Оборудование / Электроинструмент, электрика и онлайн калькуляторы / 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.

 

старик (Гость)
16 марта 2020 / 19:39
Рассчитал на калькуляторе тор трансформатор 80х50х40мм, U1=220, U2=25, I2=5A.
Получил значение первичной обмотки 923 витка. По привычке молодости, измерил ток холостого хода и он оказался больше ТРЕХ Ампер. Значит количество витков первичной обмотки занижено. Или материал сердечника не соответствует заложенному в калькуляторе. Так ли это?
Тимур (Гость)
18 марта 2020 / 12:36
Да так. Ток холостого хода высокий. Смотрите диаметр провода, количество витков. Мощность сердечника рассчитывайте заранее, в случае не превышения нагрузочной от рассчитанный сердечника, виноваты количество или диаметр провода.
П.Г. Грицаенко (Гость)
19 марта 2020 / 08:13
Не ясно в каких единицах берутся величины
Nick (Гость)
24 марта 2020 / 13:49
Как вы рассчитываете длину провода для наматывания на шпулю?
Niks (Гость)
10 апреля 2020 / 10:35
Помогиле пож есть тор с габаритами D-81 d-51 h-30 какая габаритная мощность у него получиться
Вячеслав (Гость)
10 апреля 2020 / 18:30
Добрый день!
Вячеслав (Гость)
10 апреля 2020 / 18:33
Смотря какой трансформатор вы хотите намотать? Чего из вашего железа вы хотите получить? Позвоните мне:+7-925-888-68-37. я все вам объясню. или пишите на ватсап.
Радик (Гость)
19 мая 2020 / 12:00
Почему не получается рассчитать трансформаторы с большим значением тока? Мне нужно сделать трансформатор 14Вольт 100А. Все расчетные параметры уходят в Infinity. Больше 27А не дает рассчитать вообще!
Николай Щербаков (Гость)
2 июня 2020 / 12:35
Большой дроссель, от стабилизатора "энергия-5000вт ," можно использовать его железо для намотки трансформатора?

Написать комментарий

Максимальный размер загружаемого файла: 5 Мб