Máy biến áp cho tần số 50 Hz. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Power Supplies

 Bình luận bài viết

Трансформаторы питания входят в состав большого количества схем стабилизирующих и нестабилизирующих источников питания вторичного электропитания бытовой и любительской радиоэлектронной аппаратуры, работающей от сети переменного тока. Трансформатор - это статический электромагнитный аппарат. С помощью трансформатора преобразуется электрическая энергия переменного тока с одними параметрами в электрическую энергию с другими параметрами. Таким образом, при помощи трансформатора возможно понижение и повышение напряжения и тока, а также происходит электрическая изоляция выходных каналов электропитания от сети и друг от друга.

Работа трансформатора основана на взаимодействии электромагнитного поля первичной обмотки трансформатора на вторичные обмотки. Первичная (сетевая) обмотка подключается к сети переменного тока U1 с частотой тока 50 Гц или от 400 до 5000 Гц, а ко вторичным обмоткам подключают потребители электрической энергии (нагрузка). На рис.1,а изображена упрощенная схема трансформатора, а на рис.1,б - схема его включения. Обмотки трансформатора размещаются на общем магнитопроводе, изготовленном (для лучшей магнитной связи) из ферромагнитного материала.

Магнитный поток Фо замыкается по магнитопроводу и наводит в первичной и вторичной обмотках ЭДС соответственно Е1 и Е2. С учетом падения напряжения на активном сопротивлении r1 первичной и r2 вторичной обмоток Е1=U1 - r1I1, а Е2=U2+r2I2. Но часть магнитного потока замыкается и рассеивается в воздушной среде, так называемый Фрас, который действует только на витки первичной обмотки. Этот Фрас стараются уменьшить, таким образом увеличить КПД трансформатора. Это и есть режим работы трансформатора на номинальную нагрузку. Имеются также режимы холостого хода и короткого замыкания. Таким образом, основным элементом трансформатора является магнитопровод (сердечник).

Для сердечника трансформаторов, работающих на частоте 50 Гц, в основном применяют специальную электротехническую горячекатаную сталь марок 1511, 3412. Выпускается сталь этих марок в виде листов толщиной 0,35 и 0,5 мм. Применяется также сталь холоднокатаная марок 3411 и 3412. Она выпускается в виде листов толщиной 0,35; 0,5мм и в виде лент толщиной 0,28; 0,3; 0,35; 0,5 мм.

Холоднокатаные стали обладают большей, чем горячекатаные стали, магнитной индукцией, поэтому трансформаторы из холоднокатаных ста-

лей получаются меньших габаритов и веса при одной и той же мощности. Для трансформаторов, работающих на частоте 50 Гц, используют электротехническую сталь толщиной 0,15-0,5 мм, на частоте от 400 до 5000 Гц - сталь толщиной 0,05-0,08 мм. В зависимости от требований, предъявляемых к трансформатору (мощность, стоимость, удельная характеристика), применяют пластинчатый или ленточный магнитопровод.

Основные типы и размеры пластин трансформаторов приведены на рис.2, где: а - E-образная; б - Ш-образные пластины различных типов: Ш - с h>2,5...3l1; Шу - с умеренным основанием и h>3l1; Ша - с h>l1; Шб - с h<l1; в, г, д - Ш-образные пластины с немагнитным зазором h1 и h>l1; е - П-образные пластины: Пн - с h>l1 и Пу - с h>2,5l1.

Таким образом, в зависимости от конструкции магнитопровода трансформаторы подразделяются на пластинчатые броневые (Ш-образные) и пластинчатые (П-образные). Они изображены на рис.3.

Магнитопроводы для силовых трансформаторов собирают только внахлест (вперекрышку). Для трансформаторов применяют и ленточные сердечники. Такие трансформаторы имеют значительно меньшее поле рассеивания, т.е. создают меньше наводок на окружающие элементы схемы и детали создаваемого устройства. Это позволяет располагать их рядом с функциональными узлами высокочувствительной радиоаппаратуры. Сердечник Ш-образного трансформатора обозначают названием типа и цифрами, определяющими ширину среднего стержня l (рис.3,а) или боковых (рис.3,б) и толщину В магнитопровода.

Конструктивные параметры магнитоповода

Минимальная площадь поперечного сечения стержня

Sс=B(l-∆l),

где В - толщина набора; l - ширина набора; ∆l - предельное отклонение.

Минимальная площадь окна набора

Sок = l1(h-∆h),

где l1 -ширина окна набора; h-высота окна; ∆h-предельное отклонение.

