Как рассчитать толщину намотки?

Содержание

Калькулятор намотки спирали

Вводные параметры i

Тип провода iTCR: 0.00001
Кол-во проводов (в одной спирали) i
123456
Кол-во спиралей i
1234
Тип спирали i
NormalMicroClapton
Диаметр провода i
Оправа (диаметр витка) i
Оплётка clapton-спирали i
Число витков спирали i
Косичка iВыкл
Длина ножек спирали i –>
Коррекция сопротивления (10%) iВкл
Выходное напряжение мода i

Рассчитанные параметры i

Мощность i
Рекомендуемая мощность iВатт i ! –>
Сопротивление iΩ
Длина провода iмм x 1
Ток iАмпер
Поверхностная мощность iВатт/мм²
Длина спирали iмм
Температура (сухая) i

Каждый вейпер прекрасно знает, что можно использовать в своих обслуживаемых атомайзерах могут использоваться как испарители, так и самостоятельно устанавливаемые спирали. Говорить, что лучше – невозможно, так как каждый любитель ароматного пара выбирает свой «Фэн-Шуй». Стоит отдельно остановиться на устанавливаемых самостоятельно спиралях, купить которые можно в вейп-шопе. Но рано или поздно у большинства вейперов возникает желание самостоятельно изготовить спираль, и при этом далеко не все знают об особенностях койлов, специфике их изготовления и выборе материалов.

Материалы для изготовления спиралей

Немаловажным моментом для получения хорошего вкуса и навала при изготовлении билдов является выбор материала, обладающего необходимым для вейпера техническими характеристиками. На сегодняшний день используются:

  • Нихром (Ni) – равномерно разогревается, обладает высокой пластичностью, стоит недорого;
  • Фехраль или Кантал (A1) – соотношение технические характеристики-цена делают его весьма востребованным среди вейперов, но при этом в режиме термоконтроля на нем парить не стоит – его линейные параметры разогревания колеблются, а это может отразится на качестве пара;
  • Нержавеющая сталь (SS) – материал, который разогревается очень быстро, имеет минимальное сопротивление (поэтому для мехмодов стоит использовать именно его) и может использоваться в режиме ТК;
  • Никель – достаточно дорогой материал, но его теххарактеристики радуют, хотя бытует мнение, что во время работы он выделяет вредные вещества;
  • Титан – материал дорогой, но отлично работает в режиме ТК.

Стоит сказать, что при выборе материала важно учесть не только его сопротивление в спирали, но и девайс, на котором она будет использоваться.

Виды спиралей

Если зайти в любой поисковик и набрать «виды спиралей для вейпа», то можно получить сотни вариантов, картинок и видео с их разновидностями. Каждая из спиралей имеет свои особенности, достоинства и недостатки, о которых стоит знать:

  • MicroCoil – самая простая намотка, представляющая собой небольшую спираль из проволоки с ножками для установки. Изготавливается очень просто – достаточно иметь под рукой проволоку и сверло (или любой другой предмет) заданного диаметра. К таким же койлам можно отнести и ParallelCoil – две проволоки, размещенные параллельно, которые в итоге образуют единое целое. Среди плюсов можно отметить простоту изготовления, но много вкуса и пара от нее ожидать не стоит;
  • Twist или «косичка» – две проволоки (возможно даже разного диаметра) заплетенные в косичку, что позволяет снизить сопротивление спирали и увеличить площадь нагрева. Создается просто при помощи подручных средств;
  • ZIPPER COIL – это два твиста, расположенные параллельно, причем направление косичек – друг к другу (визуально очень напоминает молнию на одежде). Намотка достаточно простая в изготовлении, дающая среднее количество пара и вкуса;
  • CLAPTON COIL – сразу стоит сказать, что для его изготовления понадобиться шуруповерт и два типа проволоки – основа (различного диаметра) и более тонкая для навивки на нее. Особенность такой спирали в том, что помимо увеличенной площади нагрева, наличие мелких канавок между витками тонкой проволоки позволяет заметно улучшить вкусовые ощущения и дать больше пара;
  • FUSED CLAPTON – основа такой спирали – это две параллельно расположенных проволоки одного диаметра, обмотанные проволокой малого диаметра. Подобная конструкция позволяет получить сотни мелких ванночек, которые способны в несколько раз усилить вкус жидкости. Такой тип спиралей является одним из самых распространенных, так как стоит недорого и делается достаточно просто;
  • TRIPLE FUSED – отличие от фьюзед-клэптона в том, что основа изготавливается из трех жил проволоки одного диаметра. Один из оптимальных вариантов для получения вкуса и навала;
  • ALIEN CLAPTON – аналог трипл-фьюзд, но обмотка производится при помощи проволоки, имеющей форму растянутой волны, что позволяет увеличить площадь обматываемой основы из трех основных жил в 1,5-2 раза. Отличается отличной вкусопередачей, но для своего разогрева требует больших мощностей;
  • STITCHED ALIEN – одна из вариаций Алиена, но три жилы расположены в виде треугольника, что положительно сказывается на вкусе и навале. Спираль порадует не только вкусом и навалом, но и оригинальным внешним видом – в Инстаграм выставить будет не стыдно;
  • STAGGERED CLAPTON – одна из вариаций фьзюда, состоящая из двух размещенных параллельно клэптонов, витки которых слегка раздвинуты. В полученные «щели» навивается тонкая проволока, которая крепит клэптоны. Позволяет получить очень много вкуса и пара, но требует достаточно большой мощности бокс-мода;
  • Juggernaut – аналог стаггеда, но параллель из двух клептонов обматывается плоским канталом для получения максимума навала;
  • CATERPILLAR CLAPTON – четыре или пять основных отрезков проволоки, обмотанные более тонкой. Особенность в том, что после изготовления спираль простукивается молотком для получения плоской поверхности, напоминающей гусеницы одноименной спецтехники. Сочетание вкуса и навала – на высоте, но о мощности бокс-мода не стоит забывать;
  • Green Mamba – паралелль, которая обматывается двумя твистами, расположенными навстречу друг другу. Подобное сочетание позволяет получить максимальное количество микрованночек и, соответственно, вкуса и навала, из-за чего и пользуется спросом среди вейперов. Подходит для дрипок и баков с большой базой.

Естественно, вариаций спиралей могут десятки – все ограничивается только фантазией вейпера, его усидчивостью и наличием соответствующих материалов. Существуют множество комбинаций основных видов спиралей с дополнительными вплетениями, позволяющими улучшить базовые характеристики койла.

Практика показывает, что владельцам мехмодов стоит отдавать предпочтение спиралям, изготовленным на основе нержавеющей стали – сопротивление их значительно ниже, чем у аналогов из кантала или нихрома и разогреваются они значительно быстрее – ALIEN FOR MECHANICAL MODS или FUSED FOR MECHANICAL MODS. При использовании бокс-модов важно контролировать сопротивление, так как далеко не все модели способны работать с сопротивлением ниже 0,1 Ом, но при этом у них имеется возможность использовать сложные высокомощные намотки – STAGGERED CLAPTON COIL, ALIEN CLAPTON COIL, TRIPLE CORE ALIEN CLAPTON BY HOPPERS FACTORY, TRIPLE FUSED BY GRADE COILS, STAGGERED BY GRADE COILS или INTERLOCKING ALIEN BY GRADE COILS.

Как рассчитать толщину намотки?

Очевидно, что в любой катушке площадь сечения меди из-за наличия воздушных прослоек и изоляции всегда меньше, чем общая площадь сечения катушки. Отношение этих площадей называется коэффициентом заполнения катушки

, (250)

где Sм и Sк – площади сечения меди и катушки.

Для катушки цилиндрической

Рис. 112. Размеры катушки формы (рис. 112) из круглого провод

, . (251)

Подставляя в коэффициент заполнения катушки, получим

, (252)

,

где d – диаметр голого провода, см; w – число витков обмотки.

