Hogyan lehet meghatározni egy transzformátor egyes tekercsek körülfordulásainak számát és a drótméretet?
Hogyan határozhatom meg a transzformátor tekercsek számát és a drótméretet?
A transzformátor tekercsek számának és drótméretének meghatározásához figyelembe kell venni a feszültséget, áramot, frekvenciát, aljzat jellemzőit és a terhelési követelményeket. Az alábbiakban találja a részletes lépéseket és képleteket:
I. Alapvető Transzformátor Paraméterek Meghatározása
Bemeneti/Kimeneti Feszültség (V1,V2): Eredeti és másodlagos feszültség (voltban).
Nominált Teljesítmény (P): A transzformátor kapacitása (VA vagy wattban).
Működési Frekvencia (f): Általában 50 Hz vagy 60 Hz.
Aljzat Paraméterei:
Aljzat anyaga (pl., szilíciumvagyon, ferrit)
Hatékony aljzat keresztmetszeti területe (A, m²-ben)
Maximális mágneses fluxussűrűség (Bmax, T-ban)
Összes mágneses út hossza (le, m-ben)
II. Tekercsek Számának Számítása
1. Tekercsek Arányának Képlete
Ahol N1 és N2 az eredeti és másodlagos tekercsek fordulatai.
2. Fordulatok Feszültségeinek Számítása
A Faraday indukciós törvénye alapján:
Átrendezve N megoldására:
Paraméterek:
V: Tekercs feszültsége (eredeti vagy másodlagos)
Bmax: Maximális mágneses fluxussűrűség (lásd az aljzat anyag adatlapját, pl. 1,2–1,5 T szilíciumvagyon esetén)
A: Hatékony aljzat keresztmetszeti területe (m²-ben)
Példa:
Tervezze meg egy 220V/110V, 50Hz, 1kVA transzformátort szilíciumvagyon aljzattal (Bmax=1,3T, A=0,01m2):
III. Drótméret Meghatározása
1. Tekercs Áramának Számítása
2. Drót Keresztmetszeti Területének Számítása
Az áram sűrűsége (J, A/mm²) alapján:
Áram Sűrűségi Irodalom:
Szabványos transzformátorok: J=2,5∼4A/mm2
Magas frekvenciájú vagy nagy hatékonyságú transzformátorok: J=4∼6A/mm2 (a bőrfelületi hatást figyelembe véve)
3. Drót Átmérőjének Számítása
IV. Érvényesítés és Optimalizálás
Aljzat Veszteségek Érvényesítése:
Győződjön meg róla, hogy az aljzat biztonságos Bmax határértékek között működik, hogy elkerülje a telítést:
(k: Anyag együttható, Ve: Aljzat térfogata)
Ablak Terület Használata:
A drót teljes keresztmetszeti területe beleférjen az aljzat ablak területébe (Awindow):
(Ku: Ablak kitöltési tényező, általában 0,2–0,4)
Hőmérséklet Emelkedés Ellenőrzése:
Győződjön meg róla, hogy a drót áram sűrűsége megfelel a hőmérséklet emelkedési követelményeknek (általában ≤ 65°C).
V. Eszközök és Referenciák
Tervezési Szoftverek:
ETAP, MATLAB/Simulink (szimuláció és érvényesítéshez)
Transzformátor Tervező (online eszköz)
Útmutatók és Szabványok:
Transzformátor Tervezési Kézikönyv Colin Hart szerint
IEEE Standard C57.12.00 (Általános követelmények a tápegység-transzformátorokhoz)
Fontos Megfontolandók
Magas Frekvenciájú Transzformátorok: Kezelje a bőrfelületi és közeli hatásokat Litz dróttal vagy lapos rézsavanyaggal.
Előttemetési Követelmények: Győződjön meg róla, hogy az előttemetés kiáll a tekercsek közötti feszültségben (pl. ≥ 2 kV az eredeti-másodlagos előttemetés esetén).
Biztonsági Tartalék: Foglaljon 10–15% tartalékot a tekercsek számára és a drótmérethez.
Ez a módszer alapját adja a transzformátor tervezésének, de a végső érvényesítéshez kísérleti tesztelést javasolunk.
Ajánlott
