Калькулятор онлайн расчета трансформатора: Расчет трансформатора

Калькулятор онлайн расчета трансформатора: Расчет трансформатора — онлайн-калькулятор

alexxlab | 02.05.2023 | 0 | Разное

Содержание

онлайн-калькуляторы, особенности автотрансформаторов и торов • Мир электрики

Принцип работы устройства

Трансформатор — это электротехническое устройство, предназначенное для передачи энергии без изменения её формы и частоты. Используя в своей работе явление электромагнитной индукции, устройство применяется для преобразования переменного сигнала или создания гальванической развязки. Каждый трансформатор собирается из следующих конструктивных элементов:

сердечника;
обмотки;
каркаса для расположения обмоток;
изолятора;
дополнительных элементов, обеспечивающих жёсткость устройства.

В основе принципа действия любого трансформаторного устройства лежит эффект возникновения магнитного поля вокруг проводника с текущим по нему электрическим током. Такое поле также возникает вокруг магнитов. Током называется направленный поток электронов или ионов (зарядов). Взяв проволочный проводник и намотав его на катушку и подключив к его концам прибор для измерения потенциала можно наблюдать всплеск амплитуды напряжения при помещении катушки в магнитное поле. Это говорит о том, что при воздействии магнитного поля на катушку с намотанным проводником получается источник энергии или её преобразователь.

В устройстве трансформатора такая катушка называется первичной или сетевой. Она предназначена для создания магнитного поля. Стоит отметить, что такое поле обязательно должно всё время изменяться по направлению и величине, то есть быть переменным.

Классический трансформатор состоит из двух катушек и магнитопровода, соединяющего их. При подаче переменного сигнала на контакты первичной катушки возникающий магнитный поток через магнитопровод (сердечник) передаётся на вторую катушку. Таким образом, катушки связаны силовыми магнитными линиями. Согласно правилу электромагнитной индукции при изменении магнитного поля в катушке индуктируется переменная электродвижущая сила (ЭДС). Поэтому в первичной катушки возникает ЭДС самоиндукции, а во вторичной ЭДС взаимоиндукции.

Количество витков на обмотках определяет амплитуду сигнала, а диаметр провода наибольшую силу тока. При равенстве витков на катушках уровень входного сигнала будет равен выходному. В случае когда вторичная катушка имеет в три раза больше витков, амплитуда выходного сигнала будет в три раза больше, чем входного — и наоборот.

От сечения провода, используемого в трансформаторе, зависит нагрев всего устройства. Правильно подобрать сечение возможно, воспользовавшись специальными таблицами из справочников, но проще использовать трансформаторный онлайн-калькулятор.

Отношение общего магнитного потока к потоку одной катушки устанавливает силу магнитной связи. Для её увеличения обмотки катушек размещаются на замкнутом магнитопроводе. Изготавливается он из материалов имеющих хорошую электромагнитную проводимость, например, феррит, альсифер, карбонильное железо. Таким образом, в трансформаторе возникают три цепи: электрическая — образуемая протеканием тока в первичной катушке, электромагнитная — образующая магнитный поток, и вторая электрическая — связанная с появлением тока во вторичной катушке при подключении к ней нагрузки.

Правильная работа трансформатора зависит и от частоты сигнала. Чем она больше, тем меньше возникает потерь во время передачи энергии. А это означает, что от её значения зависят размеры магнитопровода: чем частота больше, тем размеры устройства меньше. На этом принципе и построены импульсные преобразователи, изготовление которых связано с трудностями разработки, поэтому часто используется калькулятор для расчёта трансформатора по сечению сердечника, помогающий избавиться от ошибок ручного расчёта.

Как подобрать подходящий трансформатор

Выбрать подходящий трансформатор можно большим количеством способов, но львиная доля это безысходность или незнание мастера. Выделим три наиболее простых и применимых в практике метода:

Первый. Взять старый трансформатор, вышедший из строя. Посмотреть маркировку и найти в Интернете аналог. Если вдруг трансформатор требуется для иных целей, придется повозиться.
Второй способ: практический. Для этого следует замерить напряжение и силу тока в сети, а затем посмотреть требуемые параметры устройства, которое планируется подключать через трансформатор. После этого нужно посчитать коэффициент трансформации и, вооружившись этими знаниями, идти выбирать подходящую модель.
Третий способ: аналитический. Воспользоваться приведенным в статье расчетом или программным обеспечением, чтобы определить конкретные параметры модели. Если учесть, что в примере используются реальные сердечники и диаметры проводов, то реально найти устройство, которое будет соответствовать заявленным требованиям.

