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電気溶接。 溶接トランスの計算方法。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
変圧器 - これは、電気エネルギーを交流に変換できる最初の静的デバイスです。 変圧器が使われている:
このセクションの目的は、高校の物理コースで習得する知識を超えることなく、変圧器の計算方法を提供することです。 一次巻線と二次巻線の XNUMX つの巻線を含む変圧器のバージョンを考えてみましょう。 巻数比 W1 一次巻線と巻数 W2 二次巻線と呼ばれる 変圧器の変圧比 KT:
どこで1、または2 - 一次巻線と二次巻線の電圧、V; 私1、 私2 - 一次巻線と二次巻線の電流、A. 巻線の XNUMX ターンの起電力 (EMF) は、このターンを通過する磁束 F の変化率に正比例します。
トランスの巻線は周囲の空間よりも数千倍大きい透磁率を持つ強磁性コアに巻かれているため、ほぼ全磁束が断面Sのコアに集中します。c. 同時にコアの誘導が -B から変化した場合m +Vまでm 周波数 B でmその後 平均コイル電圧 同様に：
ここでKф- 正弦波電圧 K の場合、実効電圧値と平均電圧値の比率を考慮した形状係数ф = 1,11; でm - コア内の最大誘導、T; F - 交流電圧の周波数、Hz。 Sc - コアの断面積、cm2; にc - コアフィルファクター。 巻き数が異なる可能性があるにもかかわらず、変圧器の巻線はその電力に等しい同じ電力を持ち、コア ウィンドウの領域をそれらの間で均等に分割します。
どこにso - コア ウィンドウ領域、cm2; にo - ウィンドウフィルファクター; J は変圧器巻線の電流密度、A/mm2 です。 （18.3）と（18.4）を使用して、変圧器の全体的な電力を決定します。
式（18.5）から、トランスコアの寸法を見つけます。
B、J、Kの値を選択するにはcKo 変圧器の推奨事項を使用できます (表 18.5)。 アルミ線の場合、電流密度を1,6分のXNUMXに減らす必要があります。 表18.5。 コアパラメータ
最も一般的なタイプの変圧器は 二重巻線トランス、アマチュアの開発者が設計計算の問題に直面することがあります。 多巻線トランス. 少なくとも可能 XNUMXつのケース マルチ巻線トランス: ケース1。 変圧器には、コア ウィンドウ領域の 95% 以上を占める 18.5 つの主巻線と、残りのウィンドウ領域を占める XNUMX つ以上の追加の低電力巻線があります。 表から Ko の小さい値を選択します。 XNUMX の場合、変圧器は XNUMX 巻線として計算できます。 おそらく、この仮定によって追加の巻線の配置に問題が生じることはありません。 ケース2。 トランスには複数の巻線があり、それぞれがコア ウィンドウ領域の 5% 以上を占めます。 変圧器はすでに多重巻線として設計されている必要があります。そうしないと、コア ウィンドウ内の巻線の配置に問題が発生する可能性があります。 巻線の数は電磁誘導の法則に影響を与えないため、多巻線変圧器を計算する場合は、コア ウィンドウ内に多くの巻線を配置するという問題を解決するだけで十分です。 前に述べたように (18.4)、変圧器巻線はその電力に比例したウィンドウ領域を占めます。 これを検証するのは難しくありません。 変圧器のすべての巻線が同様の巻線材料で作られており、テーブルから取得した同じ電流密度 J が選択されていると仮定します。 18.5。 すべての巻線が同じコアに巻かれているため、どの巻線でも XNUMX 回巻くと同様の電圧 E が生成されます。в、式 (18.3) によって決定できます。 N番目の巻線の端子で必要な電圧Uを得るためにN、この巻線には W が含まれている必要があります。N =UN / えB 回します。 電流 I が N 番目の巻線に流れる場合N、その場合、断面Sのワイヤを巻く必要があります。PR =IN / J. 巻線の断面積と巻き数がわかれば、この巻線がコア ウィンドウ内で占める面積を決定できます。
どこ
この式から、巻線の断面積は巻線電力と係数 K の積に等しいことが明らかです。EJ。 次に、係数 KEJ は変圧器コアのパラメータによって決定され、巻線の数や電力に関係なく、変圧器のすべての巻線で同様の値になります。 したがって、合計電力が次の値を超えない限り、任意の数の巻線をコア ウィンドウに配置できます。
