Как рассчитать габаритную мощность импульсного трансформатора?

Как рассчитать импульсный трансформатор

By Admin Cat РасчетОставить

Они отличаются меньшими весом и размерами, чем аналогичные устройства, например, трансформатора с сердечником броневого типа. Для тороидальных трансформаторов характерно лучшее охлаждение и высокий КПД. Периметр сердечника позволяет распределить проводник обмотки более равномерно, что способствует уменьшению влияния  поля рассеяния, благодаря этому отпадает необходимость создания экранирования импульсного трансформатора.

Для расчета тороидального импульсного трансформатора с целью ускорить процесс и исключить случайную ошибку используют специально разработанную таблицу. Она, кстати, явилась прототипом автоматической программной версии расчета. Использование табличного расчета позволяет ускорить процесс и дает представление обо всех происходящих в работе импульсного трансформатора процессах. Расчет аналогичен расчету ИТ с броневым и бронестержневым Ш-образным сердечником.

Рис. №1. Таблица основных расчетов тороидальных импульсных трансформаторов,

Где:

• Рr — габаритная мощность;
• w1 – число витков на вольт для сердечника из сталей марки Э310, Э320;
• w2 – число витков на 1 вольт на стальной сердечник марки Э340; Э350; Э360;
• S – площадь поперечного сечения провода;
• Δ – разрешенная плотность тока в катушке;
• η – КПД тр-ра.

Первое действие проектирования импульсного трансформатора – выбор материала. Для большинства импульсных трансформаторов используется холоднокатаное стальное железо: Э310; Э320; Э380 с лентой толщиной до 0,5 мм. Если толщина ленты до 0,1 мм выбирается сталь Э340; Э350; Э360

Для намотки трансформаторов допускается использовать изоляцию снаружи и между обмоток. Изоляция, расположенная между слоями позволяет сделать укладку проводника ровным слоем, повышает толщину намотки в диаметре внутри сердечника.

Рис. №2.Форма конструкции сердечника тороидального импульсного трансформатора А – Магнитопроводный сердечник; С – Проводник для индуктивной связи.

Проводник должен быть выбран с высокой степенью прочности изоляции к механическим и электрическим воздействиям марок (ПЭЛШО; ПЭШО или провод ПЭВ-2). Для изоляции выбирается лакоткань, фторопластовая пленка (ПЭТФ) и батистовая лента.

Расчет импульсного трансформатора
Исходные параметры, необходимые для выполнения расчетов импульсных трансформаторов: Р2 (Вт) – импульсная мощность; U1 (В) – импульсное напряжение; Rи (Ом) – сопротивление источника; tи  (с) – время продолжительности импульса; fn (Гц) – частота движения импульсов; λ = 0,04 коэффициент искажения верхней, прямой части прямоугольного импульса

Пример расчета трансформатора

Если известно напряжение питания Uc = 220B; напряжение выхода Uв = 24В; Iн = 1,8А

действием определяем мощность «вторички»:
Р = Uв * Iн = 24 * 1,8 = 43,2 Вт

действие. Высчитывает габаритную мощность тр-ов:
Рг = Р/ η 43,2 / 0,92 = 48Вт; показатель КПД выбираем из табличного значения в ряду габаритных значений мощностей.

Рассчитываем   г /1,2 = 1,2 = 5,8см2Выбираем габариты сердечника Dc; dc; hс

S = Dc – dc /2 * hс

Наиболее вероятный, приближенный тип сердечника – ОЛ50/80 – 40; площадь его сечения равна (8 – 5)/ 2 * 4 = 6 см2 (около расчетной)

Находим внутренний диаметр сердечника, здесь справедливо утверждение dc  ≥ d/с
d/с =  =  = 3,8 см, что означает 5  3,8,

Находим допустимое число витков «первички» и «вторички»:
W1-1 = w1 * Uс – 5.55 * 220 = 1221 виток; W1-2 = w1 * Uн = 5,55 * 24 = 133 витка.

Ввиду того, что в трансформаторах с тороидальным сердечником наблюдается малый магнитный поток рассеяния, падение напряжения в обмотках определяется с помощью активного сопротивления. Значение падения напряжения в катушках трансформатора тороидального типа  намного меньше, чем этот параметр для бронестержневых трансформаторов. Для того, чтобы компенсировать потери во вторичной обмотке увеличивают число витков на 3%.

W1-2 = 133 * 1,03 = 137 витков

Находим диаметр провода для обмотки
d1 = 1.33 , I1 – ток в «первичке» трансформатора, определяется по формуле: I1 = 1,1 (Pг/Uc) = 1,1 * 48/220 = 0,24а

d1 = 1,33  = 0,299мм

находим подходящий диаметр проводника, берем в сторону увеличения (0,31мм);

d2 – 1,33  = 1,19  = 0,8 мм.