Виды сердечников

Трансформаторы отличаются между собой не только сферой применения, техническими характеристиками и размерам, но и типом магнитопровода. Очень важным параметром, влияющим на величину магнитного поля, кроме отношения витков, является размер сердечника. От его значения зависит способность насыщения. Эффект насыщения наступает тогда, когда при увеличении тока в катушке величина магнитного потока остаётся неизменной, т. е. мощность не изменяется.

Для предотвращения возникновения эффекта насыщения понадобится правильно рассчитать объём и сечение сердечника, от размеров которого зависит мощность трансформатора. Следовательно, чем больше мощность трансформатора, тем большим должен быть его сердечник.

По конструкции сердечник разделяют на три основных вида:

стержневой;
броневой;
тороидальный.

Стержневой магнитопровод представляет собой П-образный или Ш-образный вид конструкции. Собирается из стержней, стягивающихся ярмом. Для защиты катушек от влияния внешних электромагнитных сил используются броневые магнитопроводы. Их ярмо располагается на внешней стороне и закрывает стержень с катушкой. Тороидальный вид изготавливается из металлических лент. Такие сердечники из-за своей кольцевой конструкции экономически наиболее выгодны.

Зная форму сердечника, несложно рассчитать мощность трансформатора. Находится она по несложной формуле: P=(S/K)*(S/K), где:

S — площадь сечения сердечника.
K — постоянный коэффициент равный 1,33.

Площадь сердечника находится в зависимости от его вида, её единица измерения — сантиметр в квадрате. Полученный результат измеряется в ваттах. Но на практике часто приходится выполнять расчёт сечения сердечника по необходимой мощности трансформатора: Sс = 1.2√P, см2. Исходя из формул можно подтвердить вывод: что чем больше мощность изделия, тем габаритней используется сердечник.

Можно ли использовать планарный трансформатор

Конечно, можно. Но, вопрос в том, нужно ли. Планарным трансформатором зовут устройство на основе распечатанной платы. Использование подобных моделей незаменимо для компактной техники, вроде телефонов, компьютеров и прочего.

Однако, если речь идет о замене или самостоятельном конструировании прибора, то столь инновационная технология не нужна в силу дороговизны и сложности монтажа.

Не нужно изобретать велосипед: есть целый ряд методик расчета, создания и монтажа традиционных трансформаторов, которые готовы выполнить для пользователя практически любую задачу. Использование планарного трансформатора оправдано только при предъявлении к устройству требования особой компактности и мобильности.

Типовой расчёт параметров

Довольно часто радиолюбители используют при расчёте трансформатора упрощённую методику. Она позволяет выполнить расчёт в домашних условиях без использования величин, которые трудно узнать. Но проще использовать готовый для расчёта трансформатора онлайн-калькулятор. Для того чтобы воспользоваться таким калькулятором, понадобится знать некоторые данные, а именно:

напряжение первичной и вторичной обмотки;
габаритны сердечника;
толщину пластины.

После их ввода понадобится нажать кнопку «Рассчитать» или похожую по названию и дождаться результата.

Стержневой тип магнитопровода

В случае отсутствия возможности расчёта на калькуляторе выполнить такую операцию самостоятельно несложно и вручную. Для этого потребуется определиться с напряжением на выходе вторичной обмотки U2 и требуемой мощностью Po. Расчёт происходит следующим образом:

Рассчитывается ток нагрузки: In=Po/U2, А.
Вычисляется величина тока вторичной обмотки: I2 = 1,5*In, А.
Определяется мощность вторичной обмотки: P2 = U2*I2, Вт.
Находится общая мощность устройства: Pт = 1,25*P2, Вт.
Вычисляется сила тока первичной обмотки: I1 = Pт/U1, А.
Находится необходимое сечение магнитопровода: S = 1,3*√ Pт, см².

Следует отметить, что если конструируется устройство с несколькими выводами во вторичной обмотке, то в четвёртом пункте все мощности суммируются, и их результат подставляется вместо P2.

