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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Redução do aquecimento de transformadores de fontes de alimentação de baixa potência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de alimentação Ao fabricar de forma independente dispositivos radioeletrônicos de baixa potência alimentados pela rede elétrica, os rádios amadores muitas vezes se deparam com uma situação em que o transformador da rede acaba sendo o único elemento de aquecimento perceptível do dispositivo, dissipando energia na forma de calor, às vezes várias vezes maior. do que o útil. O fato é que os transformadores industriais, com dimensões e tensões adequadas, às vezes são feitos de forma tão “econômica” que mesmo a corrente sem carga faz com que aqueçam. Os transformadores fabricados no Sudeste Asiático costumam apresentar essa desvantagem [1]. São mais adequados para países onde é utilizada uma tensão de rede de 220 V com frequência de 60 Hz, mas para operação normal em uma rede com frequência de 50 Hz, o número de voltas do enrolamento de rede é insuficiente. Na Fig. A Figura 1 mostra a dependência da corrente sem carga da tensão de rede de alguns transformadores. A curva 1 corresponde aos transformadores dos adaptadores universais "SANWALL" e "BELLSONIC" com potência de 5 W, com corrente de carga máxima de 300 mA, tensão de saída de 3...12 V, e possuindo núcleos magnéticos com seção de 1,4 cm2. Para efeito de comparação, as curvas 2 e 3 são transformadores de produção nacional TP-133 e TP-321, cujas áreas de seção transversal dos condutores magnéticos são 2 e 1,6 cm2, respectivamente.
Considerando que a tensão da rede, principalmente nas cidades, pode ultrapassar 235 V por muito tempo, e um aumento da tensão acima da nominal provoca um aumento desproporcionalmente grande na corrente sem carga, é aconselhável a utilização de tais transformadores, principalmente em dispositivos projetados para operação autônoma de longo prazo (temporizadores, termostatos, amplificadores de antena, etc.) devem ser abordados com muito cuidado. Existe uma saída nesta situação. É necessário incluir resistência de lastro ativa ou reativa no circuito do enrolamento primário do transformador de rede para reduzir a tensão nele em 20...30 V. A corrente sem carga e o aquecimento do transformador diminuirão sensivelmente. Obviamente, isso reduz a tensão secundária e a potência do transformador. No entanto, se a potência consumida pelo dispositivo for muito menor que a potência total do transformador, isso é bastante aceitável. Normalmente, resistores ou capacitores são usados para tais fins [2]. A principal desvantagem do reator resistivo é o seu aquecimento, o que limita o escopo de aplicação deste método. Além disso, as tensões no enrolamento primário de um transformador com carga leve e no resistor têm fases diferentes (a mudança de fase pode atingir 70...80 graus), de modo que a tensão no resistor é geralmente maior do que o esperado. Por exemplo, com uma tensão de rede de 220 V e no enrolamento primário de um transformador sem carga de 195 V, a tensão no resistor pode atingir até 45 V. Quando a carga do transformador aumenta para valores próximos ao valor nominal, a mudança de fase diminui para quase zero. O reator capacitivo praticamente não produz calor, mas como mostra a prática, é mais aconselhável usar capacitores quando a tensão nos enrolamentos do transformador precisa ser reduzida em mais de 25...30%. Em qualquer caso, se forem utilizados capacitores, é necessário garantir que quando a carga e a tensão de alimentação mudam, não ocorram fenômenos de ressonância no circuito do enrolamento primário, quando a tensão no transformador pode aumentar acentuadamente [3]. No caso de utilização de reator indutivo, tais fenômenos não ocorrem, pois as fases de tensão são quase iguais, o calor é liberado apenas na resistência ativa do enrolamento do reator, que é várias vezes menor que a de um reator equivalente resistor. É conveniente utilizar relés eletromagnéticos DC com tensão de operação superior a 20 V como reatores indutivos, por exemplo, RSM, RES6, RES9, RES22, etc. núcleo magnético pode ser usado. Para eliminar vibrações, a armadura do relé deve ser fixada bem apertada, dobrando-a ou usando um fósforo pontiagudo e cola. Na escolha de um relé, é necessário levar em consideração a corrente máxima no circuito primário do transformador, que não deve ultrapassar a corrente nominal de operação do relé. Curva 4 na Fig. A Figura 1 mostra a variação da corrente sem carga de um transformador (dependência 1 na Fig. 1) com reator indutivo (relé RSM-2 para tensão de 24 V com resistência de enrolamento de 750 Ohms, corrente nominal de operação 35 mA ). Na Fig. A Figura 2 mostra as características de carga do mesmo transformador (tensão na saída do retificador com filtro): curva 1 - sem reator; 2 - com reator indutivo (relé RSM-2); 3 - com reator resistivo equivalente (para corrente de carga de 20 mA) - um resistor com resistência de 3 kOhm e potência de 4 W.
A maior capacidade de carga de um transformador com reator indutivo em comparação com um resistivo equivalente é aparentemente explicada pela diminuição da indutância do reator devido à saturação do circuito magnético com o aumento da corrente que flui. Isto é perceptível pela mudança característica na curvatura da dependência 2 em relação aos gráficos 1 e 3 a uma corrente de carga de 150...200 mA. Literatura
Autor: V. Andreev, Tolyatti, região de Samara.
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