Для магнитопроводов ШI, ШШ, ШП (рис.4,а-ж)

Средняя длина магнитной линии силового поля сердечника

Iср=h-1[h+2l1+1,18(H-h) + 0,4I/H-I

Для магнитопровода ШУ (рис.4,д)

lср=2(h+l1)+1,57l.

Для магнитопровода ПН, ПУ (рис.4,е)

lср=2(h+l1)+1,57(H-h);

lо=2l+2В+2,5l1+8δк,

где lо-средняя длина проводника электрического тока сердечника; δк-суммарное значение зазора и толщины каркаса трансформатора (в пределах 0,55-1,5 мм).

Для облегчения изготовления ленточные магнитопроводы делают разрезными. Место стыка хорошо полируют и при сборке хорошо стягивают, чтобы не было потерь магнитного потока, и чтобы трансформатор не гудел. Неразрезные ленточные магнитопроводы обладают более (на 20-30%) высокой магнитной индукцией, т.е. обладают магнитными потерями. Но намотка таких трансформаторов гораздо сложнее. Намотку неразрезных трансформаторов делают на специальных станках или в домашних условиях с помощью челнока. Ленточные сердечники трансформаторов делят на стержневые (рис.5,а), броневые (рис.5,б) и кольцевые (рис.5,в), где а - толщина навивки; b - ширина ленты; с - ширина окна; h - высота окна; R - внутренний радиус (от 5 до 2 мм в зависимости от толщины ленты). Стержневые конструкции делят на ПЛ - П-образные ленточные; ПЛМ - П-образные ленточные с уменьшенным отношением ширины окна к толщине намотки (с/а <1); ПЛР - П-образные ленточные с размерами геометрии с наименьшей стоимостью трансформатора.

Броневые конструкции делят на ШЛ - Ш-образные ленточные; ШЛМ - Ш-образные ленточные с уменьшенным отношением ширины окна к толщине навивки; ШЛО - Ш-образные ленточные с увеличенным отношением ширины ленты к толщине навивки (b/а>3); ШЛР - Ш-образные ленточные с геометрией наименьшей стоимости трансформатора.

Выбираем сердечник для трансформатора, чтобы получить наименьшую стоимость, объем и массу: типа ПЛ - для низковольтовых трансформаторов мощностью более 500 В А; типа ПЛМ - для низковольтовых трансформаторов с мощностью более 100 В А и когда требуется наименьшее поле рассеивания; типа ШЛМ - для мощности 100 В А и с ограниченным падением напряжения на обмотках. Идеальным, конечно, является трансформатор с ленточным кольцевым сердечником. У него очень небольшой поток рассеивания, малое магнитное сопротивление и небольшая чувствительность к внешним магнитным полям.

Трансформатор имеет три режима работы: холостого хода, номинальной нагрузки и короткого замыкания. При режиме Х.Х. через первичную обмотку w1 (рис. 1) протекает Iх и создает в сердечнике основной магнитный поток Фх. Полезная мощность, отдаваемая трансформатором, равна нулю. Из сети потребляется активная мощность, которая определяется только потерями (в зависимости от материала сердечника) в самом сердечнике трансформатора. Iх имеет и реактивную составляющую, которая ведет к ухудшению коэффициента мощности соsϕ питающей сети. Этот режим для трансформатора не опасен.

Режим короткого замыкания (короткое замыкание или малая нагрузка во вторичной цепи) опасен и способен вызывать повреждение (нагрев и даже воспламенение) трансформатора. В режиме номинальной нагрузки напряжение на вторичной обмотке является комплексной величиной и зависит от значения и характера сопротивления нагрузки.

Обмотки трансформаторов броневой и стержневой конструкции изготовляют обычно на каркасах, но применяют и бескаркасную (гильзовую). Обмотки кольцевых сердечников изготовляют на кольцевых каркасах или на магнитопроводе, обмотанным какой-либо изоляцией. Каркасы изготовляют из электрокартона, пластмассы, просто картона. Каркасы желательно пропитывать специальными лаками или влагозащитными компаундами. Обмотки располагают одна над другой или одна рядом с другой. Трансформаторы малой мощности обычно выполняют на пластинчатых или ленточных сердечниках броневой конструкции. Обмотки в этом случае размещают на среднем стержне. При изготовлении трансформаторов средней и большой мощности лучше использовать магнитопроводы стержневой конструкции. Обмотки располагают на каркасах двух боковых стержней.

