Ein Abwärtstransformator ist ein Gerät, das ein höheres Wechselstrompotential gemäß seinem Wicklungsverhältnis und seinen Spezifikationen auf ein niedrigeres Wechselstrompotential reduziert.
In diesem Artikel werden wir diskutieren, wie ein grundlegender Abwärtstransformator entworfen und gebaut wird, der normalerweise in netzbetriebenen Netzteilen verwendet wird.
Einführung
Dies wird elektronischen Hobbyisten wahrscheinlich helfen, ihre eigenen Transformatoren basierend auf ihren besonderen Anforderungen zu entwickeln und zu bauen. Auf den nächsten Seiten wird eine vereinfachte Layoutmethode vorgestellt, um zufriedenstellend entwickelte Transformatoren zu erzielen. Andererseits kann der Entwurfsprozess Gegenstand einiger Experimente sein.
Die in diesem Artikel vorgestellten Tabellen enthalten kurze Trimmberechnungen, die dem Konstrukteur helfen, die geeignete Drahtgröße oder sogar die Kernkaschierung zu finden. Hier werden ausschließlich relevante Daten und Berechnungen bereitgestellt, um sicherzustellen, dass der Designer nicht durch unerwünschte Details verwirrt wird.
Hier werden wir speziell über Transformatoren diskutieren die 2 oder mehr Wicklungen von isoliertem Kupferdraht um einen Eisenkern besitzt. Dies sind: eine Primärwicklung und eine oder mehrere Sekundärwicklungen.
Jede Wicklung ist elektrisch von der anderen isoliert, jedoch unter Verwendung eines laminierten Eisenkerns magnetisch verbunden. Kleine Transformatoren besitzen eine schalenartige Struktur, dh die Wicklung ist vom Kern umgeben, wie in Fig. 1 gezeigt. Die von der Sekundärseite gelieferte Leistung wird tatsächlich von der Primärwicklung übertragen, obwohl sie auf einem vom Wicklungsverhältnis des a abhängigen Spannungsniveau liegt Paar Wicklung.
Videointerpretation
Grundlegendes Transformator-Design
Als erste Phase für die Auslegung eines Transformators müssen die Primär- und Sekundärspannungsauswertungen sowie die Sekundärampere-Nennleistung deutlich ausgedrückt werden.
Bestimmen Sie anschließend den zu verwendenden Kerngehalt: gewöhnliches Stanzen mit Stahl oder Stanzen mit kaltgewalztem kornorientiertem (CRGO). CRGO zeichnet sich durch eine größere zulässige Flussdichte und geringere Verluste aus.
Der bestmögliche Querschnittsteil des Kerns wird grob zugeordnet durch:
Kernfläche: 1,152 x √ (Ausgangsspannung x Ausgangsstrom) cm².
Bei Transformatoren mit mehreren Sekundärteilen muss die Summe des Ausgangsspannungs-Ampere-Produkts jeder Wicklung berücksichtigt werden.
Die Anzahl der Windungen an der Primär- und Sekundärwicklung wird unter Verwendung der Formel für Windungen pro Voltverhältnis wie folgt bestimmt:
Windungen pro Volt = 1 / (4,44 x 10-4Frequenz x Kernfläche x Flussdichte)
Hier beträgt die Frequenz normalerweise 50 Hz für die indische Haushaltsnetzquelle. Die Flussdichte könnte als ungefähr 1,0 Weber / m² angesehen werden. bestimmt für gewöhnliches Stanzen von Stahl und ungefähr 1,3 Weber / m². zum CRGO-Stempeln.
Primärwicklung berechnen
Der Strom in der Primärwicklung wird durch die Formel dargestellt:
Primärstrom = Summe von o / p Volt und o / p Amp geteilt durch Primärspannung x Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad kleiner Transformatoren kann zwischen 0,8 und 0 liegen. §6. Ein Wert von 0,87 eignet sich hervorragend für normale Transformatoren.
Die geeignete Drahtgröße muss für die Wicklung bestimmt werden. Der Drahtdurchmesser ist abhängig vom Nennstrom für die Wicklung und auch von der zulässigen Stromdichte des Drahtes.
Die Stromdichte kann bis zu 233 Ampere / cm² betragen. in kleinen Transformatoren und so minimal wie 155 Ampere / cm². in großen.
Wicklungsdaten
Typischerweise ein Wert von 200 Ampere / cm². kann berücksichtigt werden, gemäß welcher Tabelle # 1 erstellt wird. Die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung wird durch die Formel dargestellt:
Primär Windungen = Windungen pro Volt x Primärspannung
Der von der Wicklung verbrauchte Raum wird durch die Isolationsdichte, die Wicklungstechnik und den Drahtdurchmesser bestimmt.
Tabelle 1 enthält die geschätzten Werte der Windungen pro Quadratzentimeter. durch die wir die von der Primärwicklung verbrauchte Fensterfläche berechnen können.
