Kuidas saan määrata transformatoriga seotud koilide pööreid ja juhte suurust?

Kuidas saan määrata kuhju pööreid ja juhte suurust transformatoriga?

Kuhju pööreide ja juhte suuruse määramine transformatoriga nõuab arvestamist pingega, vooluga, sagedusega, tuumaparanditega ja laadimisnõuetega. Allpool on toodud detailsemad sammud ja valemid:

I. Määra põhiline transformatori parameeter

1. Sisend/väljundpinge (V1,V2): Põhiline ja sekundaarne pinge (voltsides).

2. Nimetatud võimsus (P): Transformatori suurus (VA-s või vatides).

3. Töötlemise sagedus (f): Tavaliselt 50 Hz või 60 Hz.

4. Tuumaparandmed:

• Tuumamaterjal (nt silikoonteras, ferriet)

• Efektiivne tuuma ristlik pindala (A, m²-s)

• Maksimaalne fluxitihedus (Bmax, T-s)

• Kokku magnetiline tee pikkus (le, m-s)

II. Arvuta kuhju pööreid

1. Pööreiden suhe valem

Kus N1 ja N2 on põhi- ja sekundaarkuhju pööreid.

2. Pinge per pööre arvutamine

Faraday induktsiooniseaduse kasutamisel:

Uuesti korraldatud, et lahendada N:

Parameetrid:

• V: Kuhju pinge (põhiline või sekundaarne)

• Bmax: Maksimaalne fluxitihedus (vt tuumamaterjali andmete lehed, nt 1,2–1,5 T silikoonterase puhul)

• A: Efektiivne tuuma ristlik pindala (m²-s)

Näide:
Kujundage 220V/110V, 50Hz, 1kVA transformator silikoonterasega (Bmax=1,3T,A=0,01m2):

III. Määra juhte suurus

1. Arvuta kuhju vool

2. Juhte ristliku pindala arvutamine

Voolusuhtluse (J, A/mm²) alusel:

• Voolusuhtluse juhised:

• Standardtransformatorid: J=2,5∼4A/mm2

• Kõrge sagedusega või kõrge tõhususega transformatorid: J=4∼6A/mm2 (arvestades nahktagumist)

3. Juhte läbimõõdu arvutamine

IV. Kontroll ja optimeerimine

Tuumakaotuste kontroll:
Veenduge, et tuumas töötab ohutult Bmax piirides, et vältida satüreerumist:

(k: Materjali kordaja, Ve: Tuuma ruumala)

Akna pindala kasutamine:
Kogu juhte ristlik pindala peab sobima tuuma akna pindalasse (Awindow):

(Ku: Akna täitmise tegur, tavaliselt 0,2–0,4)

Temperatuuri tõusu kontroll:
Veenduge, et juhte voolusuhtlus vastab temperatuuri tõusu nõuetele (tavaliselt ≤ 65°C).

V. Tööriistad ja viited

1. Disainitarkvara:

• ETAP, MATLAB/Simulink (simulatsiooni ja kontrolli jaoks)

• Transformatori Disainer (veebipõhine tööriist)

2. Juhtnöörid ja standardid:

• Transformatori Disaini Raamat Colin Hartilt

• IEEE Standard C57.12.00 (Üldised nõuded energiatransformatoritele)

Olulised kaalutlused

• Kõrge sagedusega transformatorid: Lahendage nahktagumine ja läheduse mõju Litz juhtme või platina kuparileivate abil.

• Isolatsiooninõuded: Tagage, et isolatsioon kannatab kuude vahelise pingega (nt ≥ 2 kV põhi-sekundaarisolatsiooni jaoks).

• Ohutuse marginaal: Varukeerake 10–15% marginaal pööreidele ja juhte suurusele.

See meetod annab aluse transformatori disainimiseks, kuid soovitatakse eksperimentaalset testimist lõpliku kontrolli jaoks.