Расчет произведенный по табличной методике, испытан, трансформаторы спроектированные по ней дают отличные результаты. Совершенствование методик расчета не стоит на месте и постоянно совершенствуется, сделать импульсный трансформатор самому вполне реально, он будет работать, и показывать хорошие результаты.

Намотка импульсного трансформатора

При намотке импульсных трансформаторов необходимо учитывать особенности этих устройств. В первую очередь следует обращать внимание на равномерное распределение обмотки по всему периметру магнитопровода. В противном случае произойдет значительное снижение мощности устройства, а в некоторых случаях – его выход из строя.

В случае намотки провода своими руками, используется обмотка «виток к витку», выполненная в один слой. Исходя из такой технической характеристики, выполняется и расчет импульсного трансформатора в части определения необходимого количества витков.

Диаметр провода, используемого для обмотки, нужно подобрать таким образом, чтобы весь провод точно уложился в один слой, а количество витков в этом случае будет совпадать с расчетными данными.

Разница между данными калькулятора и результатом, полученным с помощью формулы, может составлять от 10 до 20%, что позволяет делать обмотку, не обращая внимания на точное количество витков.

Для выполнения расчетов существует формула: W = n (D – 10S – 4d) / d, в которой

• W–является количеством витков в первичной обмотке, n – постоянная величина, равная 3,1416,
• D – внутренний диаметр кольца магнитопровода,
• S – толщина изоляционной прокладки,
• d – диаметр изолированного провода.

Максимальный допуск ошибок при вычислениях составляет от -5 до +10% в зависимости от плотности укладки проводов.

Для того чтобы провод не прорезал изоляционную прокладку, да и не повредился сам, желательно притупить острые кромки ферритового сердечника. Но, делать это не обязательно, особенно если провод тонкий или используется надёжная прокладка. То же самое проделываем и с внутренними гранями кольца.

Чтобы предотвратить пробой между первичной обмоткой и сердечником, на кольцо следует намотать изоляционную прокладку.

В качестве изоляционного материала можно выбрать:

• лакоткань,
• стеклолакоткань,
• киперную ленту,
• лавсановую плёнку или даже бумагу.

При намотке крупных колец с использованием провода толще 1-2мм удобно использовать киперную ленту.

киперная лентаИногда, при изготовлении самодельных импульсных трансформаторов, радиолюбители используют фторопластовую ленту – ФУМ, которая применяется в сантехнике.

фторопластовая лента

Работать этой лентой удобно, но фторопласты обладают холодной текучестью, а давление провода в области острых краёв кольца может быть значительным.

Во всяком случае, если Вы собираетесь использовать ленту ФУМ, то проложите по краю кольца полоску электрокартона или обычной бумаги.

монтажный крючок

Монтажный крючок можно изготовить из куска стальной проволоки или велосипедной спицы.

Аккуратно наматываем изолирующую ленту на кольцо так, чтобы каждый очередной виток перехлёстывал предыдущий с наружной стороны кольца. Таким образом, изоляция снаружи кольца становится двухслойной, а внутри – четырёх-пятислойной.

самодельный челнок для намотки трансформаторов

Для намотки первичной обмотки нам понадобится челнок. Его можно легко изготовить из двух отрезков толстой медной проволоки.

Необходимую длину провода обмотки определить совсем просто. Достаточно измерить длину одного витка и перемножить это значение на необходимое количество витков. Небольшой припуск на выводы и погрешность вычисления тоже не помешает.

Пример

34(мм) * 120(витков) * 1,1(раз) = 4488(мм)

Если для обмотки используется провод тоньше, чем 0,1мм, то зачистка изоляции при помощи скальпеля может снизить надёжность трансформатора. Изоляцию такого провода лучше удалить при помощи паяльника и таблетки аспирина (ацетилсалициловой кислоты).

Будьте осторожны!

При плавлении ацетилсалициловой кислоты выделяются ядовитые пары!

Изолируем место пайки небольшим отрезком электрокартона или обыкновенной бумаги толщиной 0,05… 0,1мм.

Наматываем начало обмотки так, чтобы надёжно закрепить место соединения.

Те же самые операции проделываем и с выводом конца обмотки, только на этот раз закрепляем место соединения х/б нитками. Чтобы натяжение нити не ослабло во время завязывания узла, крепим концы нити каплей расплавленной канифоли.

Если для обмотки используется провод толще 0,5мм, то выводы можно сделать этим же проводом. На концы нужно надеть отрезки полихлорвиниловой или другой трубки (кембрика).