Коэффициент заполнения катушки зависит от многих факторов: профиля сечения провода, толщины и вида изоляции провода и катушки, качества намотки, диаметра провода и т. д. Если при определении площади катушки не учитывать толщину внешней изоляции (каркас, бандаж), то получим коэффициент заполнения обмотки

, (253)

где ; – толщина изоляции наружной, внутренней и торцевой поверхностей катушки, см.

Связь между коэффициентами заполнения катушки и обмотки следующая

. (254)

Коэффициент заполнения обмотки всегда больше коэффициента заполнения катушки. Он зависит от качества укладки, диаметра провода и толщины межслойной изоляции. Если качество укладки учесть коэффициентом Ку, то можно выразить коэффициент заполнения обмотки так: а) для круглого провода без

Рис. 113. К определению Кзо межслойной изоляции

, (255)

dи – диаметр провода с изоляцией, см.

б) для круглого провода с межслойной изоляцией (рис.113, б).

Таким образом, коэффициент заполнения обмотки есть отношение площади, занимаемой медью к площади квадрата на рис.113

, (256)

где – толщина межслойной изоляции.

Коэффициент укладки зависит от способа намотки обмотки. Различают три вида намотки:

1) неравномерная (дикая) намотка, которая производится без специальных приспособлений для укладки витков, коэффициент укладки равен Ку = 0,7…0,9;

2) рядовая намотка, при которой витки одного слоя укладываются плотно друг к другу, а витки двух смежных слоев располагаются один над другим; для такой намотки (рис. 113, а) Ку = 0,9…0,95;

3) шахматная намотка, при которой витки верхнего слоя укладываются в промежутки между витками нижнего слоя (рис. 114)

Ку = 0,95…1,05.

Коэффициент заполнения обмотки зависит

от соотношения толщины изоляции и

Рис. 114. Шахматная намотка толщины провода

при . (257)

Здесь – толщина витковой изоляции;

Отношение уменьшается с увеличением d, поэтому, Кзо с ростом диаметра провода увеличивается и зависит от марки провода, от качества намотки (через Ку), от натяжения провода, настройки намоточного станка, от наличия междуслойных прокладок.

Значения коэффициента заполнения обмотки от различных факторов приводятся в справочной литературе.

Калькулятор намотки спирали

Кол-во проводов:

Тип спирали:

Диаметр:

Диаметр витка:

Число витков:

Длина ножек:

Тип провода:

Мощность (Ватт):

Обмотка:

Калькулятор намотки спирали для электронных сигарет

С помощью онлайн калькулятора намотки возможно произвести расчёты, необходимые для установки от 1 до 4 спиралей и определения диапазона мощности тока для их оптимальной работы. Поддерживаются расчеты для койлов, которые состоят максимум из 6-ти параллельных проводов, диаметром от 0.10 до 1.02 миллиметров. Рекомендованная калькулятором мощность позволяет избегать перегрева жидкости, слишком быстрого “закоксование” койлов, подгорания ваты, которое сильно влияет на вкусовые свойства намотки.

Рассмотрим функционал калькулятора и ознакомимся с исходными параметрами:

  • Количество проводов: укажите число проводов в спирали.
  • Количество спиралей: поставьте необходимое число койлов для установки.
  • Тип спирали: укажите вариант:
    • Normal – расположение витков отдельное.
    • Micro – плотно прилегающие друг к другу витки.
    • Clapton – у провода дополнительная оплётка из другой проволоки с меньшим поперечным сечением (внешний вид: как струна для гитары).

  • Диаметр провода – укажите диаметр базового провода.
  • Диаметр витка – поставьте число, равное диаметру базы для намотки.
  • Число витков – укажите количество витков. Доступен выбор полного витка и половины.
  • Если используете две сплетенные между собой проволки, то отметьте подпункт «Косичка».
  • Длина ножки – длина проволоки от окончания спирали до крепления.
  • Тип провода – смотрите маркировку на упаковке. Распространённый – Kanthal A1.
  • Обмотка – укажите диаметр и маркировку материала обмотки. Доступна при выборе типа спирали – Clapton
  • Шкала Battery – рабочее напряжение. Онлайн-калькулятор даст подсказку про подходящее значение.Всё зависит от сопротивления.
    Синий цвет означает, что койлы будут нагреваться плохо, зеленый – оптимальная величина, красный цвет указывает на перекал.

