PROJEKT TRANSFORMATORA SIECIOWEGO

75 VA 220/24 V

Wykonał:

Rafał Szemraj

Dane wyjściowe:

S_n = 75 VA - moc znamionowa transformatora

U_n1 = 220 V - napięcie znamionowe strony pierwotnej transformatora

U_n2 = 9 V - napięcie znamionowe strony wtórnej transformatora

B_max = 0,9 T - maksymalna wartość indukcji w rdzeniu transformatora

ρ = 3
- maksymalna gęstość prądu w przewodzie

f = 50 Hz - częstotliwość napięcia sieciowego.

• Obliczam przekrój uzwojenia pierwotnego i dobieram przewód o odpowiedniej średnicy:

mA

- przekrój przewodu, stąd:

mm^2­, stąd średnica przewodu:

mm

Dobieram przewód nawojowy miedziany o średnicy 0,38 mm (średnica przewodu emaliowanego 0,41 mm) przekroju 0,113 mm² i oporze 0,1547 Ω/m. Liczba zwojów na 1 cm² - 500.

• Obliczam przekrój uzwojenia wtórnego i dobieram przewód o odpowiedniej średnicy:

A

- przekrój przewodu, stąd:

mm^2­, stąd średnica przewodu:

mm

Dobieram przewód nawojowy miedziany o średnicy 1,2 mm (średnica przewodu emaliowanego 1,26 mm) przekroju 1,31 mm² i oporze 0,0155 Ω/m. Liczba zwojów na 1 cm² - 55.

• Obliczam przekrój kolumny rdzenia i potrzebną ilość zwojów strony pierwotnej:

cm² =
m².

Po przekształceniu wzoru
:

gdzie:
Wb - maksymalna wartość strumienia w rdzeniu transformatora

- przekładnia transformatora, stąd:

• Obliczanie wymiarów geometrycznych rdzenia:

Rys. 1. Wymiary przekroju poprzecznego rdzenia

Z zadanego współczynnika wypełnienia k = 0,5:

, gdzie :

- pole zajmowane przez zwoje po stronie pierwotnej.

- pole zajmowane przez zwoje po stronie wtórnej.

Więc,

Stąd - przyjmując kwadratowy kształt okna - rdzeń ma następujące wymiary:

• Obliczanie strat w miedzi oraz strat na histerezę i prądy wirowe:

Rezystancja drutów nawojowych:

Straty w miedzi

Do obliczenia strat w rdzeniu transformatora posługuję się następującymi wzorami:

[W/kg] - straty na histerezę magnetyczną. Dla blachy anizotropowej o zawartości krzemu ok. 2,5% straty jednostkowe
(dla f = 50 Hz i B = 1 T). Dla indukcji B_max = 0,9 T k = 1,6. Gęstość blachy 7,65⋅10³ [kg/m³].

Objętość zaprojektowanego rdzenia
= 254,5 cm³,

Czyli V = 0,245⋅10^-3 m³. Stąd masa rdzenia

kg.

W/kg.

Stąd straty całkowite mocy na histerezę wynoszą
W

Straty na prądy wirowe w rdzeniu wyliczam z e wzoru:

, gdzie d jest grubością blachy w mm. Dla blachy jak powyżej o grubości d = 0,35 mm straty jednostkowe
. Stąd:

W/kg

Całkowite straty na prądy wirowe
W

Całkowite straty w żelazie ΔP_Fe = ΔP_CH + ΔP_CW = 0,96 W

Sprawność transformatora
%

2,9 cm

9,35 cm

220 V

24 V

---