Затем выводы вместе с трубкой нужно закрепить х/б нитью.

Если под рукой не оказалось провода достаточного сечения, то можно намотать обмотку несколькими проводами, соединёнными параллельно.

: Импульсный трансформатор — Как намотать трансформатор

Август 2019

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс

« Июл
1	2	3	4
5	6	7	8	9	10	11
12	13	14	15	16	17	18
19	20	21	22	23	24	25
26	27	28	29	30	31

Источник: https://transformator220.ru/raschet/kak-rasschitat-impulsnyj-transformator.html

Программа для расчёта импульсного трансформатора | Мастер Винтик. Всё своими руками!

Приведены образцы схем преобразования и выпрямления. На некоторых полях ввода программы и на некоторых результатах расчета, которые нуждаются в х, размещены всплывающие подсказки. 

Подробнее о программе

1. Основная работа в программе происходит в группе «Оптимизация».
Автоматический расчет применяется при выборе другого сердечника или при изменении любых исходных данных (за пределами группы «Оптимизация») для получения отправной точки при оптимизации намоточных данных трансформатора.

2. В группе «Оптимизация» при изменении значений с помощью стрелок старт оптимизации запускается автоматически.
Но если новое значение введено «вручную», то следует запускать оптимизацию этой кнопкой.

3. Для ШИМ-контроллеров задается частота, равная половине частоты задающего генератора микросхемы. Импульсы задающего генератора подаются на выходы по очереди, поэтому частота на каждом выходе (и на трансформаторе) в 2 раза ниже частоты задающего генератора.

Микросхемы IR2153, и подобные ей этого семейства микросхем, не являются ШИМ-контроллерами, и частота на их выходах равна частоте задающего генератора.

Не стоит гнаться за большой частотой. При высокой частоте увеличиваются коммутационные потери в транзисторах и диодах.

Также при большой частоте из-за малого числа витков ток намагничивания получается слишком велик, что приводит к большому току холостого хода и, соответственно, низкому КПД.

4. Коэффициент заполнения окна характеризует, какую часть окна сердечника займет медь всех обмоток.

5. Плотность тока зависит от условий охлаждения и от размеров сердечника.При естественном охлаждении следует выбирать 4 — 6 А/мм2.При вентиляции плотность тока можно выбрать больше, до 8 — 10 А/мм2.Большие значения плотности тока соответствуют маленьким сердечникам.

При принудительном охлаждении допустимая плотность тока зависит от интенсивности охлаждения.

6. Если выбрана стабилизация выходных напряжений, то первый выход является ведущим. И на него надо назначать выход с наибольшим потреблением.Остальные выходы считаются по первому.

Для реальной стабилизации всех выходов следует применять дроссель групповой стабилизации.

7. При однополярном выпрямлении, несмотря на больший расход меди, имеет преимущество схема выпрямления со средней точкой, так как потери на двух диодах будут в 2 раза меньше, чем на четырех диодах в мостовой схеме.

9. На числах витков обмоток в результатах расчета помещены всплывающие подсказки с числом слоев, занимаемых обмотой.

10. На числах проводов в обмотках в результатах расчета помещены всплывающие подсказки с плотностью тока в обмотке.

Денисенко Владимир, г. Псков

СКАЧАТЬ RingFerriteExtraSoft БЕСПЛАТНО (270kb)

****************************************************************************************

• Бесплатная программа для восстановления файлов — R.saver

Бесплатная программа для восстановления данных с исправных накопителей. Обладает простым и удобным интерфейсом. Производит восстановление информации с различных версий повреждённых файловых систем NTFS, FAT и exFAT, восстановление удаленных файлов и данных после форматирования.Подробнее…

• Бесплатная программа для расчёта скорости и тормозного пути

Как определить скорость автомобиля и тормозной путь?

Ниже рассматривается небольшая бесплатная программка для расчёта тормозного пути автомобиля при известной скорости и наоборот (можно рассчитать скорость при известном тормозном пути).Тормозной путь — это расстояние, проходимое транспортным средством от момента привода в действие тормозного устройства до полной остановки.Полный тормозной путь включает в себя также расстояние, проходимое за время от момента восприятия водителем (машинистом) необходимости торможения до приведения в действие органов управления тормозами.Подробнее…

• Бесплатная программа для создания сайтов

CMS X-FS Free — Это бесплатная система для управления Вашим сайтом

Тем, кто хочет создать свой первый сайт бесплатно. Данная система предназначена быстрого и легкого создания сайта для новичков!Подходит для разработки, как персональных сайтов, так и для создания сайта визитки о фирме или организации. Благодаря подробной инструкции и подсказкам, с установкой и работой справиться даже самый неподготовленный пользователь.Подробнее…

Популярность: 21 249 просм.

