Image110 (2)

Forum Czytelników

Forum Czytelników

P2n

(8)

100

i)

r—i

L min²J

a *•

ć ~ betu

Rys. 4 Wpływ stopniowego odkształcania uzwojeń r w miarę oddalania się warstw uzwojenia od dna karkasu

a)    zarys uzwojenia w przekroju poprzecznym typu El,

b)    „udział” uzwojeń w przekroju okna brutto.

podałem szacunkowo na podstawie danych znamionowych i pomiarów rdzenia.

Moc rdzenia Pr (równą mocy PI) danego transformatora w [VA] obliczamy:

Pr = (1^5) dla blach „starych" (3)

Pr = ( j^j ) dla blach „nowych"

Pr = S² dla blach zwijanych

Pr = ( 0^7 ) dla rdzeni toroidalnych -

(szacunkowo, z dużym przybliżeniem)

Indukcją magnetyczną w rdzeniu (B) przyjmujemy:

1T dla blach „starych” (4)

1,1T dla blach „nowych”

1,5T dla blach zwijanych 1,6T dla rdzeni toroidalnych

Dotyczy pracy ciągłej. Jednostką jest tesla (T).

Współczynnik zwojności (zwany powszechnie jako liczba zwojów na IV napięcia uzwojenia) obliczamy:

Z ₌    10⁴    (5)

V 4.44BxfxS f* częstotliwość w [Hz]

Jeśli częstotliwość (f) będzie tylko ^OHz to:

_7 _ 45_ (6)

V BxS

Można od razu otrzymać liczbę zwojów danego uzwojenia, podstawiając napięcie stanu jałowego (E) do wzoru 6 (w stanie jałowym U « E; E to S.E.M.)

7.x = Rx45 (7)

BxS

Sprawa jest prosta dla stanu jałowego lub bardzo małego obciążenia. Przy pełnym obciążeniu występują straty napięcia na uzwojeniach wtórnych ( tabela 1). Jedne źródła każą zwiększać uzwojenie wtórne, inne zalecają zmniejszać pierwotne, jeszcze inne „pół na pół”. I bądź tu mądry! Dla małych rdzeni zalecają 10%, dla dużych 5%. Ponieważ straty nie zmieniają się skokowo, to znacznie lepiej będzie skorzystać z tabeli 1 (linia l.2n) Jeśli do wzorów S...7 podstawimy indukcję (B) ze wzoru 4, to na podstawie pomiarów prądu zerowego (II o) należy odjąć część zwojów od uzwojenia pierwotnego. W przeciwnym wypadku (tj. zwiększenia uzwojenia wtórnego) będzie przesadnie mały prąd jałowy, uzwojenia trudniej będą mieścić się w oknie i będą miały większe rezystancje. Ile procent uzwojenia pierwotnego odjąć, trzeba ustalić na podstawie tabeli 1. Np. dla transformatora o mocy ok. 100VA trzeba odjąć 7%, a jest 10 różnica między linią niebieską U2n a linią 100%-ową.

Drugim parametrem, najważniejszym po liczbie zwojów, jest średnica drutu nawojowego danego uzwojenia. Najpierw obliczamy całkowitą moc ciągłą po stronie wtórnej, a będzie to moc znamionowa użytkowa P11 [VA] i według linii czerwonej P2n określamy jej procentowość (np dla trafo 100VA będzie to 86%) równą sprawności (Tj). Obliczoną moc dzielimy na odczytaną sprawność (P2n) i mnożymy przez 100, otrzymując moc po stronie pierwotnej równą Pin lub Pr.

Pin

Np. dla trafo 200YA 20f)VA

P¹ n =    x 100% = 228,57VA

(Trafo to potoczna, skrócona nazwa transformatora).

Tu również różne źródła podają współczynniki poprawkowe na sprawność, zalecając mnożyć Pu x 1,2 dla rdzeni małych i Pu x 1,1 dla dużych. Strata mocy nie zmienia się skokowo i znaczne lepsze będzie skorzystanie z tabeli 1.

Mamy już moc całkowitą po stronie pierwotnej, więc dzielimy ją przez napięcie sieci i otrzymamy prąd I In I tu znowu będą problemy, bo żeby obliczyć średnicę drutu nawojowego musimy określić gęstość prądu J w przewodzie. Aby J nie myliło nam się z I, oznaczymy gęstość prądu jako g podawane w

A

mm

Znowu różne źródła zalecają do pracy ciągłej przyjmować g - 2A/inin^:>. Taka gęstość może być stosowana tylko w transformatorach u powiększonym oknie. W typowym rdzeniu składanym F.l (gdzie I = 0 Sm) ledwie mieści się 2,5A/nuii\ a najlepiej ostatecznie obliczyć taką średnicę drutu, jaką uda się pomieścić w oknie (ale nie umiej niż 2A/mur) Przekrój przewodu względem gęstości jest podawany w mm, natomiast dnit nawojowy w wymiarze średnicy (mm liniowe) i trzeba żmudnie przeliczać według typowych wzorów z liczbami niewymiernymi.

Pracując na przewijalni na początku lat 70. opracowałem uproszczone wzory na obliczanie średnicy przewodu względem przekroju na podstawie stosunku pola koła wpisanego w kwadrat do pula tego kwadratu, gdzie bok kwadratu a równy jest średnicy (koła wpisanego) d Wtedy pole przekroju przewodu Sp będzie:

Sp = d² x 0,785 Dla celów technicznych wystarczy:

Sp = & x 0,8 (9)

Teraz wystarczy przekształcić wzór 9 i otrzymać średnicę.

Iz ¹ (10)

\gx0,8

d - średnica drutu [mm]

Iz - prąd skuteczny uzwojenia [A] g-gęstość prądu (przyjęta wstępnie dla typo-

,    . - A

wego okna)

Bywają sytuacje, gdy nie mamy odpowiedniego drutu lub gdy pojedynczy drut byłby za „twardy". Wtedy należy nawijać kilka drutów równoległych. Aby znowu nie bawić się w przeliczanie przekrojów' w średnice, stosujemy wzór uproszczony:

dw = Jdl²+d2²-Hln³... (II) dw - średnica wypadkowa dl.d2.dii - średnice drutów równoległych Jeśli druty równoległe będą miały jednakowe średnice, lo wzór 11 można jeszcze przekształcić na:

dw = dr J Ńdr (12)

dr - średnice jednakowych drurów równoległych

Ndr - liczba dmtów równoległych

Przykład: cztery druty o śr. ty 0,5mni => dw = 0,5 4 = 0,5 x 2 = I mm

Czyli zamiast jednego druu ty l,0mui. musimy skręcić 4 druty ty = 0,5mm

Mając obliczoną wstępnie średnicę drutu nawojowego, trzeba sprawdzić, czy zmieści się w oknie transformatora W tym celu :rzc-ba narysować okno wraz 7 izolacją (karkasem) jak na rysunku 4

Ciągdalsjy nn stmnip 67

k2 _n,_c

-—    o.

AM ¹    '

ST"

Łl

LOLI

Elektronika dla Wszystkich Sierpień 2005 61