|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Transformadores de potência para frequência de 50 Hz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Os transformadores de potência fazem parte de um grande número de circuitos de estabilização e não estabilização de fontes de alimentação para a alimentação secundária de equipamentos radioeletrônicos domésticos e amadores operando na rede elétrica CA. Um transformador é um dispositivo eletromagnético estático. Com a ajuda de um transformador, a energia elétrica de corrente alternada com alguns parâmetros é convertida em energia elétrica com outros parâmetros. Assim, com o auxílio de um transformador, é possível diminuir e aumentar a tensão e a corrente, e também ocorre o isolamento elétrico dos canais de alimentação de saída da rede e entre si. O funcionamento do transformador é baseado na interação do campo eletromagnético do enrolamento primário do transformador com os enrolamentos secundários. O enrolamento primário (rede) é conectado à rede CA U1 com frequência de corrente de 50 Hz ou de 400 a 5000 Hz, e os consumidores de energia elétrica (carga) são conectados aos enrolamentos secundários. A Figura 1, a mostra um diagrama simplificado do transformador, e a Fig. 1, b - um diagrama de sua inclusão. Os enrolamentos do transformador são colocados em um circuito magnético comum feito (para melhor acoplamento magnético) de material ferromagnético.
O fluxo magnético Fo fecha ao longo do circuito magnético e induz EMF nos enrolamentos primário e secundário, respectivamente, E1 e E2. Levando em consideração a queda de tensão na resistência ativa r1 dos enrolamentos primário e secundário r2, E1=U1 - r1I1 e E2=U2+r2I2. Mas parte do fluxo magnético se fecha e se dissipa no ar, o chamado Fras, que atua apenas nas espiras do enrolamento primário. Eles tentam reduzir esse Fras, aumentando assim a eficiência do transformador. Este é o modo de operação do transformador para a carga nominal. Existem também modos inativos e de curto-circuito. Assim, o elemento principal do transformador é o circuito magnético (núcleo). Para o núcleo dos transformadores que operam na frequência de 50 Hz, são utilizados principalmente aços elétricos laminados a quente especiais 1511, 3412. O aço dessas classes é produzido na forma de chapas com espessura de 0,35 e 0,5 mm. Também são utilizados aços laminados a frio 3411 e 3412. É produzido na forma de chapas com espessura de 0,35; 0,5 mm e em forma de fitas com espessura de 0,28; 0,3; 0,35; 0,5 mm. Os aços laminados a frio têm uma indução magnética mais alta do que os aços laminados a quente, portanto, os transformadores de aço laminado a frio lei são menores em tamanho e peso com a mesma potência. Para transformadores operando na frequência de 50 Hz, utiliza-se aço elétrico com espessura de 0,15-0,5 mm, na frequência de 400 a 5000 Hz - aço com espessura de 0,05-0,08 mm. Dependendo dos requisitos do transformador (potência, custo, características específicas), é utilizado um circuito magnético lamelar ou de fita. Os principais tipos e tamanhos de placas de transformadores são mostrados na Fig. 2, onde: a - em forma de E; b - Placas em forma de W de vários tipos: W - com h> 2,5 ... 3l1; Shu - com base moderada e h>3l1; Sha - com h>l1; Shb - com h l1; e - Placas em U: Mon - com h>l1 e Pu - com h>1l1.
Assim, dependendo do desenho do núcleo magnético, os transformadores são divididos em blindados lamelares (formato Ш) e lamelares (formato П). Eles são mostrados na Fig.3.
Os circuitos magnéticos para transformadores de potência são montados apenas com sobreposição (sobreposição). Núcleos de fita também são usados para transformadores. Tais transformadores têm um campo parasita muito menor, ou seja, crie menos interferência nos elementos do circuito circundante e nos detalhes do dispositivo que está sendo criado. Isso permite que eles sejam localizados próximos às unidades funcionais de equipamentos de rádio altamente sensíveis. O núcleo de um transformador em forma de W é designado pelo nome do tipo e números que determinam a largura da haste intermediária l (Fig. 3, a) ou lateral (Fig. 3, b) e a espessura B do magnético o circuito. Parâmetros estruturais do núcleo magnético Área mínima da seção transversal da barra Sc=B(l-∆l), onde B é a espessura do conjunto; l - definir largura; ∆l - desvio limite. Área mínima da janela definida Sok \u1d lXNUMX (h-∆h), onde l1 é a largura da janela de discagem; altura da janela h; Desvio do limite ∆h. Para núcleos magnéticos ШI, ШШ, ШП (Fig. 4, a-g)
O comprimento médio da linha magnética do campo de força do núcleo Iср=h-1[h+2l1+1,18(H-h) + 0,4I/H-I Para o circuito magnético SHU (Fig. 4, e) lav=2(h+l1)+1,57l. Para o circuito magnético PN, PU (Fig. 4, e) lcp=2(h+l1)+1,57(Hh); lо=2l+2В+2,5l1+8δк, onde lо é o comprimento médio do condutor da corrente elétrica do núcleo; δk é o valor total da folga e a espessura da estrutura do transformador (entre 0,55-1,5 mm). Para facilitar a fabricação, os circuitos magnéticos da fita são divididos. A junção é bem polida e bem unida durante a montagem para que não haja perda de fluxo magnético e para que o transformador não vibre. Os núcleos magnéticos de fita contínua têm mais (20-30%) de alta indução magnética, ou seja, apresentam perdas magnéticas. Mas enrolar esses transformadores é muito mais difícil. O enrolamento dos transformadores contínuos é feito em máquinas especiais ou em casa por meio de lançadeira. Os núcleos de fita dos transformadores são divididos em haste (Fig. 5, a), blindado (Fig. 5, b) e anel (Fig. 5, c), onde a é a espessura do enrolamento; b - largura da fita; c - largura da janela; h - altura da janela; R - raio interno (de 5 a 2 mm dependendo da espessura da fita). As estruturas das hastes são divididas em submarinos - fita em forma de U; PLM - fita em forma de U com relação reduzida entre a largura da janela e a espessura do enrolamento (c/a <1); PLR - Fita em formato de U com dimensões geométricas com menor custo do transformador.