После того как первый этап выполнен, приступают к следующей стадии расчёта. Число витков в первичной обмотке находится по формуле: K1 = 50*U1/S. А число витков вторичной обмотке определяется выражением K2= 55* U2/S, где:

U1 — напряжение первичной обмотке, В.
S — площадь сердечника, см².
K1, K2 — число витков в обмотках, шт.

Остаётся вычислить диаметр наматываемой проволоки. Он равен D = 0,632*√ I, где:

d — диаметр провода, мм.
I — обмоточный ток рассчитываемой катушки, А.

При подборе магнитопровода следует соблюдать соотношение 1 к 2 ширины сердечника к его толщине. По окончании расчёта выполняется проверка заполняемости, т. е. поместится ли обмотка на каркас. Для этого площадь окна вычисляется по формуле: Sо = 50*Pт, мм2.

Особенности автотрансформатора

Автотрансформаторы рассчитываются аналогично простым трансформаторам, только сердечник определяется не на всю мощность, а на мощность разницы напряжений.

Например, мощность магнитопровода 250 Вт, на входе 220 вольт, на выходе требуется получить 240 вольт. Разница напряжений составляет 20 В, при мощности 250 Вт ток будет равен 12,5 А. Такое значение тока соответствует мощности 12,5*240=3000 Вт. Потребление сетевого тока составляет 12,5+250/220=13,64А, что как раз и соответствует 3000Вт=220В*13,64А. Трансформатор имеет одну обмотку на 240 В с отводом на 220 В, который подключён к сети. Участок между отводом и выходом мотается проводом, рассчитанным на 12,5А.

Таким образом, автотрансформатор позволяет получить на выходе мощность значительно больше, чем трансформатор на таком же сердечнике при небольшом коэффициенте передачи.

Трансформатор тороидального типа

Тороидальные трансформаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с другими типами: меньший размер, меньший вес и при этом большее КПД. При этом они легко наматываются и перематываются. Использование онлайн-калькулятора для расчёта тороидального трансформатора позволяет не только сократить время изготовления изделия, но и «на лету» поэкспериментировать с разными вводными данными. В качестве таких данных используются:

напряжение входной обмотки, В;
напряжение выходной обмотки, В;
ток выходной обмотки, А;
наружный диаметр тора, мм;
внутренний диаметр тора, мм;
высота тора, мм.

Необходимо отметить, что почти все онлайн-программы не демонстрируют особой точности в случае расчёта импульсных трансформаторов. Для получения высокой точности можно воспользоваться специально разработанными программами, например, Lite-CalcIT, или рассчитать вручную. Для самостоятельного расчёта используются следующие формулы:

Мощность выходной обмотки: P2=I2*U2, Вт.
Габаритная мощность: Pg=P2/Q, Вт. Где Q — коэффициент, берущийся из справочника (0,76−0,96).
Фактическое сечение «железа» в месте размещения катушки: Sch= ((D-d)*h)/2, мм2.
Расчётное сечение «железа» в месте расположения катушки: Sw =√Pq/1.2, мм2
Площадь окна тора: Sfh=d*s* π/4, мм2.
Значение рабочего тока входной обмотки: I1=P2/(U1*Q*cosφ), А, где cosφ справочная величина (от 0,85 до 0,94).
Сечение провода находится отдельно для каждой обмотки из выражения: Sp = I/J, мм2., где J- плотность тока, берущаяся из справочника (от 3 до 5).
Число витков в обмотках рассчитывается отдельно для каждой катушки: Wn=45*Un*(1-Y/100)/Bm* Sch шт., где Y — табличное значение, которое зависит от суммарной мощности выходных обмоток.
Остается найти выходную мощность и расчёт тороидального силового трансформатора считается выполненным. Pout = Bm*J*Kok*Kct* Sch* Sfh /0,901, где: Bm — магнитная индукция, Kok — коэффициент заполнения проводом, Kct —коэффициент заполнения железом.

Все значения коэффициентов берутся из справочника радиоаппаратуры (РЭА). Таким образом, проводить вычисления в ручном режиме несложно, но потребуется аккуратность и доступ к справочным данным, поэтому гораздо проще использовать онлайн-сервисы.

