Справочник молодого радиста © Издательство «Высшая школа»
Вид материала | Справочник |
Рис. 13. Схемы двухобмоточного Рис. 14. Сердечники трансформаторов Рис. 15. Ленточный сердечник трансформатора Рис. 16 Автотрансформаторы: а — повышающий |
- І. П. Основи дефектоскопії-К.: «Азимут-Україна», 2004. 496 с. Ермолов И. Н., Останин, 1049.75kb.
- Методические указания к выполнению контрольных работ Для студентов, 327.25kb.
- Справочник молодого шлифовщика профессионально-техническое образование оглавление, 7551.93kb.
- Бюллетень новых поступлений за ноябрь 2006 года, 1839.04kb.
- Высшая Школа Экономики. Высшая школа менеджмента программа, 87.79kb.
- История» 4-е издание Издательство Московского университета «Высшая школа» 2003, 12721.75kb.
- Справочник по математике для экономистов (под ред. В. И. Ермакова)- м., Высшая школа,, 19.91kb.
- Экономика для менеджеров, 2536.52kb.
- Высшая Школа Экономики программа, 326.6kb.
- Организация работы, 73.56kb.
У низкочастотных трансформаторов магнитный поток первичной обмотки почти целиком пронизывает витки вторичной обмотки. Эдс, наводимые в обмотках, пропорциональны их числам витков. Отношение числа витков первичной обмотки к числу витков вторичной называют коэффициентом трансформации. Отношение витков пропорционально отношению эдс, а если пренебречь падением напряжения на самих обмотках, — отношению напряжений. Пренебрегая потерями энергии в трансформаторе, можно считать отношение токов в обмотках обратно пропорциональным отношению напряжений. Тогда коэффициент трансформации n = w1/w2=E1/E2~Ui/U2~I2/I1, где w1, w2 — число витков первичной и вторичной обмоток (рис. 13,а); Е1, E2 — наводимые в обмотках эдс; U1, U2 — напряжения обмоток; 11, 12 — токи в обмотках.
Если вторичная обмотка имеет больше витков, чем первичная (n<1), трансформатор называется повышающим, если меньше, чем первичная (n>1), — понижающим. Когда во вторичную обмотку включена нагрузка Rн, тогда для источника трансформатор вместе с нагрузкой представляет собой некоторое эквивалентное сопротивление R1э (на рис. 13, а оно показано пунктиром). Значение эквивалентного сопротивления можно найти по формуле Ri9=n2RH. Если во вторичную обмотку вместо активного сопротивления включить индуктивность L2 или емкость С2, то их эквивалентные значения со стороны первичной обмоцки Lis=n2Lz; C1Э = C2/n2,
Таким образом, при трансформации переменного тока и напряжения происходит трансформация сопротивления, емкости и индуктивности.
Рис. 13. Схемы двухобмоточного (а) и унифицированного многообмоточного (б) трансформаторов
Выходные трансформаторы усилителей и радиоприемников используют именно как трансформаторы сопротивления. С помощью трансформатора сопротивление нагрузки согласуется с внутренним сопротивлением лампы или транзистора. Конструкция трансформатора зависит от его назначения и частоты переменного тока Цепи, куда он включен. В цепях низкой частоты применяют трансформаторы с сердечниками из ферромагнитных материалов. Трансформаторы высокой частоты иногда не имеют сердечников.
По назначению трансформаторы делят на сетевые и сигнальные. По числу обмоток различают двух- и многообмоточные трансформаторы и автотрансформаторы.
Сетевые трансформаторы служат для питания различных цепей радиоаппаратуры. Их первичную обмотку включают в сеть переменного тока; вторичных обмоток может быть несколько (рис. 13, б). У сетевых трансформаторов, выпускаемых промышленностью, можно -переключать первичную обмотку на различные напряжения сети (НО; 127 или 220 В).
Сигнальные трансформаторы преобразуют электрические сигналы. Примером их могут служить входные, межкаскадные и выход-ные трансформаторы усилителей. Конструктивно сигнальные трансформаторы звуковой частоты и сетевые трансформаторы малой и средней мощности выполняют одинаково.
Сердечники таких трансформаторов набирают из штампованных пластин электротехнической стали или железоникелевых сплавов. Сердечник может быть броневой Ш-образный (рис. 14, а), стержневой (рис. 14,6), тороидальный. Маломощные трансформаторы обычно делают с броневыми сердечниками, размеры которых приведены в табл. 38 Для высокочастотных трансформаторов применяют броневые сердечники из ферритов. Если материал сердечника должен иметь толщину меньше 0,3 мм, сердечник изготовляют не из пластин, а из ленты (рис. 15). Стержневую конструкцию сердечников применяют для трансформаторов большой мощности (более 1 кВт). Тороидальные сердечники сложны в производстве и дороги, но обладают малыми полями рассеяния и поэтому применяются довольно часто.