As estruturas de armadura são divididas em ShL - fita em forma de W; ShLM - fita em formato Ш com relação reduzida entre a largura da janela e a espessura do enrolamento; ShLO - fita em formato de W com maior relação entre a largura da fita e a espessura do enrolamento (b/a>3); ShLR - Fita em formato de W com geometria de menor custo do transformador. Escolhemos o núcleo do transformador de forma a obter o menor custo, volume e massa: tipo PL - para transformadores de baixa tensão com potência superior a 500 V A; tipo PLM - para transformadores de baixa tensão com potência superior a 100 V A e quando é necessário o menor campo parasita; tipo ShLM - para potência de 100 V A e com queda de tensão limitada nos enrolamentos. O ideal, claro, é um transformador com núcleo de anel de fita. Possui muito pouco fluxo de vazamento, baixa resistência magnética e pouca sensibilidade a campos magnéticos externos. O transformador possui três modos de operação: sem carga, carga nominal e curto-circuito. No X.X. Ix flui através do enrolamento primário w1 (Fig. 1) e cria o fluxo magnético principal Fx no núcleo. A potência útil fornecida pelo transformador é igual a zero. A potência ativa é consumida da rede, que é determinada apenas pelas perdas (dependendo do material do núcleo) no próprio núcleo do transformador. Ix também possui um componente reativo, o que leva a uma deterioração do fator de potência cosϕ da rede de alimentação. Este modo não é perigoso para o transformador. O modo curto-circuito (curto-circuito ou baixa carga no circuito secundário) é perigoso e pode causar danos (aquecimento e até ignição) do transformador. No modo de carga nominal, a tensão no enrolamento secundário é um valor complexo e depende do valor e da natureza da resistência da carga. Os enrolamentos dos transformadores blindados e do tipo haste geralmente são feitos em carcaças, mas também é utilizado frameless (manga). Os enrolamentos dos núcleos dos anéis são feitos em estruturas de anéis ou em um circuito magnético envolto em algum tipo de isolamento. As molduras são feitas de papelão elétrico, plástico, apenas papelão. É desejável impregnar as molduras com vernizes especiais ou compostos à prova de umidade. Os enrolamentos são colocados um acima do outro ou próximos ao outro. Os transformadores de baixa potência são geralmente feitos em núcleos lamelares ou de fita de uma estrutura de armadura. Os enrolamentos, neste caso, são colocados na haste intermediária. Na fabricação de transformadores de média e alta potência, é preferível utilizar núcleos magnéticos. Os enrolamentos são colocados nas armações de duas hastes laterais. O enrolamento da rede (primário) geralmente é enrolado primeiro no quadro. Em seguida, os enrolamentos secundários são enrolados. É desejável colocar uma blindagem eletrostática entre os enrolamentos primário e secundário. É feito com fio isolado em uma camada ou com uma volta aberta de folha. Uma extremidade dessa blindagem eletrostática é conectada ao chassi ou ao fio comum do dispositivo, o que permite reduzir interferências e interferências que penetram nas capacitâncias entre espiras e entrelaçamentos da rede e vice-versa. Isso é muito relevante na atualidade, pois em nossa realidade costumam existir diversos aparelhos de rádio e elétricos que interferem na rede elétrica. Especialmente muita interferência é causada pela troca de fontes de alimentação de equipamentos de rádio de consumo modernos. Ao enrolar transformadores no “anel”, os enrolamentos devem ser espaçados uniformemente em torno da circunferência do núcleo. Enrolamentos com ponto médio são melhor enrolados com dois fios ao mesmo tempo. Em seguida, conecte o início de um enrolamento ao final do outro para obter um ponto médio. Isso resulta em uma boa simetria do enrolamento. Os enrolamentos enrolados devem ser isolados um do outro. Isso é feito com papel para cabo, pano envernizado, fita fluoroplástica, apenas papel, etc. Na fabricação de enrolamentos de alta tensão, eles devem ser isolados a cada 