Lite-CalcIT – Berechnung von Impulstransformatoren. Berechnung von Transformatoren gepulster Stromversorgungen

Abbildung 1 – Dies ist die Art von 2-kW-Transformator, die wir irgendwann für die H-Brücke bekommen werden

Die große Schlacht oder welches Material soll man wählen?

Warum ist es so gut und ist es wirklich besser als Ferrit?

Abbildung 2 – Hysteresezyklen von Ferromagneten: 1) harter Zyklus, 2) weicher Zyklus

2) Das Material muss eine möglichst hohe Sättigungsinduktion aufweisen, wodurch sich entweder die Abmessungen des Kerns verringern oder unter Beibehaltung dieser die Leistung erhöht.

Sättigung

Das Phänomen der Transformatorsättigung besteht darin, dass sich der magnetische Fluss im Kern trotz des Anstiegs des Stroms in der Wicklung, nachdem er einen bestimmten Maximalwert erreicht hat, praktisch nicht ändert.
In einem Transformator führt der Sättigungsmodus zur Übertragung von Energie Primärwicklung in der Sekundärphase hört es teilweise auf. Der normale Betrieb eines Transformators ist nur möglich, wenn sich der magnetische Fluss in seinem Kern proportional zur Stromänderung in der Primärwicklung ändert. Um diese Bedingung zu erfüllen, ist es notwendig, dass sich der Kern nicht in einem Sättigungszustand befindet, und dies ist nur möglich, wenn sein Volumen und sein Querschnitt einen bestimmten Wert nicht unterschreiten. Je größer die Leistung des Transformators ist, desto größer sollte daher sein Kern sein.

4) Die Eigenschaften des Materials sollten sich unter äußeren Einflüssen nicht wesentlich ändern: mechanische Kräfte (Druck oder Zug), Temperatur- und Feuchtigkeitsänderungen.

Schauen wir uns nun die Eigenschaften von Ferrit an und wie gut es die oben genannten Anforderungen erfüllt.

Abbildung 3 – Magnetisierungskurve bei einer Frequenz von 20 kHz bei verschiedenen Temperaturen

Und schließlich der wichtigste Punkt – in der Grafik oben haben wir einen Parameter gesehen, der fast alles bestimmt – Sättigungsinduktion. Für Ferrit wird normalerweise 0,39 Tesla angenommen. Es lohnt sich, sich daran zu erinnern, wann unterschiedliche Bedingungen- Dieser Parameter wird sich ändern. Es hängt sowohl von der Frequenz als auch von der Betriebstemperatur und anderen Parametern ab, aber den ersten beiden sollte besonderes Gewicht beigemessen werden.

Abschluss: Ferrit ist gut! Perfekt für unsere Zwecke.

Ein paar Worte zu Alsifer und seinen Unterschieden

Abschluss: Alsifer ist besser als Ferrit, dieser Typ hat mich nicht angelogen.

Ergebnis der Schlacht: Jeder, der die obige Beschreibung liest, wird sagen: Gib uns Alsifer! Und das zu Recht ... aber versuchen Sie, einen Alsifer-Kern mit einer Gesamtleistung von 10 kW zu finden? Hier gerät man meist in eine Sackgasse, es stellt sich heraus, dass sie nicht wirklich im Angebot sind, und wenn ja, dann werden sie direkt beim Hersteller bestellt und der Preis wird einem Angst machen.
Es stellt sich heraus, dass wir Ferrit verwenden, insbesondere wenn wir es als Ganzes bewerten, es verliert sehr wenig ... Ferrit wird im Verhältnis zu Alsifer auf geschätzt „8 von 10 Papageien.“

Ich wollte mich meinem Lieblingsmatan zuwenden, habe mich aber dagegen entschieden, weil... Ich halte +10.000 Zeichen pro Artikel für übertrieben. Ein Buch mit sehr guten Berechnungen von B. Semenov, „Power Electronics: From Simple to Complex“, kann ich nur empfehlen. Ich sehe keinen Sinn darin, seine Berechnungen mit einigen Ergänzungen noch einmal zu erzählen.