Источник: http://www.MasterVintik.ru/programma-dlya-raschyota-impulsnogo-transformatora/

Расчет трансформатора на ферритовом кольце онлайн. Расчет трансформаторов импульсных источников питания

Импульсные источники питания, все чаще встречающиеся в радиолюбительской практике благодаря высокому коэффициенту полезного действия, малым габаритам и весу, обычно требуют расчета одного или нескольких (по числу каскадов) трансформаторов.

Это продиктовано тем, что приводимые в литературе значения числа витков, их диаметра, зачастую не совпадают с желаемыми выходными данными собираемого или проектируемого источника питания, либо имеющиеся в наличии у радиолюбителя ферритовые кольца или транзисторы не соответствуют приводимым в схеме.
В литературе приводилась упрощенная методика расчета трансформаторов импульсных источников питания.

Общий порядок расчета трансформатора импульсного источника питания следующий: 1. Рассчитать (в Вт) используемую мощность трансформатора Рисп.=1,ЗРн, где Рн — мощность, потребляемая нагрузкой.

2. Выбрать тороидальный ферритовый магнитопровод, удовлетворяющий условию Ргаб>Рисп., где Ргаб. — габаритная мощность трансформатора, Вт, вычисляемая как:

Где D — наружный диаметр ферритового кольца, см; d— внутренний диаметр; h — высота кольца; f — частота работы преобразователя, Гц; Вmах — максимальное значение индукции (в Тесла), которое зависит от марки феррита и определяется по справочнику. 3. Задавшись напряжением на первичной обмотке трансформатора U1 определяют с округлением в большую сторону

число ее витков:

Для полумостового преобразователя U1=Uпит/2-UКЭнас, где Uпит — напряжение питания преобразователя, UКЭнас — напряжение насыщения коллектор — эмиттер транзисторов VT1, VT2.
4. Определяют максимальный ток первичной обмотки (в А):

Где η — КПД трансформатора (обычно 0,8).
5. Определяют диаметр провода первичной обмотки (в мм):

6. Находят число витков и диаметр провода выходной (вторичной) обмотки:

М.А. Шустов; «Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения»; «Альтекс-А», 2002г.

В электронике и электротехнике широко используются различные типы трансформаторов. Это дает возможность применения электронных систем во многих областях производственной и хозяйственной деятельности. Поэтому наряду с основными расчетами, большое значение приобретает расчет импульсного трансформатора. Данные устройства являются важными элементами, которые используются во всех схемах современных блоков питания.

Назначение и действие импульсного трансформатора

Импульсные трансформаторы применяются в системах связи и различных автоматических устройствах. Их основной функцией является внесение изменений в амплитуду и полярность импульсов. Основным условием нормальной работы этих устройств считается минимальное искажение передаваемых ими сигналов.

Принцип действия импульсного трансформатора заключается в следующем: при поступлении на его вход прямоугольных импульсов напряжения с определенным значением, в первичной обмотке происходит постепенное возникновение электрического тока и дальнейшее увеличение его силы. Подобное состояние, в свою очередь, приводит к изменению магнитного поля во вторичной обмотке и появлению электродвижущей силы. В этом случае сигнал практически не искажается, а небольшие потери тока ни на что не влияют.

При выходе трансформатора на проектную мощность, обязательно появляется отрицательная часть импульса. Его воздействие вполне возможно сделать минимальным, путем установки во вторичную обмотку простого диода. В результате, в этом месте импульс также максимально приблизится к прямоугольной конфигурации.

Главным отличием импульсного трансформатора от других аналогичных технических систем считается его исключительно ненасыщенный режим работы. Для изготовления магнитопровода применяется специальный сплав, обеспечивающий высокую пропускную способность магнитного поля.

Расчет исходных данных и выбор элементов устройства

В первую очередь необходимо правильно выбрать наиболее подходящий магнитопровод. К универсальным конструкциям относятся броневые сердечники с Ш-образной и чашеобразной конфигурацией.

Установка необходимого зазора между частями сердечника делает возможным применение их в любых импульсных блоках питания. Однако, если собирается полумостовой двухтактный преобразователь, можно обойтись обычным кольцевым магнитопроводом.

При расчетах необходимо учитывать внешний диаметр кольца (D), внутренний диаметр кольца (d) и высота кольца (Н).

Существуют специальные справочники по магнитопроводам, где размеры кольца представлены в формате КDxdxH.