もちろん、得られた式は XNUMX 巻線トランスにも当てはまります。これにより、XNUMX 巻線トランスに使用される方法を使用して、多巻線トランスのコア寸法を選択することができます。 これを行うには、多巻線変圧器の全体的な電力を決定するだけで済みます。
例 1. 総電力が 2 W の T220 27/200 V 変圧器を計算してみましょう。 同様の変圧器は、半自動溶接機の送り機構と制御回路に電力を供給するために使用されます。 トランスは標準の ShL タイプのコアに巻かれます。 テーブルからSHLコアに巻かれた18.5 Wの変圧器の場合は200、B = 1,5 T、J = 2,5 A/mm2およびKの値を選択します。o = 0,32。 ストリップコアの場合、値 K を取得します。c = 0,95。 次に、トランス コアの全体の寸法を見てみましょう。
Sを持つコアШЛ25x40を選択しますc = 10 cm2 および So = 16 平方センチメートル。 コアの断面積を決定したら、式 (2) を使用して、変圧器の 18.3 ターンの EMF を決定します。
変圧器の一次巻線の巻数を見つけます。
トランスのXNUMX次巻線の巻数を求めます。
一次巻線と二次巻線の線径を調べるには、まずこれらの巻線に流れる電流を決定する必要があります。
ここで、巻線の電流密度 J = 2,5 A/mm2 が分かると、次の巻線の直径を決定できます。 一次巻線:
и 二次巻線:
巻線の最も近い標準直径を選択します。
その結果、T2 トランスは標準の Sh 型ストリップ コア タイプ ShL25x40 に巻かれ、一次巻線には直径 696 mm の銅線が 0,69 回巻かれ、二次巻線には直径 85 mm の銅線が 1,95 回巻かれます。 例 2. 無停電電源装置で使用される XNUMX 巻線変圧器を計算してみましょう。 10 次巻線は、トランジスタ DC-AC コンバータの出力から、振幅 50 V、周波数 XNUMX Hz の正弦波交流電圧を受け取ります。 コンバータが提供できる最大実効電流は次のとおりです。
正弦波電圧の振幅値は実効電圧の 1,414 倍であるため、実効電圧は変圧器の XNUMX 次巻線に適用されます。
Uへの電圧を上げるには2 = 220 V は XNUMX 次巻線で、電流 I 用に設計されています。2 = 1,36A。 バッテリーを充電するために、電圧Uを持つXNUMX番目の巻線が使用されます3 = 20 V および定格電流 I3 = 6A。 式 (18.9) に従って、トランスの全体的な電力を決定します。
前のケースと同様に、変圧器が標準の SHL タイプのコアに巻かれると仮定します。 テーブルからSHLコアに巻かれた18.5 Wの電力の変圧器の場合は360、V = 1,47 T、J = 2A/mm2およびKの値を選択します。o = 0,33。 ストリップコアの場合、値 K を取得します。с = 0,95。 次に、トランス コアの全体の寸法を見てみましょう。
Sを持つコアШЛ32х50を選びましょうc=16cm2およびSo=26cm2。 コアの断面積を決定したら、式 (18.3) を使用して、変圧器の XNUMX ターンの EMF を決定します。
変圧器の最初の巻線の巻数を見つけます。
トランスの XNUMX 次巻線の巻数を求めます。
トランスのXNUMX番目の巻線の巻数を見つけます。
最初の巻線の巻線の直径を決定します。
おそらく、このような大きな直径の巻線を見つけるのは非常に困難になるでしょう。 したがって、次の断面を持つ銅製の長方形のバスバーで最初の巻線を巻くことをお勧めします。
XNUMX 番目の巻線の巻線の直径を決定します。
XNUMX 番目の巻線の巻線の直径を決定します。
XNUMX 番目と XNUMX 番目の巻線の標準直径を選択しましょう。
著者: Koryakin-Chernyak S.L.
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-巻線電力
- 巻線の断面と電力を結び付けるパラメトリック係数。
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