Таблица 38
Сердечник | Размеры (см. рис. 14, в) | |||||||
| L, мм | H. мм | hcмм | Sc,cм2 | bc мм | h0.мм | lс.см | Iв- см. |
Ш6Х8 Ш18Х10 Ш18Х16 Ш10Х10 Ш10Х16 | 24 32 32 40 40 | 21 28 28 35 35 | 8 10 16 10 16 | 0,41 0,68 1,1 0,9 1,45 | 6 8 8 10 10 | 15 20 20 25 25 | 5,1 6,8 6,8 8,5 9,5 | 4,7 6 7,1 6,9 8,1 |
Ш 12X12 Ш12Х12 Ш12Х.16 Ш12Х20 Ш12Х25 | 42 48 42 48 42 | 42 42 42 30 42 | 12 12 16 20 25 | 1.3 1,3 1,7 2,2 2,7 | 9 12 9 12 9 | 30 30 30 18 30 | 9,7 10,3 9,7 7,6 9,7 | 7,5 8,5 8,3 10 10 |
Ш 16X16 Ш16Х20 Ш16Х25 Ш16Х32 Ш16Х40 | 64 64 64 48 64 | 40 40 56 40 40 | 16 16 25 32 40 | 2,3 2,9 3,6 4,6 5,8 | 16 16 16 8 18 | 24 24 40 24 24 | 10,5 10,5 13,7 8,9 10,5 | 11 12 13 12 16 |
Ш18Х18 Ш18Х36 Ш20Х20 Ш20Х20 Ш20Х25 | 54 54 60 80 80 | 45 45 50 70 50 | 18 36 20 20 25 | 2,9 5,8 3,6 3,6 4,5 | 9 9 10 20 20 | 27 27 30 50 30 | 10 10 12,1 17,1 13,3 | 19,8 13,4 10,9 13,8 14,8 |
Ш20Х30 Ш20Х40 Ш25Х25 Ш25Х32 Ш25Х40 | 60 65 100 100 100 | 50 65 62,5 87,5 62,5 | 30 40 25 32 40 | 5,4 7,2 5,6 7,2 9 | 10 12,5 25 25 25 | 30 45 37,5 62,5 37,5 | 11,1 14,6 16,4 21,4 16,4 | 12,9 15,9 17,4 19 21 |
Ш32X32 Ш32Х40 Ш32Х50 Ш32Х63 Ш34Х52 | 128 128 128 128 102 | 80 80 112 80 102 | 32 40 50 63 52 | 9,3 11.5 14,4 18 16,4 | 32 32 32 32 17 | 48 48 80 40 68 | 21 21 27,4 21 22,3 | 23 24 26 28,4 22,6 |
Ш35Х35 Ш35Х43 Ш40Х40 Ш40Х40 Ш40Х50 Ш40Х63 Ш40Х80 Ш40Х100 Ш40Х100 | 130 130 160 160 160 160 160 160 160 | 105 105 100 140 100 140 100 100 140 | 35 45 40 40 50 63 80 100 100 | 11,2 14,4 14,4 14,4 18 23 29 36 36 | 30 З8 40 40 40 40 40 40 40 | 70 70 60 100 60 100 60 60 100 | 25,5 25,5 26,3 34,3 26,3 34,3 26,3 26,3 34,3 | 23,5 25,5 28,5 28,5 30 33 37 41 41 |
Примечание. S с — площадь сечения магнитопровода, lв — средняя длина витка.
Каркас, на котором располагают обмотки, выполняют из электрокартона, гетинакса или текстолита. Картонные каркасы склеивают клеем БФ, а гетинаксозые и текстолитовые делают разборными.
Обмотки трансформаторов с выходной мощностью до 1 кВт изготовляют из провода- с эмалевой изоляцией (ПЭЛ или ПЭВ). Обмотки высокого напряжения наматывают из провода с шелковой или эмалево-шелковой изоляцией (ПЭЛШО; ПЭЛШД). Между слоями обмотки помещают прокладки из лакоткани или тонкой бумаги. Для повышений влагостойкости изоляции каркас вместе с обмотками пропитывают битумом или битумным компаундом.
Рис. 14. Сердечники трансформаторов: а — броневой, б — стержневой
Автотрансформаторы имеют только одну обмотку и ик, можно включать как повышающие или как понижающие (рис. 16, а, б). В общей части обмоток прохо-ч дит разность токов I1 к I2. Эту часть витков выполняют из провода меньшего сечения. Поэтому при небольших значениях коэффициента трансформации (n=1,5-5-2) автотрансформаторы по сравнению с двух-обмоточными трансформаторами дают экономию меди.
Рис. 15. Ленточный сердечник трансформатора
Расчет трансформатора. Исходные данные: автотрансформатор повышающий (см. рис. 16,а); номинальное напряжение нагрузки U2=120 В; мощность, потребляемая нагрузкой, Рн = 120 В-А; минимальное напряжение сети- U1=70 В. Определить сечение сердечника, число витков обмоток и диаметр проводников.
Рис. 16 Автотрансформаторы: а — повышающий, 6 — понижающий
1. Коэффициент трансформации na=U2/U1== 120/70=» 1,71.