Выбор индукции в стержне сердечника и плотности тока в проводах обмоток трансформатора

Допустимая величина индукции в стержне и ярме сердечника трансформатора определяется выбранным значением намагничивающего тока, мощностью, частотой, типом трансформатора, числом стыков в сердечнике и материалом последнего. Для трансформаторов стержневого и броневого типов мощностью несколько десятков или сотен вольампер с сердечником из листовой электротехнической стали марок Э41 и Э11 (ГОСТ 802-581) индукцию в стержне сердечника можно принять в следующих пределах:

Bс = 1,2 – 1,3 Тл.

В случае сердечника трансформатора из холоднокатаной стали марок Э310, Э320 и Э330 эту индукцию можно принять:

Bс = 1,5 – 1,6 Тл.

В трансформаторах повешенной частоты (200 – 400 Гц) величина индукции в стержне определяется величиной потерь и его нагревом. Обычно в этом случае индукция в стержне составляет не более 0,5 – 0,7 Тл.

Допускаемая величина плотности тока в проводах обмоток трансформатора в значительной мере определяет вес и стоимость последнего. Чем выше плотность тока в обмотках, тем меньше их вес меди и соответственно стоимость трансформатора. С другой стороны, с увеличением плотности тока возрастают потери в меди обмоток и нагрев трансформатора.

В трансформаторах мощностью примерно до 100 ВА допускаемая плотность тока в проводах обмоток может составлять:

j = 4,5 – 3,5 А/мм2

В трансформаторах мощностью свыше 100 ВА и до нескольких сотен вольтампер эта плотность обычно составляет:

j = 3,5 – 2,5 А/мм2

Возможные схематические решения

Схем подключения вторичной обмотки трансформаторов, да и вообще всей электроники две:

Звезда, которая используется для повышения мощности сети.
Треугольник, который поддерживает постоянное напряжение в сети.

Вне зависимости от выбранной схемы, наиболее трудными считается изготовление и подключение небольших трансформаторов. Сюда относится и столь популярный в запросах поисковиков аtx. Это модель, которая устанавливается в системных блоках компьютеров, и изготовить ее самостоятельно крайне трудно.

В число трудностей при изготовлении маленьких трансформаторов стоит отнести сложность обмотки и изоляции, правильного подключения вторичной обмотки вне зависимости от выбранной схемы, а так же сложности с поиском сердечника. Короче говоря, проще и дешевле такой трансформатор купить. А вот как выбрать подходящую модель – это совсем другая история.

Литература.

Косенко С. “Расчёт импульсного трансформатора двухтактного преобразователя” // Радио, №4, 2005, с. 35 — 37, 44.
Эраносян С. А.Сетевые блоки питания с высокочастотными преобразователями. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1991,- 176 с: ил.
С. В. Котенёв, А. Н. Евсеев. Расчет и оптимизация тороидальных трансформаторов и дросселей. — М.: Горячая линия-Телеком, 2013. — 359 с.: ил.
А. Петров «Индуктивности, дроссели, трансформаторы «// Радиолюбитель, №12, 1995, с.10-11.
Михайлова М.М., Филиппов В.В., Муслаков В.П. Магнитомягкие ферриты для радиоэлектронной аппаратуры. Справочник. — М.: Радио и связь, 1983. — 200 с., ил.
Расчетные геометрические параметры кольцевых сердечников.
Б.Ю.Семенов. Силовая электроника для любителей и профессионалов. М. : Солон-Р, 2001. — 327 с. : ил

Различные типы трансформаторного оборудования применяются в электронных и электротехнических схемах, которые востребованы во многих сферах хозяйственной деятельности. Например, импульсные трансформаторы (далее по тексту ИТ) – важный элемент, устанавливаемый практически во всех современных блоках питания.

Программы-калькуляторы и расчеты для радиолюбителя

PCB CAD Черчение схем Аудио-софт Микроконтроллеры Измерения Генераторы Расчеты Android Разное

Filter Wiz

Программа для расчета активных фильтров, использующихся при создании электронных устройств. Программа распространяется в двух вариантах: Lite и PRO. Filter Wiz Lite бесплатна, но имеет ряд существенных ограничений (всего 5 типовых звеньев, 32 топологических схемы вместо 79, отсутствие анализа Монте-Карло и температурного эффекта).