Перед тем как производить расчет импульсного трансформатора необходимо получить определенный набор исходных данных. Сначала нужно определиться с питающим напряжением. Здесь имеются свои сложности, в связи с возможными . Поэтому для расчетов берется максимальное значение в 220 В + 10%, к которому применяются специальные коэффициенты:

• Амплитудное значение составляет: 242 В х 1,41 = 341,22 В.
• Далее 341,22 — 0,8 х 2 = 340 В за вычетом падения напряжения на выпрямителе.

Значение индукции и частоты определяется с помощью таблиц:

2. Никель-цинковые ферриты

Параметры	Марка феррита
Граничная частота при tgδ ≤ 0,1, МГц
Магнитная индукция B при Hм = 800 А / м, Тл

Намотка импульсных трансформаторов

При намотке импульсных трансформаторов необходимо учитывать особенности этих устройств. В первую очередь следует обращать внимание на равномерное распределение обмотки по всему периметру магнитопровода. В противном случае произойдет значительное снижение мощности устройства, а в некоторых случаях — его выход из строя.

В случае намотки провода своими руками, используется обмотка «виток к витку», выполненная в один слой. Исходя из такой технической характеристики, выполняется и расчет импульсного трансформатора в части определения необходимого количества витков.

Диаметр провода, используемого для обмотки, нужно подобрать таким образом, чтобы весь провод точно уложился в один слой, а количество витков в этом случае будет совпадать с расчетными данными.

Для выполнения расчетов существует формула: W =n(D — 10S — 4d) / d, в которой W-является количеством витков в первичной обмотке, n — постоянная величина, равная 3,1416, D — внутренний диаметр кольца магнитопровода, S — толщина изоляционной прокладки, d — диаметр изолированного провода. Максимальный допуск ошибок при вычислениях составляет от -5 до +10% в зависимости от плотности укладки проводов.

Сегодня я расскажу о процедуре расчета и намотки импульсного трансформатора, для блока питания на ir2153.

Моя задача стоит в следующем, нужен трансформатор c двумя вторичными обмотками, каждая из которых должна иметь отвод от середины. Значение напряжения на вторичных обмотках должно составить +-50В. Ток протекать будет 3А, что составит 300Вт.

Расчет импульсного трансформатора.

Выбираем схему преобразования – полумостовая. Зависит от вашей схемы импульсного источника питания. В статье схема преобразования –полумостовая.

Напряжение питания указываем постоянное. Минимальное = 266 Вольт, номинальное = 295 Вольт, максимальное = 325 Вольт.

Тип контроллера указываем ir2153, частоту генерации 50кГц.

Стабилизации выходов – нет.Принудительное охлаждение – нет.

Диаметр провода, указываем тот, который есть в наличии. У меня 0,85мм. Заметьте, указываем не сечение, а диаметр провода.

https://www.youtube.com/watch?v=hi6X6T8iVrs

Указываем мощность каждой из вторичных обмоток, а также напряжение на них.Я указал 50В и мощность 150Вт в двух обмотках.

Схема выпрямления – двухполярная со средней точкой.

Указанные мною напряжения (50 Вольт) означают, что две вторичных обмотки, каждая из которых имеет отвод от середины, и после выпрямления, будет иметь +-50В относительно средней точки. Многие подумали бы, что указали 50В, значит, относительно ноля будет 25В в каждом плече, нет! Мы получим 50В вкаждом плече относительно среднего провода.

Намотка импульсного трансформатора.

Итак, вот мое колечко с размерами 40-24-20 мм.

Теперь его нужно изолировать каким-либо диэлектриком. Каждый выбирает свой диэлектрик, это может быть лакоткань, тряпочная изолента, стеклоткань и даже скотч, что лучше не использовать для намотки трансформаторов. Говорят скотч, разъедает эмаль провода, не могу подтвердить данный факт, но я нашел другой минус скотча. В случае перемотки, трансформатор тяжело разбирать, и весь провод становится в клею от скотча.

Скотчем подклеиваем лавсаночку к сердечнику и начинаем обматывать колечко, в пару слоев.

Выводы первичной обмотки скручиваем и залуживаем.

Следующим шагом вновь изолируем диэлектриком еще пару слоев.

Теперь начинаются самые «непонятки» и множество вопросов. Как мотать? Одним проводом или двумя? В один слой или в два слоя класть обмотку?

В ходе моего расчета я получил две вторичных обмотки с отводом от середины. Каждая обмотка содержит 13+13 витков.

Мотаем двумя жилами, в ту же сторону, как и первичную обмотку. В итоге получилось 4 вывода, два уходящих и два приходящих.

Теперь один из уходящих выводов соединяем с одним из приходящих выводов. Главное не запутаться, иначе получится, что вы соедините один и тот же провод, то есть замкнете одну из обмоток. И при запуске ваш импульсный источник питания сгорит.

