Оборудование / Электроинструмент / Расчет трансформатора с тороидальным магнитопроводом
 

Возникла необходимость в мощном блоке питания. В моём случае имеются два магнитопровода броневой-ленточный и тороидальный. Броневой тип: ШЛ32х50(72х18). Тороидальный тип: ОЛ70/110-60.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ для расчёта трансформатора с тороидальным магнитопроводом:

  • напряжение первичной обмотки, U1 = 220 В;
  • напряжение вторичной обмотки, U2 = 36 В;
  • ток вторичной обмотки, l2 = 4 А;
  • внешний диаметр сердечника, D = 110 мм;
  • внутренний диаметр сердечника, d = 68 мм;
  • высота сердечника, h = 60 мм.

Расчет трансформатора с магнитопроводом типа ШЛ32х50(72х18) показал, что выдать напряжение 36 вольт с силой тока 4 ампера сам сердечник в состоянии, но намотать вторичную обмотку возможно не получится, из-за недостаточной площади окна. Приступаем к расчёту трансформатора с магнитопроводом типа ОЛ70/110-60.

Программный (он-лайн) расчет, позволит налету экспериментировать с параметрами и сократить время на разработку. Также можно рассчитать и по формулам, они приведены ниже. Описание вводимых и расчётных полей программы: поле светло-голубого цвета – исходные данные для расчёта, поле жёлтого цвета – данные выбранные автоматически из таблиц, в случае установки флажка для корректировки этих значений, поле меняет цвет на светло-голубой и позволяет вводить собственные значения, поле зелёного цвета – рассчитанное значение.

 

 

 

Формулы и таблицы для ручного расчет трансформатора:

1. Мощность вторичной обмотки;

f-tr-tor-01 

2. Габаритная мощность трансформатора;

f-tr-tor-02 

Табл.№1.

Величина Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых, [Вт]
2-15 15-50 50-150 150-300 300-1000
КПД 0,76-0,88 0,88-0,92 0,92-0,95 0,95-0,96

3. Фактическое сечение стали магнитопровода в месте расположения катушки трансформатора;

f-tr-tor-03 

4. Расчётное сечение стали магнитопровода в месте расположения катушки трансформатора;

f-tr-tor-04 

5. Фактическая площадь сечения окна сердечника;

f-tr-tor-05 

6. Величина номинального тока первичной обмотки;

f-tr-tor-06 

Табл.№2.

Величина Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых, [Вт]
2-15 15-50 50-150 150-300 300-1000
COS Φ 0,85-0,90 0,90-0,93 0,93-0,95 0,95-0,93 0,93-0,94

7. Расчёт сечения провода для каждой из обмоток (для I1 и I2);

f-tr-tor-07 

Табл.№3.

Конструкция магнитопровода Плотность тока J, [а/мм кв.] при Рвых, [Вт]
2-15 15-50 50-150 150-300 300-1000
Кольцевая 5-4,5 4,5-3,5 3,5 3,0

8. Расчет диаметра проводов в каждой обмотке без учета толщины изоляции;

f-tr-tor-08 

9. Расчет числа витков в обмотках трансформатора;

f-tr-tor-09 

n - номер обмотки,
U’ - падение напряжения в обмотках, выраженное в процентах от номинального значения, см. таблицу.

В тороидальных трансформаторах относительная величина полного падения напряжения в обмотках значительно меньше по сравнению с броневыми трансформаторами.

Табл.№4.

Тор, величина U’ Суммарная мощность вторичных обмоток Рвых, [Вт]
8-25 25-60 60-125 125-250 250-600
U’1 7 6 5 3.5 2.5
U’2 7 6 5 3.5 2.5

Табл.№5.

Конструкция магнитопровода Магнитная индукция Вмах, [Тл] при Рвых, [Вт]
5-15 15-50 50-150 150-300 300-1000
Тор 1,7 1,7 1,7 1,65 1,6

10. Расчет числа витков приходящихся на один вольт;

f-tr-tor-10 

11. Формула для расчёта максимальной мощности которую может отдать магнитопровод;

f-tr-tor-11 

Sст ф – фактическое сечение стали имеющегося магнитопровода в месте расположения катушки;

Sок ф – фактическая площадь окна в имеющемся магнитопроводе;

Вмах- магнитная индукция, см. табл.№5;

J - плотность тока, см. табл.№3;

Кок - коэффициент заполнения окна, см. табл.№6;

Кст - коэффициент заполнения магнитопровода сталью, см. табл.№7;

Величины электромагнитных нагрузок Вмах и J зависят от мощности, снимаемой со вторичной обмотки цепи трансформатора, и берутся для расчетов из таблиц.