Beginnen wir also mit der Berechnung und Herstellung des Transformators

Um einen Transformator herzustellen, benötigen wir den folgenden Bausatz:

A)
Abbildung 4 – Ferritkern E70/33/32 aus 3C90-Material (etwas besseres Analogon von N87)

B)
Abbildung 5 – Rahmen für Kern E70/33/32 (der größere) und Drossel D46 aus zerstäubtem Eisen

Die Gesamtleistung eines solchen Transformators beträgt 7,2 kW. Wir benötigen eine solche Reserve, um Anlaufströme bereitzustellen, die 6-7 mal höher sind als die Nennströme (600 % gemäß den technischen Spezifikationen). Solche Einschaltströme gibt es eigentlich nur in Asynchronmotoren, aber Sie müssen alles berücksichtigen!
Plötzlich „tauchte“ eine bestimmte Drossel auf; sie wird in unserem weiteren Schema benötigt (bis zu 5 Stück) und deshalb habe ich beschlossen, zu zeigen, wie man sie aufzieht.

Als nächstes müssen Sie die Wickelparameter berechnen. Ich verwende in bestimmten Kreisen ein Programm eines bekannten Freundes Starichok51 . Ein Mann mit enormem Wissen und immer bereit zu lehren und zu helfen, wofür ich ihm danke – er hat mir einst geholfen, den richtigen Weg einzuschlagen. Das Programm heißt - Ausgezeichnete IT 8.1 .

Hier ein Beispiel für eine Berechnung für 2 kW:



Abbildung 6 – Berechnung eines Impulstransformators mit Brückenschaltung zur 2-kW-Hochschaltung

Wie man rechnet:

2) Blau hervorgehoben.
a) 400V einstellen, weil Dies ist eine Reserve für Rückmeldung In Bezug auf die Spannung und zum Schneiden des Sinus sind mindestens 342 V erforderlich
b) Nennstrom. Wir wählen aus Überlegung 2400 W / 220 (230) V = 12A. Wie Sie sehen, nehme ich überall eine Reserve von mindestens 20 %. Das ist es, was jeder Hersteller mit Selbstachtung tut. hochwertige Ausstattung. In der UdSSR betrug diese Reserve selbst unter schwierigsten Bedingungen standardmäßig 25 %. Warum beträgt die Spannung am Ausgang einer reinen Sinuswelle 220 (230) V?
c) Mindeststrom. Dieser unter realen Bedingungen ausgewählte Parameter beeinflusst die Größe der Ausgangsdrossel. Je höher der Mindeststrom, desto kleiner die Drossel und desto billiger das Gerät. Auch hier habe ich die schlechteste Variante 1A gewählt, das ist der Strom für 2-3 Glühbirnen oder 3-4 Router.
d) Drop-on-Dioden. Weil Wir werden am Ausgang ultraschnelle Dioden haben, dann beträgt der Spannungsabfall an ihnen 0,6 V schlechteste Bedingungen(Temperatur überschritten).
d) Drahtdurchmesser. Ich habe mir für so einen Fall einmal eine 20 kg schwere Kupferspule gekauft und zwar gerade einmal mit einem Durchmesser von 1 mm. Hier stellen wir das ein, das Sie haben. Ich empfehle nur nicht, den Wert auf mehr als 1,18 mm einzustellen, weil... Der Hauteffekt beginnt zu wirken

Hauteffekt

Der Skin-Effekt ist der Effekt der Verringerung der Amplitude elektromagnetischer Wellen, wenn diese tief in ein leitendes Medium eindringen. Durch diesen Effekt kann z.B. Wechselstrom Hochfrequenz beim Durchströmen eines Leiters verteilt sich nicht gleichmäßig über den Querschnitt, sondern hauptsächlich in der Oberflächenschicht.
Wenn wir nicht wie Google sprechen, sondern in meiner Kollektivwirtschaftssprache, dann nehmen Sie den Leitfaden großer Abschnitt, dann wird es nicht vollständig genutzt, weil Ströme mit höherer Frequenz fließen entlang der Oberfläche und die Mitte des Leiters ist „leer“.

3) Grün hervorgehoben. Hier ist alles einfach: Wir planen eine „Full Bridge“-Topologie und wählen sie aus.