Как пользоваться калькулятором намотки

Допустим, необходимо сделать намотку на бакомайзер. Рассчитаем для Voopo Drag 157 W. В режиме вариватта максимальная отдача тока – 40 Ампер, а напряжение – до 7 Вольт. Две спиральки. Приемлемая толщина которой – 0.3-0.4 миллиметра. Рассчитываем спираль “Alien”.

Проставляем исходные параметры:

  • Количество проводов – «3».(именно столько жил в каждом Alien coil)
  • Количество спиралей – «2».
  • Тип – Clapton.(общее название для всех спиралей с оплёткой сверху)
  • Толщина провода – указываем 0.4 миллиметров.(каждая из 3 жил 0.4мм в диаметре)
  • Диаметр витка – указываем 3 миллиметра.
  • Количество витков – 5 витков
  • Длину ножек оставляем без изменений.
  • Мотаем из кантала, поэтому указываем Kanthal A1
  • Оплетка из нихрома, выбираем 0,1 мм Nichrome Ni80
  • Двигаем ползунок батареи к отметке 4 Вольта.

Смотрим результат расчета.

Получился билд с сопротивлением в 0.13 Ohm, т.к. используются две спирали, значение мощности при 4 вольтах – 122,87 Watt, а рекомендуется установить 92.29 Watt. При 122 ваттах спираль будет забирать ток чуть выше 30 Ампер. Этот результат даст очень много вкуса, но из-за завышенной мощности при затяжках длиннее 1.5 секунд может пересыхать вата, при мощности меньше рекомендованной – будет деградировать вкус

Если параметры не подходят, то поэкспериментируйте с количеством витков. Но при увеличении числа витков разогреть спираль будет сложнее, и как правило, потребуется компенсировать это повышением вольтажа. А если уменьшить, то рабочая площадь испарения сократиться, и вкус также начнет деградировать.

Помните, что идеальное решение – это найти «золотую середину». А она для каждого своя, поэтому подбираете спирали под ту мощность, которая даётся вам легче, на которой вы насыщаетесь никотином менее чем за 20 зятяжек и ищите спираль с похожей рекомендованной мощностью, а затем отталкиваетесь от нее в разные стороны)

Бесплатная программа расчёта катушек индуктивности Coil32.

Катушки индуктивности практически используются почти в любой радио-аппаратуре, и довольно часто перед радиолюбителями возникает вопрос:
Как рассчитать индуктивность той, или иной катушки? Конечно можно рассчитать индуктивность по определённым формулам, но это требует времени, которого радиолюбителям всегда не хватает.
Бесплатная программа Coil32, автором которой является Кустарев Валерий, позволяет быстро рассчитать индуктивность практически любой катушки.

В программе учитываются наиболее распространенные варианты каркасов катушек. Можно рассчитать бескаркасную катушку в виде одиночного витка, на каркасах различной формы, на ферритовых кольцах и в броневых сердечниках, а также плоскую печатную катушку с круглой и квадратной формой витков. Для рассчитанной катушки, так же можно сразу рассчитать и ёмкость конденсатора в колебательном контуре.

Программа бесплатна и свободна для использования и распространения. В последней версии Coil32 v11.6.1.890 доступны расчёты:

  • Одиночный круглый виток
  • Однослойная виток к витку
    В качестве начальных параметров при расчете катушки можно выбрать два варианта:
    1. Известны диаметр каркаса и диаметр провода, длина намотки вычисляется.
    2. Известны диаметр каркаса и длина намотки, диаметр провода вычисляется
  • Однослойная катушка с шагом
  • Катушка с не круглой формой витков
  • Многослойная катушка
    В качестве начальных параметров при расчете катушки можно выбрать два варианта:
    1. Известны диаметр каркаса, длина намотки и диаметр провода. Вычисляется число витков, попутно определяется толщина катушки, ее омическое сопротивление постоянному току и приблизительная длина провода для намотки (“сколько надо отрезать”).
    2. Известны диаметр каркаса, длина намотки и предельное омическое сопротивление катушки. Вычисляется число витков, попутно определяется толщина катушки, нужный минимальный диаметр провода и приблизительная длина провода для намотки.
  • Тороидальная однослойная катушка
  • Катушка на ферритовом кольце
  • Катушка в броневом сердечнике
    (Ферритовом и карбонильном)
  • Тонкопленочная катушка
    (Плоская катушка на печатной плате с круглой и квадратной формой витков и в виде одиночного прямого проводника)

Для расчета дополнительных видов индуктивности, которых нет в общем списке программы под заголовком “Выберите форму катушки” – имеется набор дополнительных плагинов “Plugins”. Список плагинов и их краткое описание отображены на рисунке ниже.

В чем преимущества данной программы перед аналогами?

  • Программа рассчитывает индуктивность различных типов катушек под имеющийся каркас.
  • Результаты расчетов выводятся в текстовое поле справа, откуда их можно сохранить в файл. Можно открыть этот файл в “MS Word” и распечатать.
  • Есть возможность рассчитать добротность для радиочастотных однослойных катушек индуктивности.
  • Можно рассчитать основные параметры колебательного контура для однослойной катушки
  • Можно рассчитать длину провода для намотки однослойной, многослойной катушки и катушки на ферритовом кольце.
  • Для расчёта катушек в броневых сердечниках, есть возможность выбора одного из нескольких стандартных сердечников, что позволяет рассчитать катушку в несколько кликов.
  • Для плоских катушек на печатной плате программа подскажет оптимальные размеры для достижения наивысшей добротности.
  • Программа имеет мультиязычный интерфейс (20 языков) и дополнительные наборы скинов, которые можно скачать и установить из меню “Настройки”.

Программа распространяется бесплатно в стиле “Portable” и не имеет установщика. Для работы с программой – скачайте архив, распакуйте его в любое удобное для Вас место и запустите файл Coil32.exe. При постоянной работе с программой, желательно создать для нее специальную папку и вынести ярлык Coil32.exe на рабочий стол.

Скачать Coil32.

KOMITART – развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Статистика

Как расчитать тороидальный трансформатор

Простой расчет тороидальных трансформаторов.

Тороидальные трансформаторы обладают рядом преимуществ по сравнению с трансформаторами на стержневых и броневых сердечниках из Ш-образных пластин. Тороиды обладают меньшими размерами, меньшим весом и при этом гораздо большим КПД. Но мы в этой статье не будем залазить в дебри, раз уж вы заинтересовались этой статьей, значит вас интересует вопрос: как по простому рассчитать тороидальный трансформатор. Вообще существует много литературы по этой теме, но, как правило, расчеты там настолько заумные и громоздкие, что желания разбираться в этих формулах большого не возникает. Хотя стоит отметить, что рассчитав тороид по полному расчету, вы получите наиболее точные данные, и в то же время упрощенного расчета в большинстве случаев для радиолюбителя оказывается вполне достаточно. Давайте рассмотрим упрощенную методику расчета тороидального трансформатора по таблице , этот метод расчета существует уже очень давно, и многие радиолюбители успешно им пользуются. По этой таблице можно легко рассчитать тор мощностью до 120 ватт. Трансформаторы, не вошедшие в таблицу, рассчитываются также как трансформаторы на Ш-образном железе.

Эту таблицу применяют для расчета трансформаторов с частотой сети 50 Гц, сердечники которых выполнены из:

● холоднокатаная сталь марок Э310, Э320, Э330, толщина ленты 0,35-0,5 мм;
● сталь марок Э340, Э350, Э360, толщина ленты 0,05- 0,1 мм.

……….габаритная мощность трансформатора;
ω1………число витков на вольт для стали Э310, Э320, Э330;
ω2………число витков на вольт для стали Э340, Э350, Э360;
S…………площадь сечения сердечника;
…………допустимая плотность тока в обмотках;
ŋ…………КПД трансформатора.