Табл.№6.

Конструкция магнитопровода Коэффициент заполнения окна Кок при Рвых, [Вт]
5-15 15-50 50-150 150-300 300-1000
Тор 0,18-0,20 0,20-0,26 0,26-0,27 0,27-0,28

Табл.№7.

Конструкция магнитопровода Коэффициент заполнения Кст при толщине стали, мм
0,08 0,1 0,15 0,2 0,35
Тор 0,85 0,88

Определив величину Sст*Sок, можно выбрать необходимый линейный размер магнитопровода, имеющий соотношение площадей не менее, чем получено в результате расчета.

 

Юра (Гость)
21 апреля 2017 / 23:07
Извините забыл написать D-10.1,d-5.4,h-3.5
vinserg
21 апреля 2017 / 23:41
Приветствую! Нужно сделать расчёт для каждой из обмоток. Потом сложить рассчитанные мощности. Далее сравниваем сложенную мощность с габаритной мощностью сердечника. Если габаритная мощность больше, то всё нормально. Если нет, то трансформатор с нагрузкой не справится.
Юрий (Гость)
22 апреля 2017 / 09:51
Здравствуйте .Большое спасибо за ваш ответ но не совсем понимаю. Мои данные.D-10.1,d-5.4,h-3.5.(32v4a),(32v4a),(12v1a)Габаритная мощность 282W. В сумме все обмотки 76 Вольт. Я правильно понял 282-76=206. Если не трудно По моим данным покажите правильность расчёта
Олег Николаевич (Гость)
31 мая 2017 / 13:28
Здравствуйте. Мы делаем на службе электронный стабилизатор на семисторах на 4кВт и столкнулись с тем что нам нужен тороидальный трансформатор на соответствующюю мощность (4.....4,5кВт), однофазный, однообмоточный с 10-ю выводами(вторичной обмотки нет). Как бы нам получить правильные расчётные данные у вас по намотке такого трансформатора? У нас есть старый тороидальный трансформатор. По паспорту к изделию на котором он работал его мощность составляет 4,5кВт....
vinserg
31 мая 2017 / 13:56
Приветствуем! Однообмоточные трансформаторы такого типа это ЛАТРы (автотрансформаторы), мы ещё пока на практике такие не делали. Тема интересная может как нибудь попробуем. Но к сожалению пока ни чем помочь не можем.
Sintetik (Гость)
21 июня 2017 / 09:37
Pc max - это максимальная мощность магнитопровода, которую сердечник может передать от первичной обмотки к вторичным ?
vinserg
22 июня 2017 / 10:59
Да, всё верно. Мы скорректировали обозначение в калькуляторе.
Jurij (Гость)
13 августа 2017 / 23:48
Здравствуйте. У меня что-то не получается. Вторички 64 В 6А, 13 В 3А. Тор D-10 d-5.4 h-3.2. Мне надо сложить P2 обоих вторичек и Pгаб обоих вторичек, и сравнить? У меня получилось общая P2-423Вт, Pгаб общая-408,1Вт. Транс не подойдёт? Как рассчитать какой тор мне нужен? Я пробовал в Вашем калькуляторе в полях D,d,h менять размеры, но цифры в полях P2 и Pг не меняются. Помогите пожалуйста, что я не так делал? Заранее благодарен.
Владимир (Гость)
22 ноября 2017 / 03:30
Здравствуйте !!! скажите пожалуйста -- как скачать программу для расчёта трансформатора -- инет есть не всегда - а ознакомиться с программой нужно время - спасибо за внимание -- Владимир
vinserg
26 ноября 2017 / 11:17
Добрый день! К сожалению данная программа не имеет оболочки для обычного запуска на компьютере. Если найдёте какие недочёты пишите, исправим.
8MD8 (Гость)
6 декабря 2017 / 18:45
В принципе-то норм, но как же частота?
Такой важный параметр, а его нет...
От частоты многое зависит, поэтому считаю калькулятор не удобным
vinserg
6 декабря 2017 / 19:36
Мы создавали данный калькулятор для намотки сетевого трансформатора 220 вольт 50 герц по этому частота фиксированная. На будущее учтём, может и доработаем или создадим новую версию.

Написать комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 Мб