2; Расчетная мощность повышающего трансформатора Р.= -1,1Рн(1-1/nа)-1,1*1260 — 1/1,71)=55 В*3А.
3. Площадь сечения магнитопровода
4. Примем для сердечника трансформаторную сталь с индукцией В== 1 Вб/м2, тогда число витков обмотки на 1 В составит а»в=45ДО=45/1 9-5.
5. Число витков всей обмотки трансформатора w2=w0U2=5*120=600.
6. Число витков сетевой обмотки w1 = w0Ui=5-70=350.
7. Ток в общей (сетевой) части обмотки Iаx=Pa/U1=55/70= 0,785 А.
8 Диаметр провода этой обмотки
d1 = 0,8 sql(IaХ) = 0,8sql(0,785) = 0,71 мм.
9. Ток повышающей части обмотки I2= l,lPн/U2= l,1*l20/120= 1,1 А
10. Диаметр провода повышающей обмотки
Таблица 39
Напряжение сети, В | Выводы трансформаторов | |||
броневых | стержневых | |||
соединяемые | для подачи напряжения | соединяемые | для подачи напряжения | |
127 . | — | 1 И 4 ИЛИ 6 и 9 | 1 и 9 или 4 и 6 | 1 И 4 ИЛИ 9 и 6 |
220 | 2 и 6 | 2 и 8 | 2 и 8 1 и 6 1 и 6 1 и 6 3 н7 | 1 и 6 2 и 8 2 и 8 3 и 7 1 и 6 |
Таблица 40
Трансфор-матор | Напряжение на выводах вторичных обмоток, В | Максимальный ток между выводами вторичных обмоток, А | |||||
11 — 12 13 — 14 | 15 — 16 17 — 18 | 19-20 | 21-22 | 11 — 12 13 — 14 | 15 — 15 17 — 18 | 19 — 20 21 — 22 | |
ШЛ*16Х20; 15 Вт | |||||||
ТА1 ТА 7 | 28 180 | 28 112 | 6 20 | 6 20 | 0,2 0,026 | 0,15 0,028 | 0,148 0,026 |
ШЛ 16X25; 26 Вт | |||||||
ТА 11 ТА 20 ТА 25 | 28 125 200 | 28 112 180 | 6 14 20 | 6 14 20 | 0,325 0,039 0,042 | 0,255 0,085 0,042 | 0,26 0,075 0,032 |
ШЛ 16x32; 26 Вт | |||||||
ТА 33 ТА 38 ТА 50 | 56 80 200 | 40 80 180 | 12 20 20 | 10 20 20 | 0,22 0,115 0,058 | 0,13 0,11 0,068 | 0,2 0,12 0,047 |
ШЛ 20X20, 40 Вт | |||||||
ТА 69 ТА 75 | 125 160 | 112 140 | 14 20 | 14 20 | 0,067 0,049 | 0,142 0,12 | 0,121 0,095 |
ШЛ 20X25; 54 Вт | |||||||
ТА 88 ТА 105 | 28 180 | 28 112 | 6 20 | 6 20 | 0,65 0,114 | 0,55 0,116 | 0,48 0,088 |
ШЛ20Х32; 68 Вт | |||||||
ТА 152 ТА 161 | 250 355 | 224 200 | 25 40 | 25 40 | 0,096 0,03 | 0,11 0,125 | 0,07 0,105 |
ШЛ20Х40, 86 Вт | |||||||
ТА 163 ТА 170 ТА 177 | 28 180 315 | 28 112 200 | 6 20 40 | 6 20 40 | 1,0 0,22 0,1 | 1,0 0,268 0,17 | 0,71 0,15 0,09 |
* Указаны типоразмеры и мощность Ш-образных магнитопроводов из ленточных трансформаторных сталей.
11. Ток, потребляемый автотрансформатором из сети, I1=» -1,1 Pн/U1=1,1-120/70= 1,885 А=Iах+I2=0,785+1,1 = 1,885 А.
12. Примем плавность регулировки напряжения ДU=10 В, тогда в повышающей части обмотки следует сделать отводы через каждые w0-ДU=5-10=50 витков. Поскольку повышающая часть обмотки содержит W2 — W1=600 — 350=250 витков, то число отводов от нее составит k= (w2 — w1)/(w0ДU) =250/50=5.
Для сетей с частотой 50 и 400 Гц промышленность выпускает анодные ТА, анодно-накальные ТАН, накальные ТН унифицированные трансформаторы, а.для электропитания устройств на полупроводниковых приборах — ТПП с выходными мощностями от единиц до сотен ватт (см. рис. 13,6).
Напряжение, снимаемое со вторичных обмоток, можно изменять, используя отводы первичной обмотки. Диапазон изменения напряжения составляет от — 3 до +9 % номинального. Выходное напряжение можно варьировать последовательным согласованным или встречным соединением первичной обмотки со вторичными компенсационными обмотками. Рекомендации по соединению обмоток для питания от сети напряжением 127 и 220 В частотой 50 Гц приведены в табл. 39, а основные характеристики броневых анодных трансформаторов ТА — в табл. 40.