-сложна и трудоемка, отколкото върху бронирана сърцевина от W-образни пластини, но трансформаторът върху тороидална сърцевина има много по-малко тегло при същата мощност, по-малки размери и много по-висока ефективност. Намотката на такъв трансформатор е по-добре охладена. Ако намотките са равномерно разпределени по периметъра на тороида, тогава полето на изтичане ще има по-малка стойност, така че не е необходимо да се екранират такива трансформатори.

Пълното и точно изчисление на трансформатора на тороидална сърцевина е по-сложно, отколкото на бронирана сърцевина. Авторът на тази статия използва таблицата за изчисляване на тороидални трансформатори до 120 вата. Неточността на изчислението е приблизително 5,7%. Изчисляването на параметрите, които не са включени в таблицата, се извършва по същия начин, както при изчисляване на трансформатор на Е-образна сърцевина.

Таблицата е предназначена за изчисляване на трансформатори върху студено валцовани стоманени сърцевини E310, E320, EZZO с дебелина на лентата 0,3. 0,5 мм, както и стомана E340, E350, E360 с дебелина на лентата 0,5. 0,1 mm при честота на първичната (захранваща) мрежа от 50 Hz. Стомана с такива параметри най-често се среща в практиката. Когато навивате трансформатори върху тороидни сърцевини, по-добре е да използвате преплитане и външна (външна) изолация. Междуслойната изолация дава възможност за по-равномерно полагане на намотката, но дебелината на намотката се увеличава, т.е.вътрешният прозорец на тороида намалява. И закрепването на такъв трансформатор обикновено се извършва с помощта на болт, преминал през вътрешния отвор на раната тороидален трансформатор и бузите. При навиване на трансформатори върху тороидна сърцевина е необходимо да се използват проводници за навиване с повишена механична и електрическа якост. Например, когато навивате ръчно, най-добре е да използвате проводник като PELSHO, PESHO. В екстремни случаи можете да използвате проводник от типа PEV-2. За външна и междинна намотка, а понякога и за междуоборотна изолация е необходимо да се използва флуоропластична лента от типа PETF с дебелина 0,01. 0,02 мм, лакиран плат LSHSS с дебелина 0,06. 0,2 мм и камбрична лента.

Пример за изчисляване на трансформатор на тороидална сърцевина Първоначални данни: захранващо напрежение 220 V (Uc), напрежение на вторичната намотка 20 V (Uout), ток

натоварване на вторичната намотка 2,5 A (In).

1. Определете мощността на вторичната намотка:

P = Uout ∙ In = 20 ∙ 2,5 = 50 (W).

2. Определете общата мощност на тороидалния трансформатор:

където η - ефективност и други необходими данни се вземат от изчислителната таблица.

3. Определете площта на напречното сечение на сърцевината:

Ccal = (Pg) 0,5/1,25 = 53 0,5/1,25 = 6 (cm 2).

4. Според справочника се избират размерите на сърцевината:

Най-близкият типичен размер на тороидалната сърцевина OL 50/80 е 40. Площта на напречното сечение на тази сърцевина е: S = (8-5)/2 ∙ 4 = 6 (cm 2) (S на взетата сърцевина трябва да е поне изчисленото S).

5. При намиране на вътрешния диаметър трябва да бъде изпълнено следното условие:

dc '= (2,4 ∙ S) 0,5 = (2,4 ∙ 6) 0,5 = 3,8 (cm), т.е. 5 повече от 3.8.

6. Вземете сърцевина от стомана E320, след което броят на завъртанията на волт се определя по формулата:

W = 33,3/S = 33,3/6 = 5,55 (обороти на волт).

7. Намерете броя на завъртанията в намотките:

Wc = W ∙ Uc = 5,55 ∙ 220 = 1221 (контур);

Woutx = W ∙ Uoutx = 5,55 ∙ 20 = 111 (завъртания).

В тороидалните трансформатори потокът на изтичане е много малък, следователно спадът на напрежението в изходните намотки зависи само от омичното съпротивление на изходната намотка. Следователно за трансформатори на тороиди е необходимо само да се увеличи броят на завъртанията на изходните намотки с 3%.

Това означава, че Woutx = 114,3 оборота, а по-добре - 115 оборота.

8. Определянето на диаметъра на проводниците се извършва по формулата:

Токът на първичната (мрежова) намотка се определя по формулата:

Ic = 1,1 ∙ Pr/Uc = 1,1 ∙ 53/220 = 0,25 (A);

Dc = 1,13 (Ic/Δ) S = 1,13 (0,25/3) S = 0,326 (mm).

Избран е най-близкият диаметър на телта за навиване - 0,33 мм.

dout = 1,13 (In/Δ) 0,5 = 1,13 (2,5/3) 0,5 = 1,01 (mm).

Можете да вземете жица d = 1,0 mm.

Забележка. Pr е общата мощност на трансформатора; W1 е броят на завъртанията на волт за стомана E310, E320, E33O;

W2 - брой обороти на волт за стомана E340, E350, E360; С -

зона на основния участък; Δ е допустимата плътност на тока в намотките; η - ефективност на трансформатора.

---