Программное обеспечение, предназначенное для расчёта импульсных трансформаторов двухтактных push-pull, мостовых и полумостовых преобразователей напряжения источников питания.

Из основных достоинств Lite-CalcIT стоит отметить удобный и понятный графический интерфейс, контроль и учет различных особенностей рассматриваемых электромагнитных устройств, а также формирование довольно достоверных результатов.

Рассматриваемое ПО дает возможность рассчитать диаметры обмоточных проводов (учитывая скин-эффект – глубину проникновения тока в массив проводника на определенной частоте), мощность потерь в магнитопроводе, количество витков в обмотках трансформатора и его габаритную мощность, ток намагничивания первичной обмотки и её индуктивность, перегрев магнитопровода, а также многое другое.

Важной особенностью Lite-CalcIT является возможность выбора схемы выпрямления и наличие различных вариантов ШИМ-контроллеров: TL494, SG3525, IR2153 и подобных им. Также предлагается два способа охлаждения трансформатора: принудительное и естественное. Форма сердечника может быть E, ER, EI, ETD или R типа, кроме этого база магнитопроводов является пополняемой. Данные на изделия других образцов необходимо вносить самостоятельно согласно документации производителя.

При наличии двухполярного питания со средней точкой число витков для каждого плеча будет указано через значок «+».

На отдельных результатах расчета и полях ввода размещены всплывающие подсказки. Кроме этого, если ряд параметров выйдет за разумные пределы (например, нагрев сердечника), то данное ПО предупредит об этом пользователя и самостоятельно ограничит ряд установленных значений. Все данные предыдущего расчета сохраняются при перезапуске программы.

Данное ПО является упрощенной версией программы ExcellentIT и подходит для тех, кто не желает возиться с огромным количеством различных специфичных параметров (которые по умолчанию берутся усредненными). Однако следствием этого является более высокая погрешность расчетов.

Основные отличия от полной версии – отсутствие возможности рассчитать индуктивность выходного дросселя, а также сохранять, загружать и распечатывать результаты работ. При работе с Lite-CalcIT нельзя забывать, что диаметр провода по лаку будет больше вводимого диаметра по меди.

Автором данного ПО является отечественный программист Владимир Денисенко, проживающий в городе Пскове.

Помимо ExcellentIT и Lite-CalcIT он написал еще несколько других программ для определения моточных компонентов различных устройств: Booster (заточенный на расчет понижающих и повышающих импульсных стабилизаторов), Forward (трансформаторы прямоходовых однотактных преобразователей) и Flyback (дроссель-трансформаторы обратноходовых преобразователей). Автор следит за пожеланиями пользователей и постоянно дорабатывает вышеприведенное ПО. Его программы получили известность не только в странах бывшего СССР, но и за рубежом.

Программа Lite-CalcIT распространяется абсолютно бесплатно. Инсталляция при установке не требуется.

Язык интерфейса рассматриваемого калькулятора импульсных трансформаторов – русский.

Размер программы составляет менее 1 MB. Платформа для работы – операционные системы Microsoft Windows XP, Vista и 7 (работоспособность проверена в 32- и 64-разрядных версиях). Lite-CalcIT функционирует и в среде Linux при запуске под Wine.

Скачать: (скачиваний: 953)

Распространение программы:бесплатная

Источник: https://stroysystems.ru/the-motor/calculation-of-the-transformer-on-the-ferrite-ring-online-calculation-of-transformers-of-switching-power-supplies.html

Правильно рассчитать импульсный трансформатор

Всё равно остались вопросы: 1 — Чем питается нагрузка? Если постоянным током, то кто закрывает тиристор? Если переменным, то какая частота? Если 50 Гц, то зачем на входе 16 кГц, да ещё и ШИМ? Если в силовой цепи тоже 16 кГц, то начинает иметь значение такой параметр, как «предельная скорость нарастания напряжения в коммутируемой цепи», или dU/dT. Если она превышена, то через свою проходную ёмкость тиристор может открыть себя сам. Для подавления этого эффекта управляющий переход тиристора надо шунтировать резистором, причём достаточно низкоомным, а у Вас его нет. Соответственно приходится повышать мощность управляющего импульса.

2 — Если ШИМ идёт синхронно с частотой питания, то всё это может работать: путём дифференцирования трансформатором спада ШИМ-ипульса во вторичной обмотке создаётся короткий импульс управления, открывающий тиристор. Но в первичной-то импульс длинный, обмотка ему не препятствие, и ток может нарасти до величин, опасных для провода 0,1 мм. Поэтому нужен ограничительный резистор последовательно с обмоткой, которого у Вас тоже нет.