Подробнее

Filter Solutions (Filter Free)

Профессиональный программный пакет для создания и анализа активных/пассивных аналоговых, а также цифровых электрических фильтров. Есть платная и бесплатная версии программы.

Подробнее

Electronics Assistant

Небольшая, но очень полезная программа, выполняющая важнейшие расчеты необходимые при разработке современных электронных устройств.

Бесплатная.

Подробнее

Калькулятор РЛ

Электротехнический калькулятор, позволяющий рассчитывать параметры колебательных контуров, определять индуктивности обособленных проводников и катушек различных типов, а также производить вычисления активных и реактивных сопротивлений. Отечественный продукт. Бесплатная.

Подробнее

555 Timer Program

Программа предназначена для расчета значений резисторов и конденсаторов нестабильного и моностабильного режимов работы 555 таймера. Freeware.

Подробнее

Lite-CalcIT

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

Подробнее

ExcellentIT

Программа, позволяющая выполнять расчеты импульсных трансформаторов двухтактных преобразователей. ПО бесплатное.

Подробнее

Design Tools Pulse Transformers

Бесплатное программа от отечественного разрабочика Москатова Е. А. Предназначена для расчёта трансформаторов, применяемых в двухтактных источниках питания импульсного типа.

Подробнее

Coil32

Бесплатная программа от отечественного разработчика для расчета характеристик колебательных контуров и индуктивностей катушек, выполненных на различных каркасах.

Подробнее

SwitcherPro

Бесплатный программный пакет, помогающий быстро и просто проектировать собственные импульсные источники питания и DC/DC-преобразователи на базе устройств от компании Texas Instruments.

Подробнее

eDesignSuite

Интерактивная онлайн-среда, созданная с целью быстрого проектирования импульсных источников на основе микросхем компании STMicroelectronics. eDesignSuite позволяет за несколько шагов спроектировать собственный источник питания и рассчитать номиналы внешних компонентов. Free.

Подробнее

VIPer Design Software

Пакет интерактивного программного обеспечения для расчета параметров импульсных источников питания, построенных на базе микросхем серии VIPer производства STMicroelectronics. Бесплатная.

Подробнее

PI Expert Suite

Одно из самых популярных интерактивных ПО для разработки импульсных источников питания на основе контроллеров Power Integrations. На русском языке. Freeware.

Подробнее

Ballast Designer

Система автоматизированного проектирования, предназначенная для конструирования и разработки электронных пускорегулирующих устройств люминесцентных и галогенных ламп. Бесплатная.

Подробнее

SIMetrix/SIMPLIS

Уникальный симулятор, созданный для высокоскоростного анализа линейных и смешанных цепей. Программа платная. Есть демо-версия с ограничениями на 140 узлов

Подробнее

RFSim99

Бесплатная программная среда для моделирования и анализа высокочастотных электрических цепей. Интерфейс RFSim99 полностью русифицирован.

Подробнее

Sonnet Suite

Современное программное обеспечение с мощным математическим аппаратом, предназначенное для высокочастотного электромагнитного анализа планарных структур. Есть бесплатная ознакомительная версия ПО: Sonnet Lite.

Подробнее

ADIsimRF

Небольшая, но полезная программа от Analog Devices, позволяющая представить дизайн радиотракта по ключевым характеристикам каскадов передатчика или приемника. Бесплатная.

Подробнее

Analog Office

САПР для решения задач по разработке аналоговых и высокочастотных интегральных схем, а также их подготовки к серийному производству. ПО платное.

Подробнее

MMANA-GAL

Простой и надежный программный комплекс для создания, редактирования, анализа и расчета антенн методом моментов. MMANA-GAL имеет русскоязычный интерфейс. Программа платная, но есть и бесплатная версия MMANA-GAL basic.

Подробнее

Finite Element Method Magnetics

Программа для расчета статических магнитных полей. Бесплатная

Подробнее

Калькулятор трансформатора с формулой и уравнением

Используйте этот бесплатный калькулятор трансформатора для мгновенной оценки напряжения, токов нагрузки, различных потерь и других связанных параметров.

Давайте перейдем к десяти вычислениям идеи; и читать; трансформатор.

Что такое трансформатор?