2-3 camadas. Um filme de tereftalato de polietileno com espessura de até 59 mícrons é muito bom para esses fins. Os enrolamentos dos transformadores domésticos são enrolados com fios redondos (raramente retangulares) isolados de cobre (raramente alumínio). Fios redondos com isolamento de alta resistência (viniflex) como PEV-1, PEV-2 são muito adequados para esta finalidade. Atualmente, o fio tipo PEL (isolamento com verniz óleo-resina) é usado com menos frequência. Os fios das marcas PEV-1, PEV-2 são produzidos com diâmetro de 0,03 a 2,5 mm. A tensão de ruptura desses fios, dependendo do diâmetro, é de 600 a 2500 V. Também é utilizado um fio de maior resistência ao calor como PET e PETV. O grau de preenchimento dos núcleos da janela com cobre é determinado pelo fator de preenchimento da janela Kok=Sm/Sok. Esta é a proporção do total seção shadi dos enrolamentos do fio de cobre para a área da janela central. Para eletrodomésticos, o valor de Kok nos cálculos é considerado da seguinte forma: Isto é para fios de enrolamento PEL, PEV, PET, PETV de seção transversal redonda. Ao determinar a temperatura de aquecimento do transformador, é necessário levar em consideração a densidade de corrente nos enrolamentos J e a superfície emissora de calor dos enrolamentos do transformador. Diâmetro do fio necessário para enrolamentos (sem isolamento): dm = 1,13(I/J)1/2, onde I é a corrente efetiva no enrolamento; J é a densidade de corrente dada. Ao enrolar os enrolamentos, volta a volta, o ajuste perfeito das voltas entre si nunca funcionará, portanto, é necessário levar em consideração o coeficiente de empilhamento de Cook. Para fios com diâmetro de 0,05 a 0,1 mm é 0,83-0,85, para diâmetros de 0,1 a 0,56 mm é 0,92-0,93 e acima é 0,95. Também é necessário levar em consideração o coeficiente de dilatação Kraz devido à estanqueidade insuficiente do fio. Portanto, para um fio com diâmetro de até 0,5 mm Kraz = 1,05 ... 1,07 e mais de 0,5 mm Kraz = 1,1 ... 1,12. Cálculo do transformador Determine a potência total do transformador para enrolamentos com um ponto médio
onde Квi é um coeficiente que leva em consideração o tipo de retificador (0,71 para retificação de onda completa, 1 para circuitos retificadores em ponte e com duplicação de tensão); n é o número de enrolamentos secundários do transformador; Pn.tr - potência total dos enrolamentos secundários; htr depende de Рn.tr. (Fig. 6, onde 1 é anel; 2 é haste e núcleo magnético blindado)
onde Ui, Ii são a tensão e a corrente dos enrolamentos secundários.
Se enrolamentos sem ponto médio Рg=0,5 Рn.tr(1+1/htr) Para um circuito retificador de meia onda Рg=0,5 Рn.tr(1+Q.i); Sq.i=(1-I2d)1/2, onde Id é a razão entre a corrente média na carga e a corrente efetiva do enrolamento. Após encontrar Pr, o produto da janela central, que é ocupada pelos enrolamentos, é determinado pela área da seção transversal do aço: ScSok=[Rg(1+htr)102/4KfsBJKsKokhtr] onde Kf é o fator de forma da curva de tensão (1,11 para a forma senoidal); O fator Kc de preenchimento do núcleo com aço é de 0,8 a 95 (o valor mais baixo corresponde a uma chapa ou tira mais fina de aço elétrico). Autor: O. G. Rashitov
Máquina para desbastar flores em jardins
02.05.2024 Microscópio infravermelho avançado
02.05.2024 Armadilha de ar para insetos
01.05.2024
▪ Robôs podem ajudar na reabilitação de pacientes ▪ Smartphone de longa duração TCL-P618L ▪ Controlador de chip único SM2320 para SSD externo portátil
▪ seção do site Fundamentos de uma vida segura (OBZhD). Seleção de artigos ▪ artigo Doenças cirúrgicas. Berço ▪ artigo Quando surgiram as primeiras pinturas? Resposta detalhada ▪ artigo Segurança operacional de edifícios e estruturas ▪ artigo Modem Max-2400 (para PC Sinclair). Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica ▪ artigo Indicadores self-made. experiência química
Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site
www.diagrama.com.ua |
Veja outros artigos seção 
Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:
Todos os idiomas desta página