380V. Вообще-то их шесть: Работают на 3-х фазный двигатель. ШИМ имелось ввиду-пачки импульсов для надежного открывания, если без пачек, то импульс с другого тиристора может навести «помеху» которая закроет его. Пачка позволяет снова его бустро открыть. (вроде так сделано в промышленных установках типа плавного пуска). Трансформаторы работают в импульсном режиме и сквозной ток через них не идет.

Немного греются при длительной работе, но это не важно. Резисторы последовательно с обмотками ставил (30 ом) и на входе и на выходе и еще параллельно управляющему 1к. Результат тот же — выход из строя тиристора. Причем на лампу 100 Вт все работало прекрасно, а с двигателем — мгновенный отказ. Поменял тиристоры на советские 250А — габариты конечно больше, но все заработало даже на двигатель. Вся схема прежняя менял только тиристоры.

Временно это спасает, но в чем же грабли?

Serjio. Тиристор питается

Скорее питается двигатель, а тиристор коммутирует это питание.

А при такой схеме возможно одновременное отпирание противофазных тиристоров и как следствие выход их из строя, если коммутация тиристоров не синхронизирована с питающей сетью. Для этого обычно используют синхронизирующий трансформатор или специальные синхронизирующие обмотки. Если я правильно понял речь идет о 3ф 380в промышленной сети. В принципе нужен схематично тиристорный привод асинхронного двигателя, только нет необходимости в регулировке числа оборотов и особых режимах пуска и останова двигателя.

И по-конкретнее про используемые тиристоры, а то не очень понятно 120А, 160А, 250А, IXYS MCC 162-12. Лучше таблицей: 1.Тип тиристора 3. Макс доп обр. напряжение 2 Mакс. прямой ток 3. Ток упр. электрода Ig 4. Напр. упр. электрода Ug

5. Результат установки в схему (подробно)

Лечить больного на расстоянии, не имея достаточных исходных данных, то же самое, что гадать на кофейной гуще.

ток — 300A, кратковременно 10ms-3000A 5. Ugate — 2.5V 6. Igate — 150mA 7. два встречно-включенных тиристора последовательно с обмоткой двигателя (проверял на 1.5 кВт двигателе — импортные сгорели, отечественные работали даже на 55кВт движок).

Снабберная цепочка параллельно тиристорам.

Все.

Силовой мощный импульсный трансформатор. Расчет. Рассчитать. Онлайн. Online. Скин-эффект. Обмотка. Витки

Преобразуем формулы. Получим:

[Число витков первичной обмотки ] = 2.5E5 [Амплитудное значение входного напряжения, В ] / [Частота, Гц ] / [Площадь сечения магнитопровода, кв. мм ] / [Максимально приемлемая индукция, Тл ]

Вашему вниманию подборки материалов:

К онструирование источников питания и преобразователей напряжения Разработка источников питания и преобразователей напряжения. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

П рактика проектирования электронных схем Искусство разработки устройств. Элементная база. Типовые схемы. Примеры готовых устройств. Подробные описания. Онлайн расчет. Возможность задать вопрос авторам

[Число витков вторичной обмотки ] = [Число витков первичной обмотки ] * [Амплитудное значение напряжения вторичной обмотки, В ] / [Амплитудное значение входного напряжения, В ]

Как мы видим из формул, число витков не зависит от магнитной проницаемости сердечника. Так как сердечник с зазором эквивалентен сердечнику с меньшей магнитной проницаемостью, но без зазора, то от размера зазора число витков также не зависит. Но от проницаемости (и от зазора) зависит ток холостого хода трансформатора. Если Он обратно пропорционален этой величине. Так как обычно мы заинтересованы в уменьшении холостого тока, то, если нет противопоказаний, лучше использовать материал с большей проницаемостью.

Скин-эффект и намотка жгутом

Силовые импульсные трансформаторы мы рекомендуем мотать жгутами из тонких проводов. Преимуществ несколько. Во-первых. исключается снин-эффект. Это такое неприятное явление, когда токи высокой частоты проходят по проводникам не по всему их объему, а стремятся распределиться по поверхности.

Получается, что работает не весь проводник, а только его небольшой поверхностный слой. Отсюда избыточное омическое сопротивление обмотки и нагрев. Скин-эффект не проявляется на тонких проводах. До частоты 100 кГц мы применяем жгуты из провода диаметром 0.25 мм. На более высоких частотах рекомендуется диаметр провода еще уменьшить. Во-вторых.

жгутом проще мотать, чем толстой медной шиной.

Определив количество витков в обмотках и количество проводов в жгутах, нужно проверить, поместятся ли обмотки в окне магнитопровода.