4) Orange hervorgehoben. Der Kernauswahlprozess erfolgt, alles ist intuitiv. Große Menge Standardkerne sind wie unsere bereits in der Bibliothek vorhanden, können aber ggf. durch Eingabe der Abmessungen hinzugefügt werden.

5) Lila hervorgehoben. Ausgabeparameter mit Berechnungen. Der Koeffizient wurde in einem separaten Fenster hervorgehoben. Denken Sie daran, das Fenster auszufüllen: nicht mehr als 0,35 und vorzugsweise nicht mehr als 0,3. Alle sind auch gegeben erforderliche Werte: Anzahl der Windungen für Primär- und Sekundärwicklung, die Anzahl der Drähte eines zuvor festgelegten Durchmessers im „Geflecht“ zum Wickeln.
Außerdem werden Parameter zur weiteren Berechnung der Ausgangsdrossel angegeben: Induktivität und Spannungswelligkeit.

Jetzt müssen Sie die Ausgangsdrossel berechnen. Es wird benötigt, um Wellen zu glätten und einen „gleichmäßigen“ Strom zu erzeugen. Die Berechnung wird im Programm desselben Autors durchgeführt und aufgerufen ThrottleRing 5.0. Hier ist die Berechnung für unseren Transformator:



Abbildung 7 – Berechnung der Ausgangsdrossel für einen Boost-DC-DC-Wandler

Bei dieser Berechnung ist alles einfacher und übersichtlicher, sie funktioniert nach dem gleichen Prinzip, die Ausgabedaten sind: die Anzahl der Windungen und die Anzahl der Drähte im Geflecht.

Herstellungsstufen

Wir wickeln die erforderliche Anzahl Windungen von 2 Drähten mit einem Durchmesser von 1 mm auf den Rahmen. Wir merken uns die Wickelrichtung oder markieren sie noch besser mit einer Markierung am Rahmen.

Stufe 2:

Abbildung 9 – Isolieren Sie die Sekundärwicklung

Wir isolieren die Sekundärwicklung mit 1 mm dickem Fluorkunststoffband, diese Isolierung hält mindestens 1000 V stand. Wir imprägnieren sie zusätzlich mit Lack, das sind weitere +600 V zur Isolierung. Wenn kein Fluorkunststoffband vorhanden ist, isolieren wir es mit gewöhnlichem Sanitärschaum in 4-6 Schichten. Dies ist derselbe Fluorkunststoff, nur 150–200 Mikrometer dick.

Stufe 3:

Abbildung 10 – Wir beginnen mit dem Wickeln der Primärwicklung und löten die Drähte an den Rahmen
Wir wickeln mit der Sekundärwicklung in eine Richtung!

Stufe 4:

Abbildung 11 – Herausziehen des Endes der Primärwicklung

Er umwickelt die Wicklung und isoliert sie mit Fluorkunststoffband. Es empfiehlt sich auch, es mit Lack zu imprägnieren.

Stufe 5:



Abbildung 12 – Wir imprägnieren mit Lack und löten den „Schwanz“. Das Aufwickeln der Wicklungen ist abgeschlossen
Stufe 6:

Abbildung 13 – Wir vervollständigen die Wicklung und Isolierung des Transformators mit Klebeband und abschließender Imprägnierung mit Lack

Keeper-Band

Kiper-Band – Baumwollgeflecht (seltener Seide oder Halbseide) aus Kiper-Stoff mit einer Breite von 8 bis 50 mm, Köper- oder Diagonalbindung; hart, gebleicht oder unifarben. Das Bandmaterial ist unterschiedlich Hohe Dichte Aufgrund der Webart ist es aufgrund der Verwendung dickerer Fäden dicker als sein nächstliegendes Analogon – das Kalikoband.
Danke an Wikipedia.