Primärwicklungsbereich = Primärwindungen / Windungen pro cm² von Tabelle 1
Sekundärwicklung berechnen
In Anbetracht der angenommenen Sekundärstromstärke können wir die Drahtgröße für die Sekundärwicklung einfach durch direktes Durchgehen von Tabelle 1 bestimmen.
Die Anzahl der Windungen an der Sekundärwicklung wird in Bezug auf die Primärwicklung nach der gleichen Methode berechnet, es sollten jedoch etwa 3% überschüssige Windungen enthalten sein, um den internen Abfall der Sekundärwicklungsspannung des Transformators beim Laden zu erstatten. Daher,
Sekundärwindungen = 1,03 (Windungen pro Volt x Sekundärvolt)
Der für die Sekundärwicklung erforderliche Fensterbereich ist in Tabelle 2 als gekennzeichnet
Sekundärfensterfläche = Sekundärwindungen / Windungen pro cm². (aus Tabelle 2 unten)
Berechnung der Kerngröße
Die wichtigste qualifizierende Maßnahme bei der Auswahl des Kerns könnte die gesamte Fensterfläche des zugänglichen Wicklungsraums sein.
Gesamtfensterfläche = Primärfensterfläche + Summe der Sekundärfensterflächen + Platz für Former & Isolierung.
Ein wenig zusätzlicher Platz ist erforderlich, um den ersteren und die Isolierung zwischen den Wicklungen zu stützen. Die spezifische Menge an zusätzlicher Fläche kann unterschiedlich sein, obwohl zunächst 30% in Betracht gezogen werden könnten, obwohl dies möglicherweise später angepasst werden muss.
Tabellenabmessung des Transformatorstempelns
Die perfekten Kerngrößen mit einem größeren Fensterraum werden im Allgemeinen aus Tabelle 2 unter Berücksichtigung der Lücke zwischen der Laminierung während des Stapelns (das Kernstapelelement kann als 0,9 angenommen werden) bestimmt, die wir jetzt haben
Bruttokernfläche = Kernfläche / 0,9 cm². Im Allgemeinen wird ein quadratisches zentrales Glied bevorzugt.
Hierzu beträgt die Breite der Laminierzunge
Zungenbreite = √Große Kernfläche (cm²)
Beziehen Sie sich nun noch einmal auf Tabelle 2 und finden Sie als letzten Punkt die geeignete Kerngröße mit einer angemessenen Fensterfläche und einem nahe gelegenen Wert der berechneten Zungenbreite. Ändern Sie die Stapelhöhe nach Bedarf, um den beabsichtigten Kernabschnitt zu erhalten.
Stapelhöhe = Bruttokernfläche / tatsächliche Zungenbreite
Der Stapel darf nicht viel unter der Zungenbreite liegen, sondern sollte mehr sein. Sie darf jedoch nicht größer als das 11/2-fache der Zungenbreite sein.
Kernbaugruppendiagramm
So montieren Sie den Transformator
Die Wicklung erfolgt über einen isolierenden Former oder eine Spule, die auf die mittlere Säule der Kernkaschierung passt. Das Primärteil wird im Allgemeinen zuerst gewickelt, und als nächstes ist es das Sekundärteil, wobei eine Isolierung zwischen den beiden Schichten der Wicklung erhalten bleibt.
Eine letzte Isolierschicht wird auf die Wicklung aufgebracht, um sie alle vor mechanischer und vibrationsbedingter Verschlechterung zu schützen. Wenn dünne Drähte verwendet werden, müssen ihre speziellen Enden mit schwereren Drähten verlötet werden, um die Anschlüsse außerhalb der ersteren zu bringen.
Die Laminierung wird normalerweise auf der ersteren durch abwechselnde Laminierung zusammengesetzt, die im Aufbau umgekehrt ist. Die Laminierung muss durch ein geeignetes Klemmgerüst oder durch Verwendung von Schrauben und Muttern fest miteinander verbunden werden (falls Durchgangslöcher in der Laminierbaugruppe vorhanden sind).
So wenden Sie die Abschirmung an
Dies kann eine kluge Idee sein, eine elektrostatische Abschirmung zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung zu verwenden, um zu verhindern, dass elektrische Störungen von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung gelangen.
Die Abschirmung für Abwärtstransformatoren kann aus einer Kupferfolie bestehen, die für etwas mehr als einen Tum zwischen die beiden Wicklungen gewickelt werden kann. Die Isolierung muss über die gesamte Folie verteilt werden, und es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass die beiden Enden der Folie niemals miteinander in Kontakt kommen. Zusätzlich könnte ein Draht mit diesem Abschirmfeld verlötet und mit der Erdungsleitung der Schaltung oder mit der Laminierung des Transformators verbunden werden, die mit der Erdungsleitung der Schaltung geklemmt werden kann.
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