В области электротехники:

«Пассивным элементом, передающим электрическую энергию между различными электрическими цепями, называется трансформатор»

Символ трансформатора:

Внимательно изучите символическую схему трансформатора. Позже мы подробно разработаем его и для вас. Еще одно дополнение заключается в том, что наш лучший калькулятор трансформатора также позволит вам оценить каждый элемент, связанный с функциональностью трансформатора.

Типы трансформаторов:

Существуют различные типы трансформаторов, которые используются для определенных целей в различных областях. К ним относятся:

Повышающий трансформатор:

Этот тип трансформатора имеет вторичное напряжение выше, чем первичное напряжение.

Этот тип трансформатора используется в местах или районах, где номинальное напряжение очень низкое, и населению необходимо использовать приборы, работающие на более высоком напряжении.

Понижающий трансформатор:

В этом трансформаторе первичное напряжение выше вторичного.

Понижающие трансформаторы обычно используются в коммерческих или жилых помещениях, где потребители используют различные устройства, работающие на более низком напряжении. Этот онлайн-калькулятор понижающего трансформатора также означает работу такого рода.

Однофазный трансформатор:

Этот трансформатор работает только в однофазных энергосистемах.

Трехфазный трансформатор:

Этот трансформатор работает от трехфазной сети. Вы можете рассмотреть этот калькулятор трехфазного трансформатора, чтобы тщательно исследовать распределители трехфазного питания без каких-либо препятствий.

Трансформатор тока:

В трансформаторе тока:

Передается только ток
Вторичная обмотка ig больше, чем у первичной обмотки
Первичный ток меньше вторичного тока
Этот трансформатор всегда подключается в последовательную цепь

Трансформатор напряжения:

В трансформаторе напряжения:

Общее напряжение достаточно снижено для работы бытовой техники
Всегда следует подключать трансформатор напряжения параллельно электрической цепи

Уравнения трансформатора:

Основное уравнение трансформатора приведено ниже и также используется для начала расчетов с помощью нашего онлайн-калькулятора трансформаторов относительно передачи напряжения и тока:

$$ \frac {V_p}{V_s} = \frac {n_p}{n_s} $$

Где:

$V_p$ = напряжение первичной обмотки

$V_s$ = напряжение вторичной обмотки

$n_p$ = количество витков первичной обмотки

$n_s$ = количество витков вторичной обмотки

Размер трансформатора:

Размер трансформатора оценивается на основе его номинальной мощности, которая может либо в вольтах, киловольтах или мегавольтах. Этот бесплатный калькулятор размеров трансформатора также позволяет понять пиковую мощность, которую может передавать трансформатор.

В электрической системе трансформатор является единственным элементом, который отвечает за большинство проблем. Всякий раз, когда вы чувствуете, что какой-либо компонент ведет себя ненормально, попробуйте заменить трансформатор, и вы на 90% уверены, что проблема будет устранена в данный момент.

Ток трансформатора:

Вы можете определить переменный ток для однофазных и трехфазных трансформаторов следующим образом:

Однофазный трансформатор:

Ток полной нагрузки (А) = кВА × 1000 / В

Трехфазный трансформатор:

Ток полной нагрузки (А) = кВА × 1000 / (1,732 × В)

Коэффициент трансформации:

обмотка первичной обмотки к обмотке вторичной обмотка катушки называется коэффициентом трансформации.

Несомненно, наш лучший калькулятор коэффициента трансформации трансформатора вычисляет этот конкретный анализ коэффициента за несколько секунд, но вы также можете определить это, используя следующее выражение:

$$ Коэффициент преобразования = \frac{N_1}{N_2} $$

Вы также можете определить этот конкретный элемент, воспользовавшись калькулятором соотношения витков бесплатного трансформатора.

Например:

Если имеется трансформатор 1:1, это означает, что количество витков на его первичной и вторичной обмотках одинаково.

Различные потери трансформатора:

Это факт, что каждая реальная система не всегда идеальна. То же самое и с настоящим трансформатором. Когда напряжения передаются на трансформатор и от трансформатора, подтверждается, что принимаемое напряжение никогда не будет таким же, как оно было приложено. Он всегда меньше, чем фактически примененный. Эта потеря связана с различными факторами, которые могут включать:

Потери из-за вихревых токов:

Эти потери возникают, когда в сердцевине ферромагнитного материала индуцируется ток только из-за электромагнитной индукции. Теперь, чтобы избежать такой ошибки при передаче тока, вы должны использовать железный сердечник, состоящий из тонких металлических листов. Вы должны иметь в виду, что эти листы должны иметь самое высокое удельное сопротивление.