Stufe 7:

Abbildung 14 – So sieht die fertige Version des Transformators aus

Beim Klebevorgang wird durch Einlegen einer geeigneten Folie zwischen den Kernhälften ein Spalt von 0,15 mm hergestellt. Die beste Option- Film zum Drucken. Der Kern wird mit Sekundenkleber (gut) bzw. zusammengeklebt Epoxidharz. Die 1. Option ist für immer, die 2. ermöglicht es Ihnen, den Transformator ohne Beschädigung zu zerlegen, wenn etwas passiert, zum Beispiel wenn Sie eine weitere Wicklung wickeln oder weitere Windungen hinzufügen müssen.

Chokewicklung

Jetzt müssen Sie analog den Induktor wickeln. Natürlich ist es schwieriger, ihn auf einen Ringkern zu wickeln, aber diese Option ist kompakter. Alle Daten, die wir haben, stammen aus dem Programm, das Kernmaterial ist zerstäubtes Eisen oder Permalloy. Die Sättigungsinduktion dieses Materials beträgt 0,55 Tesla.

Bühne 1:



Abbildung 15 – Den Ring mit Fluorkunststoffband umwickeln

Durch diesen Vorgang können Sie den Fall eines Ausfalls der Wicklung am Kern vermeiden. Dies kommt selten vor, aber wir tun dies für uns selbst, um die Qualität zu gewährleisten!

Stufe 2:

Abbildung 16 – Erforderliche Windungszahl aufwickeln und isolieren

In diesem Fall passt die Anzahl der Windungen nicht in eine Wicklungsschicht. Daher muss nach dem Aufwickeln der ersten Schicht die zweite Schicht isoliert und gewickelt und anschließend isoliert werden.

Stufe 3:

Abbildung 17 – Nach der zweiten Schicht isolieren und mit Lack imprägnieren

Epilog

Ich hoffe, mein Artikel vermittelt Ihnen den Prozess der Berechnung und Herstellung eines Impulstransformators und vermittelt Ihnen einige theoretische Konzepte zu seiner Funktionsweise und den Materialien, aus denen er hergestellt wird. Ich habe versucht, diesen Teil nicht mit unnötiger Theorie zu überladen, alles auf ein Minimum zu beschränken und mich ausschließlich auf praktische Aspekte zu konzentrieren. Und vor allem weiter Hauptmerkmale die sich auf die Leistung auswirken, wie z. B. Lücke, Wickelrichtung usw.
Fortsetzung folgt...

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In elektronischen und elektrischen Schaltkreisen werden verschiedene Arten von Transformatorgeräten eingesetzt, die in vielen Bereichen gefragt sind Wirtschaftstätigkeit. Beispielsweise sind Impulstransformatoren (im Folgenden IT genannt) ein wichtiges Element, das in fast allen modernen Stromversorgungen verbaut ist.

Aufbau (Typen) von Impulstransformatoren

Abhängig von der Form des Kerns und der Anordnung der Spulen darauf werden ITs in folgenden Ausführungen hergestellt:

Die Zahlen zeigen:

• A – Magnetkreis aus Transformatorstahlsorten, hergestellt mit Kalt- oder Warmwalztechnik (mit Ausnahme des Ringkerns besteht er aus Ferrit);
• B – Spule aus Isoliermaterial
• C – Drähte, die eine induktive Kopplung erzeugen.

Beachten Sie, dass Elektrostahl nur wenige Siliziumzusätze enthält, da er durch die Wirkung von Wirbelströmen auf den Magnetkreis Leistungsverluste verursacht. Bei der Ringkern-IT kann der Kern aus gewalztem oder ferrimagnetischem Stahl bestehen.

Die Dicke der Platten für den elektromagnetischen Kernsatz wird abhängig von der Frequenz ausgewählt. Da dieser Parameter zunimmt, ist es notwendig, dünnere Platten zu installieren.

Arbeitsprinzip

Das Hauptmerkmal von Impulstransformatoren (im Folgenden IT genannt) besteht darin, dass ihnen unipolare Impulse mit konstantem Stromanteil zugeführt werden und sich der Magnetkreis daher in einem Zustand konstanter Magnetisierung befindet. Unten dargestellt Schaltplan Anschließen eines solchen Geräts.

Diagramm: Anschluss eines Impulstransformators

Wie Sie sehen, ist der Anschlussplan nahezu identisch mit herkömmlichen Transformatoren, was über den Zeitplan nicht gesagt werden kann.