Сетевую обмотку (первичная) обычно наматывают первой на каркасе. Далее наматывают вторичные обмотки. Желательно между первичной и вторичными обмотками располагать электростатический экран. Его изготовляют или изолированным проводом в один слой, или одним незамкнутым витком фольги. Один конец такого электростатического экрана соединяют с шасси или с общим проводом аппарата, что дает возможность ослабить наводки и помехи, проникающие через межвитковую и межобмоточную емкости из сети и наоборот. Это очень актуально в настоящее время, так как в нашей действительности обычно работает очень много различных радио- и электроаппаратов, дающих помехи в питающую сеть. Особенно много помех дают импульсные блоки питания современной радиоаппаратуры ширпотреба.

При намотке трансформаторов на "кольце" обмотки необходимо располагать равномерно по окружности сердечника. Обмотки со средней точкой лучше всего мотать сразу двумя проводами одновременно. Далее соединяют начало одной обмотки с концом другой, чтобы получить среднюю точку. Так получается хорошая симметрия обмотки. Наматываемые обмотки обязательно необходимо изолировать друг от друга. Это делается с помощью кабельной бумаги, лакоткани, фторопластовой ленты, просто бумаги и т. д. При изготовлении высоковольтных обмоток их необходимо изолировать через каждые 2-3 слоя. Очень хороша для этих целей полиэтилентерефталатная пленка толщиной до 59 мкм.

Обмотки бытовых трансформаторов наматывают медными (редко алюминиевыми) изолированными круглыми (реже прямоугольными) проводами. Очень хорошо для этой цели подходят провода круглого сечения с высокопрочной (винифлексовой) изоляцией типа ПЭВ-1, ПЭВ-2. Провод типа ПЭЛ (изоляция масляносмоляным лаком) в настоящее время применяют реже. Провод марки ПЭВ-1, ПЭВ-2 выпускается диаметром от 0,03 до 2,5 мм. Пробивное напряжение у этих проводов в зависимости от диаметра от 600 и до 2500 В. Так же применяют провод повышенной теплостойкости типа ПЭТ и ПЭТВ.

Степень заполнения окна сердечники медью определяется коэффициентом заполнения окна Кок = Sм/Sок. Это отношение общей пло-

шади сечения меди провода обмоток к площади окна сердечника. Для бытовой аппаратуры значение Кок при расчетах берут таким:

Это для обмоточных проводов ПЭЛ, ПЭВ, ПЭТ, ПЭТВ круглого сечения.

При определении температуры нагрева трансформатора необходимо учитывать плотность тока в обмотках J и теплоизлучающую поверхность обмоток трансформатора.

Необходимый диаметр провода для намотки обмоток (без изоляции):

dм = 1,13(I/J)^1/2,

где I - действующий ток в обмотке; J - заданная плотность тока.

При намотке обмоток виток к витку плотного прилегания витков друг к другу никогда не получится, поэтому необходимо учитывать и коэффициент укладки Кук. Для проводов диаметром от 0,05 до 0,1 мм равен 0,83-0,85, для диаметра от 0,1 до 0,56 мм равен 0,92-0,93, а выше он равен 0,95. Необходимо учитывать и коэффициент разбухания Краз за счет недостаточного натяга провода. Так, для провода диаметром до 0,5 мм Краз=1,05...1,07, а более 0,5 мм Краз=1,1...1,12.

Tính toán máy biến áp

Определяют габаритную мощность трансформатора для обмоток со средней точкой

где Квi - коэффициент, учитывающий тип выпрямителя (0,71-для двухполупериодного выпрямления, 1 - для мостовых схем выпрямления и с удвоением напряжения); n-количество вторичных обмоток трансформатора; Рн.тр - суммарная мощность вторичных обмоток; hтр зависит от Рн.тр. (рис. 6, где 1 - кольцевой; 2 - стержневой и броневой магнитопровод)

где Ui, Ii - напряжение и ток вторичных обмоток.

Если обмотки без средней точки

Рг=0,5 Рн.тр(1+1/hтр)

Для однополупериодной схемы выпрямления

Рг=0,5 Рн.тр(1+Кв.i);

Кв.i=(1-I²d)^1/2,

где Iд - отношение среднего тока в нагрузке к действующему току обмотки.

После нахождения Рг определяют произведение окна сердечника, который занимают обмотки, на площадь поперечного сечения стали:

SсSок=[Рг(1+hтр)10²/4КфfсBJKсКокhтр]

где Кф - коэффициент формы кривой напряжения (1,11 для синосуидальной формы); Кс-коэффициент заполнения сердечника сталью равен 0,8-,95 (меньшее значение соответствует более тонкому листу или ленте электротехнической стали).