Потери на рассеяние:

Потери из-за рассеяния потока в трансформаторе известны как потери на рассеяние. Не только это, но и эти потери вызывают возникновение вихревых токов на магнитопроводе трансформатора. Вы можете минимизировать паразитные потери только в том случае, если контролируется поток рассеяния.

Диэлектрические потери:

Возникают только в изоляционном материале электрического устройства. Когда дело доходит до трансформатора, этот материал присутствует в его масле. Основной причиной этой потери является не что иное, как потеря качества диэлектрического материала и масла.

Потери в сердечнике или потери в стали:

Вместо вихревых токов и потерь на гистерезис, которые являются причинами потерь в сердечнике, основной причиной по-прежнему является переменный магнитный поток. Эти потери зависят только от напряжения.

Потери в меди:

Эти потери возникают из-за омического сопротивления обеих обмоток трансформатора. Когда ток через обмотки изменяется, это также вызывает изменение медных потерь устройства.

Идеальный трансформатор:

Идеальный трансформатор — это тот, в котором нет потерь мощности.

Потери мощности = P = Ip * Vp = Is * Vs.

Приведенное выше уравнение показывает, что электрическая мощность в первичной и вторичной обмотках одинакова.

Напряжение идеального трансформатора:

Вы можете определить напряжение идеального трансформатора, используя следующее выражение:

Vs = Vp * Ns / Np

Ток идеального трансформатора:

Приступайте к расчету ток, рассмотрев приведенную ниже формулу трансформатора для идеального случая:

Is = Ip * Np / Ns

Таблица силы тока трансформатора:

Давайте посмотрим на пару таблиц, которые соответственно описывают размеры трансформатора:

Однофазный трансформатор:

Однофазные трансформаторы, ток полной нагрузки (FLC)
кВА	120 В	208 В	240 В	277В	480 В	600 В
. 25	2,0	1,2	1.	0,9	0,5	0,4
.50	4,2	2,4	2.1	1,8	1,0	0,8
.75	6,3	3,6	3.1	2,7	1,6	1,3
1	8,3	4,8	4,2	3,6	2.1	1,7
1,5	12,5	7,2	6,2	5,4	3.1	2,5
2	16,7	9,6	8,3	7,2	4,2	3,3
3	25	14,4	12,5	10,8	6,2	5
5	41	24	20,8	18	10,4	8,3
7,5	62	36	31	27	15,6	12,5
10	83	48	41	36	20,8	16,7
15	125	72	62	54	31	25
25	206	120	104	90	52	41
37,5	312	180	156	135	76	62
50	416	240	208	180	104	83
75	625	340	312	270	156	125
100	833	480	416	361	208	166
167	1391	803	695	603	347	278

Трехфазный трансформатор:

Трехфазный трансформатор, ток полной нагрузки (FLC)
кВА	208 В	240 В	480 В	600 В
3	8,3	7,2	3,6	2,9
6	16,6	14,4	7,2	5,8
9	25	21,6	10,8	8,6
15	41,7	36,1	18,0	14,4
30	83,4	72,3	36,1	28,9
45	124	108	54,2	43,4
75	208	180	90	72
112,5	312	270	135	108
150	416	360	180	144
225	624	541	270	216
300	832	721	360	288
500	1387	1202	601	481
750	2084	1806	903	723
1000	2779	2408	1204	963

Все вышеперечисленные диапазоны также могут быть перепроверены с помощью этого бесплатного калькулятора силы тока трансформатора за доли секунды. Как это звучит?

Как проанализировать трансформатор?

Как насчет решения примера, который прояснит ваше понимание функциональности трансформатора? Давайте двигаться вперед!

Пример № 01:

Имеется однофазный трансформатор мощностью около 56 кВА. Его первичное напряжение составляет 350 вольт, а вторичное напряжение почти 673 вольта. Считая трансформатор tpo идеальным, рассчитайте коэффициент трансформации.

