Расчет трансформатора

Sоб =W / Ws ,                                                                 (3.4) 

                   где:   Sоб – площадь, занимаемая одной обмоткой, см2; 

                             W – количество витков данной  обмотки, вит.; 

                             Ws – количество витков, умещающихся в см2 сечения обмотки, вит. 

Число витков, умещающихся  в одном квадратном сантиметре сечения  обмотки, находится для данного  диаметра провода из таблицы 2. 

Таблица 2. 

Зависимость числа  витков, укладывающихся в одном квадратном сантиметре сечения обмотки, от диаметра провода. 
 

Диаметр провода  без изоляции, мм 

Число витков, умещающихся  в одном см2 сечения обмотки 

Диаметр провода  без изоляции, мм 

Число витков, умещающихся  в одном см2 сечения обмотки 

0,10 

5 000 

0,6 

175 

0,12 

3 200 

0,7 

130 

0,14 

2 500 

0,8 

100 

0,16 

2 000 

0,9 

90 

0,18 

1 660 

1,0 

68 

0,20 

1 380 

1,1 

55 

0,22 

1 120 

1,2 

48 

0,25 

910 

1,3 

40 

0,30 

650 

1,4 

36 

0,35 

480 

1,5 

31 

0,40 

375 

1,6 

25 

0,45 

250  
 
 
 

          Сложив площади, занимаемые каждой  обмоткой, получим площадь, занимаемую  всеми обмотками. Эта площадь  не должна превышать ¾ площади  «окна» трансформатора, так как  остальную часть площади «окна»  трансформатора должны занять  изоляция провода, прокладки,  каркас и т.п. 

          Если площадь, занимаемая всеми  обмотками, получилась больше  ¾ площади окна, то придется  несколько увеличить сечение  сердечника и заново произвести  расчет.  

Пользуясь изложенным способом расчета, рассчитаем трансформатор  для двухлампового усилителя, работающих на лампах 6Ж7 и 6П6С. 

1.     В  справочниках по лампам находим  напряжения и токи, требующиеся  для данных ламп. 

          Для накала этих ламп необходимо  напряжение 6,3 В, при этом лампа 6Ж7 потребляет ток 0,3 А, а 6П6С –0,45 А. Для питания анодных цепей и цепей экранирующих сеток необходимо напряжение 200-250 В. При этом анодный ток лампы 6Ж7 составит 2 мА, ток экранирующей сетки – 0,5 мА. Всего эта лампа будет потреблять ток 2,5 мА. Анодный ток лампы 6П6С равен 45 мА, а ток экранирующей  сетки – 4,5 мА. Всего она потребляет              49,5 мА. 

          Поскольку общее потребление тока от источника высокого напряжения составляет 49,5+2,5=52 мА, т.е. оно сравнительно невелико, то можно применить схему однополупериодного выпрямителя как более простую, а кенотрон взять самый маломощный типа 6Ц5С. применение его позволит обойтись одной обмоткой накала, так как катод в этом кенотроне изолирован от нити накала, а последняя требует, как и нити  накала усилительных ламп, напряжение 6,3 В. Ток, потребляемый на накал кенотроном, равен 0,6 А.   

          Таким образам, трансформатор  должен иметь всего три обмотки: 

Первичную на 220 В с отводами для питания от сети напряжением в 127 и 110 В; 

Вторичную для питания  анодных цепей напряжением 220 В при найденной величине тока в 52 мА; 

Вторичную для питания  накала ламп напряжением 6,3 В при токе 

0,3+0,45+0,6=1,35 А. 

Мощность, потребляемая от анодной обмотки,  

220*0,052=11,4 Вт. 

      Мощность, потребляемая от накальной обмотки,  

6,3*1,35=8,5 Вт. 

      Общая  потребляемая от трансформатора  мощность 

11,4+8,5=19,9 Вт. 

2.     Мощность, потребляемая трансформатором от  сети, 

1,25*19,9=25 Вт. 

3.     Сечение  сердечника при мощности 25 вт (по графику №1) должен быть равно 6 см2.  

  При этом подходящими  трансформаторными пластинами будут  пластины типа Ш-19, Ш-20 и Ш-24. 

4.     Число  витков на вольт при сечение  железа в  6 см2 (по графику №2) должно быть равно 9,5 витка на вольт. 