При намотке тороида допускается применение лишь межобмоточной и наружной изоляции: и хоть межслоевая изоляция и позволит добиваться наиболее ровной укладки провода обмоток, из-за разного наружного и внутреннего диаметров сердечника при ее применении неизбежно увеличится толщина намотки по внутреннему диаметру.

Для намотки тороида нужно применять обмоточные провода, имеющие повышенную механическую и электрическую прочность изоляции. Можно использовать провода ПЭЛШО, ПЭШО, ну и на крайний случай ПЭВ-2. Межобмоточная и наружная изоляции могут быть выполнены батистовой лентой, триацетатной пленкой, лакотканью ЛШСС (0,06-0,12 мм толщины) или фторопластовой пленкой ПЭТФВ 0,01-0,02 мм толщины.

Пример расчета трансформатора:

Дано:
● напряжение питающей сети Uc=220 В,
● выходное напряжение Uн=24 В,
● ток нагрузки Iн=1,8 А.

1. Определяем мощность вторичной обмотки:

2. Определяем габаритную мощность трансформатора:

Величину к.п.д. и другие необходимые для расчета данные выбираем по таблице из нужной графы ряда габаритных мощностей.

3. Находим площадь сечения сердечника:

4. Подбираем размеры сердечника Dc, dc и hc:

Ближайший стандартный тип сердечника – ОЛ50/80-40, площадь сечения которого равна S=6 см2 (не менее расчетной).

5. При определении внутреннего диаметра сердечника должно быть выполнено условие:

dc должно быть больше или равно dc`

6. Предположим, что выбран сердечник из стали Э320, тогда число витков на вольт определяем по формуле:

7. Находим расчетные числа витков первичной и вторичной обмоток :

Так как в тороидах магнитный поток рассеивания весьма мал, то падение напряжения в обмотках определяется практически лишь их активным сопротивлением, вследствие чего относительная величина падения напряжения в обмотках тороидального трансформатора значительно меньше, чем в трансформаторах стержневого и броневого типов. Поэтому для компенсации потерь на сопротивлении вторичной обмотки необходимо увеличить количество ее витков лишь на 3%.

8. Определяем диаметры проводов обмоток:

где I1 – ток первичной обмотки трансформатора, определяемый из формулы:

Выбираем ближайший диаметр провода в сторону увеличения (0,31 мм);

Трансформаторы, расчитанные с помощью приведенной выше таблицы, после изготовления подвергались испытаниям под постоянной максимальной нагрузкой в течение нескольких часов и показали отличные результаты.

При расчете транформатора часто возникает проблема с исходными данными. Давайте рассмотрим пример расчета, когда первичные данные отсутствуют.

Самый простой способ:

Подготавливаем сердечник для намотки первичной обмотки: обрабатываем острые края, накладываем изолирующие прокладки (в моем случае на тороидальный сердечник я сделал накладки из картона). Теперь наматываем 50 витков провода диаметром

0.5 мм. Для измерений нам понадобится амперметр с пределом измерения примерно до 2х ампер, вольтметр переменного напряжения и ЛАТР. Если нет ЛАТРа, то его можно заменить на генератор, умеющий выдавать частоту 50 Гц и усилитель мощности ЗЧ. Собираем схему как на рисунке:

Наша цель – снять зависимость тока холостого хода первичной обмотки от приложенного напряжения. Эта кривая вначале линейна, а затем начинает резко расти, когда сердечник входит в насыщение. Для этого подаем на обмотку трансформатора напряжение начиная от 0В с шагом 0.5В, записываем при этом показания амперметра. Затем с помощью MS Excel или на бумаге строим зависимость Ixx от приложенного напряжения U11. В результате получится вот такая зависимость:

Теперь определим конец линейного участка, в нашем случае это точка (14,5В; 260 мА).
Число витков на вольт нужно расчитать с запасом 20%:

Таким образом для первичной обмотки требуется :

Допустим требуемое напряжение вторичной обмотки = 35В. Число витков вторичной обмотки равно :

Далее по известным токам Ixx и Iвт.обмотки находим требуемый диаметр провода.