Die Primärwicklung empfängt Impulssignale rechteckige Form e (t), deren Zeitintervall recht kurz ist. Dies führt zu einem Anstieg der Induktivität während des Intervalls t u, danach ist ihr Rückgang im Intervall (T-t u) zu beobachten.

Induktionsänderungen treten mit einer Geschwindigkeit auf, die mithilfe der Formel τ p =L 0 /R n als Zeitkonstante ausgedrückt werden kann

Der Koeffizient, der die Differenz des induktiven Differentials beschreibt, wird wie folgt bestimmt: ∆V=V max – V r

• Â max – Höhe des maximalen Induktionswerts;
• In r – Rest.

Deutlicher wird der Induktionsunterschied in der Abbildung, die die Verschiebung des Arbeitspunktes im magnetischen Leiterkreis des IT zeigt.

Wie im Zeitdiagramm zu sehen ist, weist die Sekundärspule einen Spannungspegel U 2 auf, bei dem Rückwärtsemissionen vorliegen. So äußert sich die im Magnetkreis angesammelte Energie, die von der Magnetisierung abhängt (Parameter i u).

Die durch die Primärspule fließenden Stromimpulse sind trapezförmig, da Last- und Linearströme (verursacht durch die Magnetisierung des Kerns) kombiniert werden.

Der Spannungspegel im Bereich von 0 bis t u bleibt unverändert, sein Wert e t =U m. Die Spannung an der Sekundärspule lässt sich nach folgender Formel berechnen:

dabei:

• Ψ – Flusskopplungsparameter;
• S ist ein Wert, der den Querschnitt des Magnetkerns widerspiegelt.

Da die Ableitung, die Änderungen des durch die Primärspule fließenden Stroms charakterisiert, ein konstanter Wert ist, erfolgt der Anstieg des Induktionsniveaus im Magnetkreis linear. Auf dieser Grundlage ist es zulässig, anstelle der Ableitung die Differenz zwischen den über einen bestimmten Zeitraum ermittelten Indikatoren einzugeben, wodurch Sie Änderungen an der Formel vornehmen können:

In diesem Fall wird ∆t mit dem Parameter t u identifiziert, der die Dauer charakterisiert, mit der der Eingangsspannungsimpuls auftritt.

Um die Fläche des Impulses zu berechnen, mit der die Spannung in der Sekundärwicklung des IT erzeugt wird, müssen beide Teile der vorherigen Formel mit t u multipliziert werden. Als Ergebnis erhalten wir einen Ausdruck, der es uns ermöglicht, den Haupt-IT-Parameter zu erhalten:

U m x t u =S x W 1 x ∆V

Beachten Sie, dass die Größe der Impulsfläche direkt vom Parameter ∆B abhängt.

Die zweitwichtigste Größe, die den Betrieb von IT charakterisiert, ist der Induktionsabfall; er wird von Parametern wie dem Querschnitt und der magnetischen Permeabilität des Magnetkerns sowie der Anzahl der Windungen auf der Spule beeinflusst:

Hier:

• L 0 – Induktionsdifferenz;
• µ a – magnetische Permeabilität des Kerns;
• W 1 – Anzahl der Windungen der Primärwicklung;
• S – Querschnittsfläche des Kerns;
• l cð – Länge (Umfang) des Kerns (Magnetkern)
• In r – der Wert der Restinduktion;
• In max – die Höhe des maximalen Induktionswerts.
• Hm – Spannung Magnetfeld(maximal).

Da der Induktivitätsparameter des IT vollständig von der magnetischen Permeabilität des Kerns abhängt, muss bei der Berechnung vom Maximalwert von µ a ausgegangen werden, der durch die Magnetisierungskurve dargestellt wird. Dementsprechend sollte für das Material, aus dem der Kern besteht, der Wert des Parameters B r, der die Restinduktion widerspiegelt, minimal sein.

Video: detaillierte Beschreibung Funktionsprinzip eines Impulstransformators

Basierend darauf eignet sich ein Band aus Transformatorenstahl ideal als IT-Kernmaterial. Sie können auch Permalloy verwenden, das einen minimalen Rechtwinkligkeitskoeffizienten aufweist.