5.     Число  первичной обмотки 

9,5*220=2090 витков. 

Отводы надо будет  сделать от  

                                                 9,5*127=1260 витков. 

и 

9,5*110=1045 витков. 

Число витков анодной  обмотки 

9,5*220=2090 витков. 

Число витков накальной  обмотки 

                                                             9,5*6,3=60 витков. 

6.      

Диаметр провода  анодной обмотки может быть взят от 0,13 до 0,16 мм. Из таблицы 2 найдем, что  при диаметре 0,16 мм число витков, умещающихся в одном квадратном сантиметре сечения обмотки, равно 2000. 

Диаметр провода  накальной обмотки может быть взят от 0,75 до 0,90 мм (при диаметре     0,8 мм число витков, умещающихся в  одном квадратном сантиметре сечения  обмотки, равно 100).  

          Ток первичной обмотки при  питании от сети напряжением  110 В будет 25/110=0,23 А. 

          При таком токе диаметр провода  должен быть взят в пределах 0,3-0,35 мм. 

          При напряжении в сети 220 В ток будет вдвое меньше, что позволит для соответствующей части обмотки взять провод несколько меньшего диаметра                        (от 0,2 до 0,25 мм). Однако в данном трансформаторе (сравнительно маломощном) применять для первичной обмотки провода разных диаметров нецелесообразно. Можно для всей обмотки использовать провод диаметром 0,3-0,35 мм. 

При диаметре 0,3 мм число  витков, умещающихся в одном квадратном сантиметре сечение обмотки, равно 650. 

7.     В  заключение проверим, уместиться  ли обмотки в «окне» трансформатора.  

Предположим, что  для сердечника выбрана трансформаторная сталь типа Ш-20, у которой  «окно» имеет площадь 1,75*4,7=8,23 см2. 

          Площадь, занимаемая первичной  обмоткой, 

2090/650=3,21 см2. 

          Площадь, занимаемая анодной обмоткой, 

2090/2000=1,04 см2. 

Площадь, занимаемая накальной обмоткой, 

60/100=0,60 см2.

          Общая площадь  

3,21+1,04+0,60=4,85 см2.

          Отношение площадей 

4,85/8,23»0,59, 

что значительно  меньше 0,75 (⅜). 

          Следовательно, рассчитанные обмотки  легко уместятся на выбранном  сердечнике. 

Заключение 

         Трансформаторы являются одним  из основных видов электрооборудования,  через них передается практически  вся электроэнергия, вырабатываемая  электрическими станциями, без  них не может обойтись ни  одна современная электротехническая  установка. Поэтому им принадлежит  ведущая роль в бесперебойном  электроснабжении потребителей  электроэнергии. Благодаря им можно получать электрическую энергию при наиболее удобном напряжении, передавать ее с минимальными потерями напряжения и использовать при напряжении, рассчитанном на любого возможного потребителя. Основная роль трансформаторов лежит в развитии энергетики и электрификации народного хозяйства. 

Силовой трансформатор  принадлежит к  деталям, которые  радиолюбителю приходится часто  изготовлять самому. Поэтому необходимо уметь определять данные силового трансформатора, то есть находить число обмоток, их токи и напряжения, подсчитывать суммарную  полезную и потребляемую мощность и  рассчитывать эти параметры. Это  задача несложная и вполне доступная  начинающему радиолюбителю. 

В данной курсовой работе были изложены сведения об общем устройстве силового трансформатора, основных режимов  работы, а также определялся  его  расчет. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Список литературы: 
 

1) Аншин В.Ш., Сборка трансформаторов: Учеб. Пособие для ПТУ. – 2-е изд., перераб., и доп. 

2) Брускин Д.Э. и др. Электрические машины.Т.1. Высшая школа. М., 1987. 

3) Гончарук А.И.  Расчет и конструирование трансформаторов.  Учебник для 

техникумов. – М: Энергоатомиздат, 1980. 

4) Касаткин А.С  Основы электротехники, М.- Л., изд-во  “Энергия”, 1966, 712с. с илл. 

5) Худяков З.И.  Ремонт трансформаторов. Учебник  для техн. училищ. 5-е изд., Высшая школа, 1982    

6) www.yandex.ru «банк рефератов»