Návrh síťového transformátoru - Ročníková práce elektronika

I1 =

Průměr vodiče potom počítáme stejným způsobem.

Kontrola realizovatelnosti

Po vypočítání všech potřebných údajů musíme určit, zda se vypočítané počty závitů vinuté potřebným průměrem vodiče vejdou na kostru. Kontrolu zahájíme výpočtem plochy kostry, do které budeme vinout vodiče. Z tabulky transformátorových EI plechů zjistíme velikost 2a (šířka středního sloupku ). Podílem určíme a.

Rozměry EI plechů Rozměry kostry

Na jádře bude nasunuta kostra, na ní budou namotány závity. Musíme tedy od plochy okénka plechů odečíst plochu kolmého řezu materiálem kostry. Tlošťka stěny je c = 1 mm.

Výsledná plocha, do které můžeme vinout vodiče, je tedy

S = 3 . a . a – c . ( 2 . a + 3 . a )

Plochy jednotlivých vinutí počítáme postupně, potom je sečteme. Pro primární vinutí je jeho obsah

SCuL1 = D12 . N1 D – průměr vodiče s izolací

N – počet závitů ve vinutí

Pro sekundární vinutí

SCuL2 = D22 . N2

SCuL3 = D32 . N3

…

Všechny plochy jednotlivých vinutí ( primárního i sekundárních ) sečteme.

SCuL- = SCuL1 + SCuL2 + SCuL3 + … SCuLn

Jednotlivá vinutí se od sebe izolují, proto přídáme 30 % plochy vinutí na tloušťku izolace a vyrovnání nedokonalého navinutí.

SCuL = SCuL- + 30 %

Jestliže je plocha vrstev izolovaných vodičů SCuL menší než plocha okénka v jádře po odečtení tloušťek stěn kostry, vejdou se vypočítaná vinutí na kostru. V opačném případě bychom museli změnit průměr vodičů nebo průřez jádra.

Vlastní výpočet

Zadání

U1 = 230 V

U2 = 5 V, I2 = 2 A

U3 = 20 V, I3 = 3 A

U4 = 120 V, I4 = 0,75 A

Výpočet výkonu transformátoru

P2 = U2 . I2 + U3 . I3 + U4 . I4 + … Un . In

P2 = 5 . 2 + 20 . 3 + 120 . 0,75

P2 = 160 VA

Výpočet příkonu transformátoru

Účinnost zvolíme 80 %.

P1 =

P1 =

P1 = 200 VA

Průřez jádra transformátoru

Q = 1,1 .

Q = 1,1 .

Q = 15,6 cm2

Typ Velikost Průřez Max. přenášený Plechu 2a Jádra výkon /cm2/ EI10 10 1,00 1,00 EI12 12 1,44 2,07 EI16 16 2,56 6,55 EI20 20 4,00 16,00 EI25 25 6,25 39,10 EI32 32 10,24 105,00 EI40 40 16,00 360,00 EI50 50 25,00 625,00 EI64 64 40,96 1678,00

Tabulka normalizovaných EI plechů

Vypočítali jsme průřez Q = 15,6 cm2, v tabulce je nejbližší normalizovaný plech EI40, který má průřez 16,00 cm2. Pro další výpočty budeme uvažovat tento rozměr.

Výpočet počtu závitů

Nejdříve určujeme počet závitů na 1 V pro daný průřez jádra.

=

=

= 2,8

Z tohoto koeficientu určujeme počty závitů pro primární i sekundární vinutí.

Pro primární vinutí odečítáme 3 % na ztráty

N1 = U1 . - 3 %

N1 = 230 . 2,8 - 3 %

N1 = 625 závitů

Pro sekundární vinutí přičítáme 3 % na ztráty

N2 = U2 . + 3 %

N2 = 5 . 2,8 + 3 %

N2 = 15 závitů

N3 = U3 . + 3 %

N3 = 20 . 2,8 + 3 %

N3 = 58 závitů

N4 = U4 . + 3 %

N4 = 120 . 2,8 + 3 %

N4 = 346 závitů

Výpočet průměru vodičů

Aby se vodiče příliš nezahřívaly a nepoškozovaly svou izolaci a izolaci vinutí,