Tác giả: O.G. Rashitov

Xem các bài viết khác razdela Power Supplies.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng 15.04.2024

Trong thế giới công nghệ hiện đại, nơi khoảng cách ngày càng trở nên phổ biến, việc duy trì sự kết nối và cảm giác gần gũi là điều quan trọng. Những phát triển gần đây về da nhân tạo của các nhà khoa học Đức từ Đại học Saarland đại diện cho một kỷ nguyên mới trong tương tác ảo. Các nhà nghiên cứu Đức từ Đại học Saarland đã phát triển những tấm màng siêu mỏng có thể truyền cảm giác chạm vào từ xa. Công nghệ tiên tiến này mang đến những cơ hội mới cho giao tiếp ảo, đặc biệt đối với những người đang ở xa người thân. Các màng siêu mỏng do các nhà nghiên cứu phát triển, chỉ dày 50 micromet, có thể được tích hợp vào vật liệu dệt và được mặc như lớp da thứ hai. Những tấm phim này hoạt động như những cảm biến nhận biết tín hiệu xúc giác từ bố hoặc mẹ và đóng vai trò là cơ cấu truyền động truyền những chuyển động này đến em bé. Việc cha mẹ chạm vào vải sẽ kích hoạt các cảm biến phản ứng với áp lực và làm biến dạng màng siêu mỏng. Cái này ... >>

Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global 15.04.2024

Chăm sóc thú cưng thường có thể là một thách thức, đặc biệt là khi bạn phải giữ nhà cửa sạch sẽ. Một giải pháp thú vị mới từ công ty khởi nghiệp Petgugu Global đã được trình bày, giải pháp này sẽ giúp cuộc sống của những người nuôi mèo trở nên dễ dàng hơn và giúp họ giữ cho ngôi nhà của mình hoàn toàn sạch sẽ và ngăn nắp. Startup Petgugu Global đã trình làng một loại bồn cầu độc đáo dành cho mèo có thể tự động xả phân, giữ cho ngôi nhà của bạn luôn sạch sẽ và trong lành. Thiết bị cải tiến này được trang bị nhiều cảm biến thông minh khác nhau để theo dõi hoạt động đi vệ sinh của thú cưng và kích hoạt để tự động làm sạch sau khi sử dụng. Thiết bị kết nối với hệ thống thoát nước và đảm bảo loại bỏ chất thải hiệu quả mà không cần sự can thiệp của chủ sở hữu. Ngoài ra, bồn cầu có dung lượng lưu trữ lớn có thể xả nước, lý tưởng cho các hộ gia đình có nhiều mèo. Bát vệ sinh cho mèo Petgugu được thiết kế để sử dụng với chất độn chuồng hòa tan trong nước và cung cấp nhiều lựa chọn bổ sung. ... >>

Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm 14.04.2024

Định kiến ​​phụ nữ thích “trai hư” đã phổ biến từ lâu. Tuy nhiên, nghiên cứu gần đây được thực hiện bởi các nhà khoa học Anh từ Đại học Monash đã đưa ra một góc nhìn mới về vấn đề này. Họ xem xét cách phụ nữ phản ứng trước trách nhiệm tinh thần và sự sẵn sàng giúp đỡ người khác của nam giới. Những phát hiện của nghiên cứu có thể thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về điều gì khiến đàn ông hấp dẫn phụ nữ. Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học từ Đại học Monash dẫn đến những phát hiện mới về sức hấp dẫn của đàn ông đối với phụ nữ. Trong thí nghiệm, phụ nữ được cho xem những bức ảnh của đàn ông với những câu chuyện ngắn gọn về hành vi của họ trong nhiều tình huống khác nhau, bao gồm cả phản ứng của họ khi gặp một người đàn ông vô gia cư. Một số người đàn ông phớt lờ người đàn ông vô gia cư, trong khi những người khác giúp đỡ anh ta, chẳng hạn như mua đồ ăn cho anh ta. Một nghiên cứu cho thấy những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế sẽ hấp dẫn phụ nữ hơn so với những người đàn ông thể hiện sự đồng cảm và tử tế. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ Âm nhạc say sưa 18.07.2018 Một số người cảm thấy say khi nghe âm nhạc và đây không phải là một phép ẩn dụ nào cả - không chỉ âm nhạc, mà nói chung những âm thanh có tần số nhất định khiến họ chóng mặt, buồn nôn và mất thăng bằng. Một phản ứng như vậy cũng có thể xảy ra đối với giọng nói của con người, đối với sự thay đổi của áp suất khí quyển, và thậm chí đối với ho, và nó có liên quan đến một bệnh lý bẩm sinh của tai trong được gọi là sự mất thẩm mỹ của các ống bán nguyệt. Như bạn đã biết, tai trong là một hệ thống các khoang xương tạo thành ốc tai (cơ quan nghe) và tiền đình với các ống hình bán nguyệt (cơ quan thăng bằng). Thông thường, cơ quan thính giác và cơ quan thăng bằng được ngăn cách với nhau bởi một bức tường xương. Nhưng vào năm 1929, nhà sinh vật học Pietro Tullio đã phát hiện ra rằng phần xương giữa ốc tai và các ống tủy hình bán nguyệt đôi khi rất mỏng, hoặc có một lỗ nào đó, và điều này bằng cách nào đó có liên quan đến các triệu chứng "say âm nhạc". Nhưng chính xác thì điều gì sẽ xảy ra ở tai trong với bệnh lý khi âm thanh có tần số nhất định chạm đến nó? Các nhà nghiên cứu tại Đại học Utah mô tả điều này bằng cách sử dụng ví dụ về một con cá cóc, có cơ quan thính giác và khả năng thăng bằng tương tự như cơ quan của con người. Các kênh bán nguyệt ở chúng ta và ở cá chứa đầy một chất lỏng đặc biệt, và khi cơ thể chúng ta di chuyển bằng cách nào đó, bằng cách nào đó thay đổi vị trí của nó trong không gian, chất lỏng trong các kênh bán nguyệt cũng di chuyển và chuyển động của nó được cảm nhận bởi các tế bào đặc biệt gửi tín hiệu đến não. Đến lượt nó, não sẽ cố gắng điều phối công việc của các cơ để không bị mất thăng bằng, để mắt nhìn đúng đối tượng, v.v ... Mặt khác, ốc tai cũng có chất lỏng rung lên dưới tác động của nó. của sóng âm thanh (đến đây từ màng nhĩ và màng thính giác) - những rung động này được cảm nhận bởi các tế bào thính giác. Nếu hàng rào xương giữa ốc tai và các ống bán nguyệt quá mỏng, hoặc khi lỗ rò xuất hiện trong đó, thì như các thí nghiệm đã chỉ ra, các sóng cơ học dành cho cơ quan thính giác sẽ thâm nhập vào cơ quan cân bằng. Kết quả là, dường như các tế bào của các kênh hình bán nguyệt mà chúng ta đang di chuyển, và não bộ sẽ thực hiện các hành động thích hợp để phản ứng lại - và đối với chúng ta dường như chúng ta đang quay đầu, trong khi thực tế là chúng ta không quay bất cứ điều gì. Trong những trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, một người cảm thấy buồn nôn và mất thăng bằng. Nhưng ngay cả khi có lỗ, không phải tất cả các sóng cơ học đều có thể xuyên qua cơ quan cân bằng từ ốc tai, mà chỉ những sóng phát sinh phản ứng với một tần số âm thanh nhất định, do đó, hiện tượng say giả không xảy ra trên bất kỳ âm thanh nào. Hạch ống bán nguyệt xảy ra ở khoảng XNUMX/XNUMX người và mặc dù hiện nay nó đã được điều trị bằng phẫu thuật, nhưng dữ liệu mới có thể đề xuất các phương pháp điều trị mới, hiệu quả hơn cho các bác sĩ chuyên khoa.

Tin tức thú vị khác:

▪ Thanh niên ở Mỹ gắn bó với YouTube về mặt tình cảm nhất

▪ Lốp ô tô gây ô nhiễm đại dương trên thế giới với vi nhựa

▪ Máy ảnh Full Frame Canon EOS R6 Mk II

▪ Điểm giống nhau giữa khủng long bạo chúa và gà

▪ Động vật cảm nhận được từ trường nhờ vi khuẩn

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web Thư mục điện tử. Lựa chọn bài viết

▪ bài báo Vũ khí sinh học (vi khuẩn). Quy tắc hành vi và hành động của dân số trong trọng tâm của thiệt hại vi khuẩn. Những điều cơ bản của cuộc sống an toàn

▪ bài viết Làm thế nào một con rắn có thể di chuyển mà không có chân? đáp án chi tiết

▪ bài viết Thông tin chung về bầu khí quyển. Các lời khuyên du lịch

▪ bài viết Đường truyền hồng ngoại trong hệ thống an ninh. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

▪ bài báo Không chỉ có amylase trong nước bọt. kinh nghiệm hóa học

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web

www.diagram.com.ua
2000-2024