Image108 (2)

Forum Czytelników

Wiadomości ogólne

Na rynku obecnie mamy duży wybór transformatorów sieciowych, szczególnie jeśli chodź;

0    egzemplarze małej mocy, które w dodatku nie są bardzo drogie. Niceo gorzej jest z transformatorami większymi, tj. około 100VA

1    więcej. Trudniej jest znaleźć odpowiedni typ, a dodatkowo nie są tanie, niekiedy w cenie tanich ładowarek do akumulatorów samochodowych. Jeśli ktoś ma warunki, to wcale nie jest trudno nawinąć potrzebny transfonnator. Problem jednak w tym. że obecnie w prasie elektronicznej nic podaje się żadnych wskazówek dotyczących obliczania i wykonywania transformatorów. W dawniejszych publikacjach zdarzały się opisy obliczania transformatorów, ale były często tak zawiłe, że można się było pogubić. Ja kiedyś (a czasem i teraz) nawijałem bardzo dużo transformatorów i notowałem wyniki, kładąc szczególny nacisk na zależności uzwojeń od rodzaju biach, przyjętej indukcji magnetycznej, a także uwzględniając rodzaj obciążenia i sterowania. Przeglądając pocztę „EdW", spotkałem się z prośbami o podanie wzorów do obliczania transformatorów sieciowych. Same wzór)' to jeszcze za mało. Aby prawidłowo obliczyć uzwojenia, trzeba poznać zagadnienie dokładniej, najlepiej poprzez doświadczenia praktyczne i nauczyć się podane wzory stosować.

Zasada działania oraz podstawowe wzory są podane w książkach i nie będziemy ich powtarzać. Skupimy się bardziej na informacjach praktycznych, potrzebnych do prawidłowego doboru transformatora, a także na zasadach obliczania i wykonania. Wiadomo, że każdy transformator wprowadza straty i są

Tabela 1 Najważniejsze parametry transformatora w zależności od mocy użytecznej Pu:

Uln, Pin - napięcie i moc po stronie pierwotnej = 100% i odpowiada mocy rdzenia (Pr),

U2n, P2n - napięcie i moc po stronie wtórnej, przy obciążeniu znamionowym.

one większe dla mniejszych mocy. Wraz ze wzrostem mocy straty (procentowe) maleją, a są one wynikiem niedoskonałości budowy i użytych materiałów. Chodź; oczywiście

0    rezystancje przewodów, rozproszenie, histe-rezę i prądy wirowe obwodów magnetycznych. Dla nas najważniejsza jest sprawność

1    spadek napięcia wtórnego. W tabeli I podałem wyniki pomiarów dla transformatorów różnych mocy z rdzeniami typu El i blach zimnowalcowanych nowszego typu. Aby w przyszłych opisach się nie pogubić, przyjmijmy trzy rodzaje blach spotykanych w praktyce. Pierwsze to blachy gorąco walcowane z dużą domieszką krzemu, twarde, kruche, łamliwe i najczęściej jednostronnie lakierowane. Nazwiemy je ogólnie blachami „starymi".

Blachy zimnowalcowane, miękkie, gładkie, o mniejszej zawartości krzemu, ale z różnymi dodatkami (nikiel, kobalt), to będą blachy „nowe".

Do trzeciej grupy zaliczymy blachy, z których wykonywane są rdzenie zwijane, i nazwiemy je blachami „zwijanymi”. Są jeszcze rdzenie toroidalnc, ale są one niezbyt przydatne do amatorskiego uzwajania i nie będziemy ich rozpracowywać. Ponieważ na rdzeniach nic podaje się rodzaju blach, to taki podział jest niezbędny dla prawidłowego obliczenia mocy i przyjętej indukcji magnetycznej. Aby w tabeli 1 zmieścił się większy zakres mocy i linie parametrów były prostsze, zakres mocy narysowałem w skali logarytmicznej. Jeśli za 100% przyjmiemy parametry transformatora idealnego, to w rzeczywistym napięcie wtórne przy obciążeniu znamionowym (U2n) będzie przebiegało według niebieskiej krzywej. Moc pobierana z uzwojenia wtórnego przy obciążeniu znamionowym (P2ni będzie przebiegać po krzywej czerwonej. Z pomiarów wynika, że straty napięcia i mocy są mniejsze dla dużych transformatorów. Natomiast prąd uzwojenia pierwotnego bez obciążenia wyjścia (I lo) maleje wraz ze wzrostem mocy według krzywej koloru zielonego. Są to wyniki średnie na podstawie pomiarów transformatorów z rdzeniami wykonanymi z blach „nowych". Dla blach „starych" wyniki są nieco gorsze, a dla blach zwijanych nieco lepsze.

Obciążenie tra nsfo r matora

Ponieważ w różnych publikacjach podawane są sprzeczne zależności prądów przy takim samym połączeniu po stronie wtórnej, postanowiłem dokładnie je pomierzyć za pomocą

część 1

tego samego transformatora, przy jednakowym prądzie 4A na obciążeniu, oraz jednakowym miernikiem wskazówkowym (UM-3).

Rys. 1 Wartości prądów w transformatorze w zależności od typu obciążenia dla prądu obciążenia l_RL = 4A; C=10000uF; Ak=36Ah; Tr=160VA.

a)

I1-0.31A    I2=4A

11	a *
o—2 I.0CA 5 «	i 4M ^W " I n
« —l	LJ

Elektronika dla Wszystkich Sierpień 2005 59