Kerne aus Ferritlegierungen sind ideal für die Hochfrequenz-IT, da dieses Material geringe dynamische Verluste aufweist. Aufgrund seiner geringen Induktivität muss IT jedoch in großen Größen hergestellt werden.

Berechnung des Impulstransformators

Überlegen wir, wie es notwendig ist, die IT zu berechnen. Beachten Sie, dass die Effizienz des Geräts in direktem Zusammenhang mit der Genauigkeit der Berechnungen steht. Nehmen wir als Beispiel eine herkömmliche Wandlerschaltung, die einen Ringkern-IT verwendet.

Zunächst müssen wir den IT-Leistungspegel berechnen. Dazu verwenden wir die Formel: P = 1,3 x P n.

Der Pn-Wert zeigt an, wie viel Strom die Last verbrauchen wird. Danach berechnen wir die Gesamtleistung (R gb), sie darf nicht kleiner sein als die Lastleistung:

Für die Berechnung erforderliche Parameter:

• S c – zeigt die Querschnittsfläche des Ringkerns an;
• S 0 – die Fläche seines Fensters (erwartungsgemäß sind dieser und der vorherige Wert in der Abbildung dargestellt);

• B max ist die maximale Induktionsspitze; sie hängt von der verwendeten ferromagnetischen Materialsorte ab (der Referenzwert stammt aus Quellen, die die Eigenschaften von Ferritsorten beschreiben);
• f ist ein Parameter, der die Frequenz charakterisiert, mit der die Spannung umgewandelt wird.

Im nächsten Schritt geht es darum, die Windungszahl der Primärwicklung Tr2 zu bestimmen:

(das Ergebnis wird aufgerundet)

Der Wert von U I wird durch den Ausdruck bestimmt:

U I =U/2-U e (U ist die Versorgungsspannung des Wandlers; U e ist der Spannungspegel, der den Emittern der Transistorelemente V1 und V2 zugeführt wird).

Fahren wir mit der Berechnung des maximalen Stroms fort, der durch die Primärwicklung des IT fließt:

Der Parameter η beträgt 0,8, das ist der Wirkungsgrad, mit dem unser Konverter arbeiten muss.

Der Durchmesser des zum Wickeln verwendeten Drahtes wird nach folgender Formel berechnet:

Wenn Sie Probleme bei der Bestimmung der Grundparameter der IT haben, finden Sie im Internet thematische Seiten, die Ihnen dies ermöglichen Onlinemodus Berechnen Sie eventuelle Impulstransformatoren.

Weit verbreitet in der Elektronik und Elektrotechnik Verschiedene Arten Transformer. Dadurch ist eine Nutzung möglich elektronische Systeme in vielen Bereichen der Produktion und Wirtschaftstätigkeit. Zusammen mit den Grundberechnungen sehr wichtigübernimmt die Berechnung eines Impulstransformators. Diese Geräte sind wichtige Elemente, die in allen Schaltkreisen moderner Stromversorgungen zum Einsatz kommen.

Zweck und Funktionsweise eines Impulstransformators

Impulstransformatoren werden in Kommunikationssystemen und verschiedenen Bereichen eingesetzt automatische Geräte. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Änderungen in der Amplitude und Polarität von Impulsen vorzunehmen. Die Hauptbedingung normale Operation Es wird davon ausgegangen, dass diese Geräte eine minimale Verzerrung der von ihnen übertragenen Signale aufweisen.

Das Funktionsprinzip eines Impulstransformators ist wie folgt: Wenn an seinem Eingang rechteckige Spannungsimpulse mit einem bestimmten Wert ankommen, kommt es zu einem allmählichen Auftreten in der Primärwicklung elektrischer Strom und weitere Steigerung seiner Festigkeit. Dieser Zustand führt wiederum zu einer Änderung des Magnetfeldes in der Sekundärwicklung und dem Erscheinungsbild elektromotorische Kraft. In diesem Fall wird das Signal praktisch nicht verzerrt und kleine Stromverluste haben keinerlei Auswirkungen.

Wenn der Transformator seine Auslegungsleistung erreicht, erscheint zwangsläufig ein negativer Teil des Impulses. Es ist durchaus möglich, die Auswirkungen durch den Einbau einer einfachen Diode in die Sekundärwicklung zu minimieren. Dadurch kommt der Puls an dieser Stelle auch einer rechteckförmigen Konfiguration möglichst nahe.

Der Hauptunterschied zwischen einem Impulstransformator und anderen ähnlichen technische Systeme es handelt sich um eine ausschließlich ungesättigte Betriebsart. Zur Herstellung des Magnetkerns wird eine spezielle Legierung verwendet, die eine hohe Leistung gewährleistet Durchsatz Magnetfeld.

Berechnung der Ausgangsdaten und Auswahl der Geräteelemente

Zunächst ist es notwendig, den am besten geeigneten Magnetkreis richtig auszuwählen. ZU universelle Designs umfassen Panzerungskerne mit W-förmiger und becherförmiger Konfiguration. Die Einstellung des erforderlichen Spalts zwischen den Kernteilen erfolgt mögliche Verwendung sie in allen Schaltnetzteilen. Wenn jedoch ein Halbbrücken-Gegentaktwandler zusammengebaut wird, kann man mit einem herkömmlichen Ringmagnetkern auskommen. Bei der Berechnung ist der Außendurchmesser des Rings (D) zu berücksichtigen. Innendurchmesser Ringe (d) und Ringhöhe (H).

Es gibt spezielle Nachschlagewerke zu Magnetkernen, in denen die Abmessungen des Rings im KDxdxH-Format dargestellt werden.

Vor der Berechnung eines Impulstransformators ist es notwendig, bestimmte Ausgangsdaten zu erhalten. Zunächst müssen Sie sich für die Versorgungsspannung entscheiden. Hier gibt es einige Schwierigkeiten aufgrund möglicher... Daher wird für die Berechnungen der Maximalwert von 220 V + 10 % herangezogen, auf den spezielle Koeffizienten angewendet werden:

• Der Amplitudenwert beträgt: 242 V x 1,41 = 341,22 V.
• Weiter 341,22 – 0,8 x 2 = 340 V abzüglich des Spannungsabfalls am Gleichrichter.

Der Wert von Induktion und Frequenz wird anhand von Tabellen ermittelt:

1. Mangan-Zink-Ferrite.

2. Nickel-Zink-Ferrite.

Wicklungsimpulstransformatoren

Beim Aufziehen Impulstransformatoren Es ist notwendig, die Eigenschaften dieser Geräte zu berücksichtigen. Zunächst sollten Sie auf die gleichmäßige Verteilung der Wicklung über den gesamten Umfang des Magnetkerns achten. Andernfalls kommt es zu einer erheblichen Leistungseinbuße des Geräts und in einigen Fällen zu dessen Ausfall.

Beim Wickeln des Drahtes mit eigenen Händen wird eine „Turn-to-Turn“-Wicklung verwendet, die in einer Schicht hergestellt wird. Basierend auf technische Spezifikationen, der Impulstransformator wird auch im Hinblick auf die Bestimmung berechnet benötigte Menge wendet sich. Der Durchmesser des zum Wickeln verwendeten Drahtes muss so gewählt werden, dass der gesamte Draht genau in eine Lage passt und die Windungszahl in diesem Fall mit den berechneten Daten übereinstimmt. Der Unterschied zwischen und dem mit der Formel erhaltenen Ergebnis kann 10 bis 20 % betragen, sodass Sie eine Wicklung durchführen können, ohne auf die genaue Anzahl der Windungen achten zu müssen.

Zur Durchführung der Berechnungen gibt es eine Formel: W = N(D - 10 S - 4 D) / D, wobei W-ist die Anzahl der Windungen in der Primärwicklung, N - Konstante, gleich 3,1416, D- Innendurchmesser des Magnetkreisrings, S- Dicke der Isolierdichtung, D- Durchmesser Isolierter Draht. Die maximale Fehlertoleranz bei Berechnungen liegt je nach Dichte der Drähte zwischen -5 und +10 %.

Es besteht Bedarf mächtiger Block Ernährung. In meinem Fall gibt es zwei Magnetkerne: Panzerband und Ringkern. Rüstungstyp: ШЛ32х50(72х18). Ringkerntyp: OL70/110-60.

AUSGANGSDATEN zur Berechnung eines Transformators mit Ringkernmagnetkern:

• Primärwicklungsspannung, U1 = 220 V;
• Sekundärwicklungsspannung, U2 = 36 V;
• Sekundärwicklungsstrom, l2 = 4 A;
• Kernaußendurchmesser, D = 110 mm;
• Kerninnendurchmesser, d = 68 mm;
• Kernhöhe, h = 60 mm.

Die Berechnung eines Transformators mit einem Magnetkern vom Typ ШЛ32х50 (72х18) ergab, dass der Kern selbst eine Spannung von 36 Volt bei einer Stromstärke von 4 Ampere erzeugen kann, die Sekundärwicklung jedoch aufgrund unzureichenden Fensters möglicherweise nicht gewickelt werden kann Bereich. Beginnen wir mit der Berechnung eines Transformators mit einem Magnetkern vom Typ OL70/110-60.

Mit der Software-(Online-)Berechnung können Sie spontan mit Parametern experimentieren und die Entwicklungszeit verkürzen. Sie können die Berechnung auch mit den unten aufgeführten Formeln durchführen. Beschreibung der Eingabe- und Berechnungsfelder des Programms: hellblaues Feld - Ausgangsdaten für die Berechnung, Feld gelbe Farbe- Daten, die automatisch aus Tabellen ausgewählt werden. Wenn das Kontrollkästchen zum Anpassen dieser Werte aktiviert ist, ändert sich die Farbe des Felds in Hellblau und Sie können Eingaben vornehmen Eigenwerte, Feld Grüne Farbe- berechneter Wert.

Formeln und Tabellen zur manuellen Berechnung eines Transformators:

1. Sekundärwicklungsleistung;

2. Gesamtleistung des Transformators;

3. Der tatsächliche Querschnitt des Stahls des Magnetkerns an der Stelle der Transformatorspule;

4. Der berechnete Querschnitt des Magnetkernstahls an der Stelle der Transformatorspule;

5. Tatsächliche Querschnittsfläche des Kernfensters;

6. Größe Nennstrom Primärwicklung;

7. Berechnung des Drahtquerschnitts für jede der Wicklungen (für I1 und I2);

8. Berechnung des Durchmessers der Drähte in jeder Wicklung ohne Berücksichtigung der Dicke der Isolierung;

9. Berechnung der Windungszahl der Transformatorwicklungen;

n - Wicklungsnummer,
U’ ist der Spannungsabfall in den Wicklungen, ausgedrückt als Prozentsatz des Nennwerts, siehe Tabelle.

IN Ringkerntransformatoren Die relative Größe des gesamten Spannungsabfalls in den Wicklungen ist im Vergleich zu gepanzerten Transformatoren deutlich geringer.

10. Berechnung der Windungszahl pro Volt;

11. Formel zur Berechnung maximale Leistung die der Magnetkreis abgeben kann;

Sst f – der tatsächliche Querschnitt des Stahls des vorhandenen Magnetkreises am Ort der Spule;

Sok f – tatsächliche Fensterfläche im vorhandenen Magnetkreis;

Vmax - magnetische Induktion, siehe Tabelle Nr. 5;

J - Stromdichte, siehe Tabelle Nr. 3;

Kok - Fensterfüllfaktor, siehe Tabelle Nr. 6;

Kst ist der Füllkoeffizient des Magnetkreises mit Stahl, siehe Tabelle Nr. 7;

Die Größen der elektromagnetischen Lasten Vmax und J hängen von der der Sekundärwicklung des Transformatorkreises entnommenen Leistung ab und werden für Berechnungen aus Tabellen übernommen.

Nachdem Sie den Wert von Sst*Sok ermittelt haben, können Sie die erforderliche lineare Größe des Magnetkreises auswählen, deren Flächenverhältnis nicht kleiner ist als das als Ergebnis der Berechnung erhaltene.