Примечание:
Этим методом можно расчитать любые виды сердечников, в том числе и ферритовые.

Сначала расчитаем площадь окна и площадь сечения тора:

Габаритная мощность определится как:

Расчитаем габаритную мощность для тора с размерами D=80 mm, d=50 mm, h=40 mm (ОЛ-50/80 – 40).

Sокна = 19,63 кв.см, Sсеч = 6 кв.см, Pгаб = 117,8 Вт.

Расчет трансформатора

Многие электронные и радиотехнические устройства получают питание от нескольких источников постоянного напряжения. Они относятся к так называемым вторичным источникам питания. В качестве первичных источников выступают сети переменного тока, напряжением 127 и 220 вольт, с частотой 50 Гц. Для обеспечения аппаратуры постоянным напряжением, вначале требуется выполнить повышение или понижение сетевого напряжения до необходимого значения. Чтобы получить требуемые параметры, необходимо произвести расчет трансформатора, который выполняет функцию посредника между электрическими сетями и приборам, работающими при постоянном напряжении.

Расчет силового трансформатора

Для точного расчета трансформатора требуются довольно сложные вычисления. Тем не менее, существуют упрощенные варианты формул, используемые радиолюбителями при создании силовых трансформаторов с заданными параметрами.

В начале нужно заранее рассчитать величину силы тока и напряжения для каждой обмотки. С этой целью на первом этапе определяется мощность каждой повышающей или понижающей вторичной обмотки. Расчет выполняется с помощью формул: P2 = I2xU2; P3 = I3xU3;P4 = I4xU4, и так далее. Здесь P2, P3, P4 являются мощностями, которые выдают обмотки трансформатора, I2, I3, I4 – сила тока, возникающая в каждой обмотке, а U2, U3, U4 – напряжение в соответствующих обмотках.

Определить общую мощность трансформатора (Р) необходимо отдельные мощности обмоток сложить и полученную сумму умножить на коэффициент потерь трансформатора 1,25. В виде формулы это выглядит как: Р = 1,25 (Р2 + Р3 + Р4 + …).

Исходя из полученной мощности, выполняется расчет сечения сердечника Q (в см2). Для этого необходимо извлечь квадратный корень из общей мощности и полученное значение умножить на 1,2: . С помощью сечения сердечника необходимо определить количество витков n , соответствующее 1 вольту напряжения: n = 50/Q.

На следующем этапе определяется количество витков для каждой обмотки. Вначале рассчитывается первичная сетевая обмотка, в которой количество витков с учетом потерь напряжения составит: n1 = 0,97 xn xU1. Вторичные обмотки рассчитываются по следующим формулам: n2 = 1,03 x n x U2; n3 = 1,03 x n x U3;n4 = 1,03 x n x U4;…

Любая обмотка трансформатора имеет следующий диаметр проводов:
где I – сила тока, проходящего через обмотку в амперах, d – диаметр медного провода в мм. Определить силу тока в первичной (сетевой) обмотке можно по формуле: I1 = P/U1. Здесь используется общая мощность трансформатора.

Далее выбираются пластины для сердечника с соответствующими типоразмерами. В связи с этим, вычисляется площадь, необходимая для размещения всей обмотки в окне сердечника. Необходимо воспользоваться формулой: Sм = 4 x (d1 2 n1 + d2 2 n2 +d3 2 n3 + d4 2 n4 + …), в которой d1, d2, d3 и d4 – диаметр провода в мм, n1, n2, n3 и n4 – количество витков в обмотках. В этой формуле берется в расчет толщина изоляции проводников, их неравномерная намотка, место расположения каркаса в окне сердечника.

Полученная площадь Sм позволяет выбрать типоразмер пластины таким образом, чтобы обмотка свободно размещалась в ее окне. Не рекомендуется выбирать окно, размеры которого больше, чем это необходимо, поскольку это снижает нормальную работоспособность трансформатора.