Решение:

Поскольку трансформатор предполагается идеальным:

Коэффициент витков = N1 / N2 = V1 / V2 = (350 / 76) = 4,60

9001 1 Пример № 02:

Оцените число витков вторичной обмотки при следующих параметрах трансформатора тока:

$V_p$ = 30 вольт

$V_s$ = 70 вольт

$n_p$ = 5

Решение:

Мы знаем, что:

$$ \фракция {V_p} {V_s} = \frac {n_p}{n_s} $$

Выполнение расчетов трансформаторов тока:

$$ \frac {30}{70} = \frac {5}{n_s} $$

$$ n_s = \frac{5*70}{30} $$

$$ n_s = 11,66 $$

Как работает калькулятор трансформатора?

Этот бесплатный калькулятор обмотки трансформатора позволяет вам узнать различные характеристики работы однофазного или трехфазного трансформатора. Давайте разберемся, как его использовать, и проанализируем это конкретное пассивное электрическое устройство.

Введите:

Прежде всего, нажмите на раскрывающийся список и выберите, хотите ли вы исследовать однофазный или трехфазный трансформатор
Теперь перейдите к следующему списку, в котором вам будут предоставлены различные доступные варианты. Выберите комбинацию параметров, в зависимости от которой вы хотите рассчитать неизвестный.
После этого извлеките все необходимые термины в соответствующих полях вместе с модулем
В конце нажмите десять кнопку расчета

Вывод:
Лучший трансформаторный калькулятор KVA выполняет следующие расчеты:

Оценивает первичные и вторичные напряжения и токи
Оценивает потери в меди и потери в железе
Оценивает потери на вихревые токи
Оценка потерь на гистерезис
Оценивает соотношение витков для первичной и вторичной катушек

Часто задаваемые вопросы:

Трансформаторы переменного или постоянного тока?

Практически через трансформатор нельзя пропускать постоянный ток. Но напряжение постоянного тока может быть подано через него, ползучим напряжением переменного тока. Отдых, этому бесплатному трансформаторному калькулятору требуется пара секунд, чтобы выяснить, сколько напряжений он может выдержать при минимальных потерях при передаче.

Почему постоянный ток не используется в домах?

Постоянный ток не становится равным нулю. Он остается прежним и именно поэтому его категорически запрещается использовать в бытовых целях. Для таких целей переменный ток действительно является предпочтительным выбором.

Что вы подразумеваете под коэффициентом мощности?

Коэффициент мощности фактически представляет собой отношение рабочей мощности к полной мощности.

Почему в трансформаторе используется выпрямитель?

В трансформаторе выпрямитель работает как устройство, преобразующее переменный ток в постоянный.

В чем основная разница между кВт и кВА?

Коэффициент мощности является основным отличием этих двух терминов. Если кВт — это мощность реального трансформатора, то кВА считается коэффициентом мощности кажущегося трансформатора.

Заключение:

Трансформаторы — это устройства безопасности, которые используются во всем мире для снижения или повышения напряжения в соответствии с потребностями. Кроме того, эти электрические систематические устройства используются для управления током и напряжением, которые должны передаваться на большие расстояния. Вот почему наш лучший калькулятор трансформатора разработан, чтобы помочь вам понять различные термины, связанные с функциональностью трансформатора.

Ссылки:

Из источника Википедии: Трансформатор, Принципы, Поток рассеяния, Эквивалентная схема, Полярность, Потери энергии, Конструкция, Обмотки, Параметры классификации,

Из источника Академии Хана: Трансформаторы

Из источника Lumen Learning: трансформаторы, электробезопасность

Калькулятор трансформатора

Трансформатор ЭДС

Частота

В Гц

Количество витков

Максимальный поток в сердечнике

В бб (вебер)

Трансформатор тока полной нагрузки

Для расчета тока полной нагрузки однофазного трансформатора

Напряжение

1Φ Ток полной нагрузки

Для расчета тока полной нагрузки трехфазного трансформатора

Напряжение

3Φ Ток полной нагрузки

Мощность кВА трансформатора

Номинальные характеристики однофазного трансформатора

Напряжение

В вольтах

Текущий

В амперах

1Φ Номинальная мощность, П

кВА

Мощность трехфазного трансформатора

Напряжение

В вольтах

Текущий

В амперах

3Φ Номинальная мощность, П

кВА

Потери в трансформаторах – потери в железе, потери в меди

Расчет потерь в меди

2A, 4A, 6A,.