Теперь приведем онлайн расчет трансформатора. Этот расчет пригоден как для низкочастотных трансформаторов, так и для высокочастотных. Его можно применять для расчета не только силовых, но и других (например, управляющих, согласующих и т. д.) трансформаторов. Он пригоден для разных магнитопроводов.

Необходимо только правильно рассчитать площадь сечения и площадь окна. Для Ш — образных сердечников. Площадь сечения равна площади зуба, а площадь окна произведению его ширины на его высоту.

Для кольцевых (тороидальных) сердечников площадь сечения равна произведению высоты на половину разности внешнего и внутреннего диаметров, площадь окна равна ПИ умножить на квадрат внутреннего диаметра поделить на 4.

Расчет импульсного трансформатора блока питания

Надежность импульсного лабораторного блока питания во многом зависит от того, насколько правильно выполнен расчет импульсного трансформатора. Небольшое отклонение его параметров от оптимальных для конкретного источника питания приводит к снижению КПД и ухудшению характеристик.

Порядок расчета импульсного трансформатора

Рисп = 1,3 Рн (Рн — мощность, потребляемая нагрузкой). Далее, задавшись габаритной мощностью Ргаб, которая должная удовлетворять условию Ргаб ≥ Рисп, необходимо подобрать подходящий тороидальный ферритовый магнитопровод. Параметры магнитопровода связаны с Ргаб соотношением Ргаб = ScS0max/150, Вт.

Здесь f — частота преобразования напряжения, Гц; Sc = (D-d)h/2 — площадь сечения магнитопровода, см2 (D и d — соответственно наружный и внутренний диаметры, h — высота кольца, см); S0 = p d2/4 — площадь окна магнитопровода, см2; Bmax — максимальное значение индукции (в тесла), которое зависит от марки феррита и может быть определено по справочнику, содержащему сведения о ферромагнитных материалах.

После этого зная напряжение на первичной обмотке трансформатора U1, находят число витков w1=0,25x104U1/maxSc.

Рассчитанное значение w1 нужно округлить в большую сторону (во избежание насыщения магнитопровода).

Далее необходимо определить максимальный ток (в амперах) первичной обмотки: I1 max = Pн/h U1 (h — КПД преобразователя, обычно 0,8) и диаметр (в миллиметрах ее провода: d1 = 0,6√I 1 max.

Затем находят число витков вторичной обмотки трансформатора: w2 = w1U2/U1 и диаметр провода: d2 = 0,6√I2 (U2 и I2 — соответственно напряжение и ток вторичной обмотки).

Теперь для закрепления пройденного материала рассмотрим расчет трансформатора для импульсного блока питания на конкретном примере.

Рассчитаем высокочастотный трансформатор блока питания стереофонического усилителя [ 3]. имеющего следующие выходные напряжения и токи: U2 = (25+25) В, I2 = 3 A, U3 = 20 В, I3 = 1 A, U4 = 10 В, I4 = 3 А.

Мощность нагрузки Pн = 200 Вт.

Используемая мощность этого трансформатора Рисп = 1,3 · 200 = 260 Вт. Частоту преобразования f выберем равной 105 Гц. В качестве магнитопровода используем кольцо типоразмера К38х24х7 из феррита марки 2000НН (Вmax = 0.25 T [ 2] ). Определим площадь сечения Sc = (3,8 — 2,4) · 0,7/2 = 0,49 см2 и площадь окна выбранного магнитопровода So=p ·2,42/4 = 4,5 см2, рассчитаем габаритную мощность трансформатора Ргаб=0,49·4,5·105·0,25/150= = 367 Вт. Условие Ргаб ≥ Рисп выполняется.

Теперь определим напряжение на первичной обмотке трансформатора и ее число витков: U1 = (285/2) — 1,6 = 141 В; w1 = 0,25 · 104 · 141/105 · 0,25 · 0,49 ≈ 29. Для исключения насыщения магнитопровода выбираем w1 = 30.

И в заключении этого определяем число витков и диаметр провода выходных обмоток: w2 = 30 · 25/141 = 5; d2 = 0,6√3 = 1 мм; w3 = 30 · 20/141 = 4; d3 = 0,6√1 = 0,6 мм; w4 = 30 · 10/141 = 2; d4 = 0,6√3 = 1 мм.

Источники: http://www.pro-radio.ru/power/1410, http://gyrator.ru/transformer-calculation, http://www.joyta.ru/190-raschet-impulsnogo-transformatora-bloka-pitaniya/

Комментариев пока нет!

Источник: https://www.kak-delat-pravilno.ru/kak-pravilno-rasschitat/pravilno-rasschitat-impulsnyj-transformator.html