Заключительным этапом расчетов будет определение толщины набора сердечника (b), осуществляемое по следующей формуле: b = (100 xQ)/a, в которой «а» – ширина средней части пластины. После выполненных расчетов можно выбирать сердечник с необходимыми параметрами.

Как рассчитать мощность трансформатора

Чаще всего необходимость расчета мощности трансформатора возникает при работе со сварочной аппаратурой, особенно когда технические характеристики заранее неизвестны.

Мощность трансформатора тесно связана с силой тока и напряжением, при которых аппаратура будет нормально функционировать. Самым простым вариантом расчета мощности будет умножение значения напряжения на величину силы тока, потребляемого устройством. Однако на практике не все так просто, прежде всего из-за различия в типах устройств и применяемых в них сердечников. В качестве примера рекомендуется рассматривать Ш-образные сердечники, получившие наиболее широкое распространение, благодаря своей доступности и сравнительно невысокой стоимости.

Для расчета мощности трансформатора понадобятся параметры его обмотки. Эти вычисления проводятся по такой же методике, которая рассматривалась ранее. Наиболее простым вариантом считается практическое измерение обмотки трансформатора. Показания нужно снимать аккуратно и максимально точно. После получения всех необходимых данных можно приступать к расчету мощности.

Ранее, для определения площади сердечника применялась формула: S=1,3*√Pтр. Теперь же, зная площадь сечения магнитопровода, эту формулу можно преобразовать в другой вариант: Ртр = (S/1,3)/2. В обеих формулах число 1,3 является коэффициентом с усредненным значением.

Расчёт трансформатора по сечению сердечника

Конструкция трансформатора зависят от формы магнитопровода. Они бывают стержневыми, броневыми и тороидальными. В стержневых трансформаторах обмотки наматываются на стержни сердечника. В броневых – магнитопроводом только частично обхватываются обмотки. В тороидальных конструкциях выполняется равномерное распределение обмоток по магнитопроводу.

Для изготовления стержневых и броневых сердечников используются отдельные тонкие пластины из трансформаторной стали, изолированные между собой. Тороидальные магнитопроводы представляют собой намотанные рулоны из ленты, для изготовления которых также используется трансформаторная сталь.

Важнейшим параметром каждого сердечника считается площадь поперечного сечения, оказывающая большое влияние на мощность трансформатора. КПД стержневых трансформаторов значительно превышает такие же показатели у броневых устройств. Их обмотки лучше охлаждаются, оказывая влияние на допустимую плотность тока. Поэтому в качестве примера для расчетов рекомендуется рассматривать именно эту конструкцию.

В зависимости от параметров сердечника, определяется значение габаритной мощности трансформатора. Она должна превышать электрическую, поскольку возможности сердечника связаны именно с габаритной мощностью. Эта взаимная связь отражается и в расчетной формуле: Sо хSс = 100 хРг /(2,22 * Вс х j х f х kох kc). Здесь Sо и Sс являются соответственно площадями окна и поперечного сечения сердечника, Рг – значение габаритной мощности, Вс – показатель магнитной индукции в сердечнике, j – плотность тока в проводниках обмоток, f – частота переменного тока, kо и kc – коэффициенты заполнения окна и сердечника.

Как определить число витков обмотки трансформатора не разматывая катушку

При отсутствии данных о конкретной модели трансформатора, количество витков в обмотках определяется при помощи одной из функций мультиметра.

Мультиметр следует перевести в режим омметра. Затем определяются выводы всех имеющихся обмоток. Если между магнитопроводом и катушкой имеется зазор, то сверху всех обмоток наматывается дополнительная обмотка из тонкого провода. От количества витков будет зависеть точность результатов измерений.

Один щуп прибора подключается к концу основной обмотки, а другой щуп – к дополнительной обмотке. По очереди выполняются измерения всех обмоток. Та из них, у которой наибольшее сопротивление, считается первичной. Полученные данные позволяют выполнить расчет трансформатора и вместе с другими параметрами выбрать наиболее оптимальную конструкцию для конкретной электрической цепи.

Читайте также:  Монтаж мощных светодиодов
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector