|
(Dokończenie artykułu Jak
naprawić i obliczyć transformator sieciowy?)
Pozostaje znalezienie oporu uzwojeń, a także skontrolowanie czy miejsce, jakie jest do dyspozycji wystarczy na pomieszczenie drutu nawojowego. Pominiemy tu szczegółowe obliczenie pozwalające więcej lub mniej ściśle określić poprawki na ilość zwojów. Znajdziemy je w sposób prosty, wychodząc z wymiarów karkasu i rdzenia, które pozwolą obliczyć średnią długość jednego zwoju każdego z uzwojeń, ułożonych tak jak na
rys.7.
Rys.7
Uwzględniona jest tam przekładka z folii metalowej pomiędzy uzwojeniem pierwotnym i wtórnym, spełniająca rolę ekranu, która wraz z izolacją poszczególnych warstw między sobą wpływa na ogólną wysokość uzwojeń, a tym samym na długość drutu.
Można przeciętnie przyjąć, że warstwa izolacji nie przekracza grubości 1 milimetra, którą należy doliczyć do obliczonej wysokości uzwojeń.
Przy tych założeniach, biorąc pod uwagę opór 1 metra poszczególnych przewodników (z tabeli) możemy znaleźć całkowity opór każdego uzwojenia. Aby zdać sobie sprawę z wielkości, jakie mogą wchodzić w grę i aby dalej przeprowadzić obliczenia przykładowe, przyjmiemy pewne długości drutu, wynikające z wymiarów rdzenia - dają one średnią długość jednego zwoju.
Niech uzwojenie pierwotne ma następujące długości:
zakres 0-110 woltów - 93,5 metra,
zakres 110-150 woltów - 34,2 metra oraz
zakres 150-220 woltów - 60 metrów.
Odpowiednie opory wyniosą wówczas:
93,5m x 0,0894oma/metr = 8,4oma;
34,2m x 0,139oma/metr = 4,72oma;
60m x 0,181oma/metr = 10,8oma;
(mnożniki wzięte są z tablic i odpowiadają przekrojom q1, q2 i q3).
Tak samo dla strony wtórnej otrzymamy:
uzwojenie - 360 woltów/0,08A;
308mx0,687oma/metr=212omów;
uzwojenie - 6,3V/1,1A:
6,18mx0,0455oma/metr=0,282oma;
uzwojenie - 6,3V/2A:
6,18mx0,0275oma/metr=0,17oma.
Poprawione ilości zwojów wyniosą zatem:
strona pierwotna dla 110 woltów:
Z'1=4,43(110-4,52)=466 zwojów;
dla 150 woltów:
Z''1=4,43(150-5,2)=641zw.=466zw.+175zw.;
dla 220 woltów:
Z'''1=4,43(220-6,84)=945zw.=641zw.+304zw.
strona wtórna: 2x360woltów - Z2=4,43(360+16,96)=2x1675zw.
6,3V/1,1A:
Z3=4,43(6,3+0,31)=29zw. (okrągło);
6,3V/2A:
Z4=4,43(6,3+0,34)=29zw. (okrągło).
Gdybyśmy chcieli przeprowadzić obliczenie z większą jeszcze dokładnością, należałoby dla tych skorygowanych ilości zwojów ponownie obliczyć odpowiadające im opory uzwojeń i wynikające z nich poszczególne spadki napięć, powtarzając tego rodzaju rachunek tak długo, aż nie wystąpią żadne różnice w ilościach zwojów. W przykładzie naszym nie będziemy tego rachunku powtarzać, jest on bowiem zbyteczny i nie wniesie nic nowego do ilustracji sposobu obliczeń.
Przyjmując uzyskanie dotychczas wyniki za ostateczne - w zestawieniu przedstawiają się one następująco:
W celu zbudowania transformatora sieciowego, spełniającego postawione w założeniu wymagania należy na karkasie, przystosowanym do rdzenia o przekroju
9,23cm2 nawinąć po stronie pierwotnej 446 zwojów z drutu miedzianego o przekroju 0,5mm w izolacji z emalii dla napięcia 110 woltów, a następnie do tego dla napięć 150 i 220 woltów kolejno dowinąć:
174 zw. drutem 0,4mm i 304 zwoje drutem 0,35mm w emalii.
Dla strony wtórnej zostanie w dalszym ciągu po zastosowaniu przekładki nawinięte uzwojenie anodowe w ilości 2x1675 zwojów drutem o średnicy 0,18mm oraz dwa uzwojenia żarzenia po 29 zwojów każde, przy czym jedno z drutu o średnicy 0,7mm dla obciążenia prądem 1,1 ampera, drugie z drutu 0,9mm dla obciążenia prądem 2 ampery (wszystkie uzwojenia z drutu w izolacji z trwałej emalii).
Skontrolujemy jeszcze, czy przyjęte przez nas straty w miedzi - oceniliśmy je na 5% mocy
P2 - odnoszące się do strony pierwotnej i wtórnej, odpowiadają warunkom rzeczywistym.
W celu uproszczenia tej kontroli, przeprowadzimy obliczenie dla strony pierwotnej tylko w odniesieniu do napięcia 220 woltów, a więc:
Pcu1 = 6,48 . 0538 = 3,48 wata;
podobnie:
Pcu2 = 16,96 . 0,08 + 0,31 .
1,1 + 0,34 . 2 = 2,38 wata;
czyli łącznie:
Pcu1 + Pcu2 = 3,48 + 2,38 =
5,86 wata;
wobec przyjętych: 4,83 wata.
Różnica praktycznie jest tak mała, że nie wpłynie w sposób istotny na całokształt obliczeń.
Dla dalszego uproszczenia podanych obliczeń oraz w celu uzyskania na podstawie dokonanych założeń, natychmiastowych wyników - konstruktorzy opracowali nomogram, przy pomocy którego z dostateczną dokładnością można uzyskać potrzebne do wykonania transformatora sieciowego dane.
Sposób posługiwania się nomogramem jest następujący:
wychodzimy z mocy, którą da się obliczyć na podstawie ogólnej zależności
P = k(I1U1
+ I2U2 + I3U3 + ...)
gdzie współczynnik k uwzględnia straty i wynosi od 1,1 do 1,2.
Uzyskaną wielkość P odnajdujemy na skali P/S (jak widać, każdej mocy odpowiada określony minimalny przekrój rdzenia), łącząc ten punkt z punktem odnoszącym się do indukcji na skali B.
Wartość indukcji obieramy zgodnie z uczynionymi poprzednio założeniami w pobliżu punktu
10,000 gaussów. Poprowadzoną przez te dwa punkty linię przedłużamy dalej aż do przecięcia skali N, która da nam ilość zwojów na 1 wolt napięcia.
Poprawkę wprowadzamy w ten sam sposób, jak w obliczeniu przykładowym, tj. zmniejszamy ilość zwojów uzwojenia pierwotnego o 5% i powiększamy uzwojenie wtórne również o 5% obliczonych dla danego napięcia ilości zwojów.
Przy transformatorze o mocy ponad 100 watów dodajemy względnie odejmujemy 2,5% zwojów. Grubość drutu zależy od wielkości płynącego w każdym z uzwojeń prądu. Odpowiednie średnice znajdziemy na skali I/d, gdzie I oznacza prąd w amperach, d - średnicę drutu w milimetrach.
Przy pomocy nomogramu możliwe jest określenie dowolnej z wchodzących w grę wielkości, dotyczących danych transformatora sieciowego. (Nomogram podany był w nr 3/53 r. na trzeciej stronie okładki).
Sposób postępowania jest zawsze ten sam, przy czym szukane wielkości wynikają ze znanych na drodze pokazanej ogólnie w dolnej części nomogramu.
[część
1][część2]
|