Làm thế nào để tạo ra người máy biến hình bước xuống

Máy biến áp hạ bậc là một thiết bị làm giảm điện thế xoay chiều cao hơn thành điện thế xoay chiều thấp hơn theo tỷ lệ cuộn dây và thông số kỹ thuật của nó.

Trong bài viết này, chúng ta sẽ thảo luận về cách thiết kế và cấu tạo một máy biến áp hạ bậc cơ bản thường được áp dụng trong các nguồn cung cấp điện vận hành chính.

Giới thiệu

Điều này có thể sẽ giúp những người yêu thích điện tử phát triển và chế tạo các máy biến áp của riêng họ dựa trên nhu cầu cụ thể của họ. Trong các trang tiếp theo, một phương pháp bố trí đơn giản được trình bày để đạt được các máy biến áp phát triển tốt. Mặt khác, quá trình thiết kế có thể là một chủ đề của một số thử nghiệm.

Các bảng được trình bày trong bài viết này rút gọn các phép tính giúp người thiết kế tìm ra kích thước thích hợp của dây hoặc thậm chí là cán lõi. Dữ liệu và tính toán thích hợp độc quyền được cung cấp ở đây để đảm bảo rằng nhà thiết kế hoàn toàn không bị bối rối bởi các chi tiết không mong muốn.

Sau đây chúng tôi sẽ cụ thể thảo luận về máy biến áp có 2 hoặc nhiều cuộn dây đồng cách điện xung quanh lõi sắt. Đó là: một cuộn sơ cấp và một hoặc có thể nhiều cuộn thứ cấp.

Mỗi cuộn dây được cách ly về điện với cuộn dây kia nhưng được kết nối bằng từ tính bằng cách sử dụng một lõi sắt nhiều lớp. Máy biến áp nhỏ có cấu trúc kiểu vỏ, nghĩa là cuộn dây được bao quanh bởi lõi như được minh họa trong Hình 1. Công suất do thứ cấp cung cấp trên thực tế được truyền từ máy sơ cấp, mặc dù ở mức điện áp phụ thuộc vào tỷ số cuộn dây của a cặp dây quấn.

Giải thích video

Thiết kế máy biến áp cơ bản

Là giai đoạn ban đầu hướng tới thiết kế máy biến áp, các đánh giá điện áp sơ cấp và thứ cấp và định mức ampe thứ cấp phải được thể hiện rõ ràng.

Sau đó, xác định nội dung cốt lõi được sử dụng: dập thép thông thường hoặc dập định hướng hạt cán nguội (CRGO). CRGO có mật độ thông lượng cho phép lớn hơn và giảm tổn thất.

Phần mặt cắt ngang tốt nhất có thể của lõi được chỉ định gần như bằng:

Diện tích lõi: 1.152 x √ (điện áp đầu ra x dòng điện đầu ra) cm vuông.

Đối với máy biến áp có nhiều cuộn dây thứ hai, cần phải xem xét tổng của tích số vôn-amp đầu ra của mỗi cuộn dây.

Số lượng vòng dây trên cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp được xác định bằng công thức cho tỷ lệ số vòng trên vôn như:

Lượt trên mỗi volt = 1 / (4,44 x 10^-4tần số x diện tích lõi x mật độ thông lượng)

Ở đây, tần số thường là 50Hz đối với nguồn lưới điện gia dụng của Ấn Độ. Mật độ thông lượng có thể được coi là xấp xỉ 1,0 Weber / sq. M. dành cho thép dập thông thường và khoảng 1,3 Weber / sq. m. để dập CRGO.

Tính toán cuộn dây chính

Dòng điện trong cuộn sơ cấp được trình bày theo công thức:

Dòng sơ cấp = Tổng o / p Volt và o / p Amp chia cho Volt sơ cấp x hiệu suất

Hiệu suất của máy biến áp nhỏ có thể sai lệch trong khoảng từ 0,8 đến 0,6. Giá trị 0,87 hoạt động rất tốt đối với máy biến áp thông thường.

Kích thước dây thích hợp cần được xác định cho cuộn dây. Đường kính dây phụ thuộc vào dòng điện danh định cho cuộn dây và mật độ dòng điện cho phép của dây.

Mật độ dòng điện có thể cao tới 233 amps / cm vuông. trong máy biến áp nhỏ và tối thiểu là 155 ampe / cm vuông. trong những cái lớn.

Dữ liệu quanh co

Thông thường, giá trị 200 amps / cm vuông. có thể được xem xét, theo đó Bảng số 1 được tạo ra. Số vòng trong cuộn sơ cấp được trình bày theo công thức:

Sơ cấp Lượt = Lượt trên mỗi Volt x Volt chính

Phòng tiêu thụ của cuộn dây được xác định bởi mật độ cách điện, kỹ thuật quấn và đường kính dây.

Bảng # 1 cung cấp các giá trị ước tính của lượt trên mỗi cm vuông. qua đó chúng tôi có thể tính toán diện tích cửa sổ được tiêu thụ bởi cuộn sơ cấp.

Diện tích cuộn sơ cấp = Số vòng / Số vòng quay sơ cấp trên cm vuông từ Bảng # 1

Tính toán cuộn dây phụ

Xem xét rằng chúng ta có đánh giá dòng thứ cấp giả định, chúng ta có thể xác định kích thước dây cho cuộn thứ cấp đơn giản bằng cách xem trực tiếp Bảng # 1.

Số lượng vòng dây trên cuộn thứ cấp được tính theo phương pháp tương tự khi nói đến cuộn sơ cấp, nhưng khoảng 3% số vòng dây vượt quá phải được tính vào để bù cho sự sụt giảm bên trong của điện áp cuộn thứ cấp của máy biến áp, khi tải. Vì thế,

Lượt thứ cấp = 1,03 (lượt trên mỗi volt x volt thứ cấp)

Diện tích cửa sổ cần thiết cho cuộn thứ cấp được xác định từ Bảng # 2 là

Diện tích cửa sổ phụ = Số lượt phụ / Số lượt trên mỗi cm vuông. (từ Bảng # 2 bên dưới)

Tính toán kích thước lõi

Biện pháp xác định chính trong việc chọn lõi có thể là tổng diện tích cửa sổ của không gian cuộn có thể tiếp cận được.

Tổng diện tích cửa sổ = Diện tích cửa sổ chính + tổng diện tích cửa sổ phụ + không gian trước đây & cách nhiệt.

Cần có thêm một chút không gian để hỗ trợ việc quấn dây và cách điện giữa các cuộn dây. Số lượng cụ thể của diện tích thừa có thể khác nhau, mặc dù có thể coi 30% là bắt đầu mặc dù điều này có thể cần được tùy chỉnh sau này.

Bảng kích thước dập máy biến áp

Các kích thước lõi hoàn hảo sở hữu không gian cửa sổ đáng kể hơn thường được xác định từ Bảng số 2 có tính đến khoảng cách giữa các cán trong khi xếp chồng chúng (yếu tố xếp chồng lõi có thể được coi là 0,9), bây giờ chúng ta có

Tổng diện tích lõi = Diện tích lõi / 0,9 cm vuông. Nói chung, chi trung ương vuông được ưu tiên hơn.

Đối với điều này, chiều rộng của lưỡi cán là

Chiều rộng lưỡi = √ Tổng diện tích lõi (sq.cm)

Bây giờ hãy tham khảo Bảng # 2 một lần nữa và cuối cùng là tìm kích thước lõi thích hợp, có diện tích cửa sổ thích hợp và giá trị gần đó của chiều rộng lưỡi như đã tính toán. Sửa đổi chiều cao ngăn xếp thel nếu cần để có được phần lõi dự kiến.

Chiều cao ngăn xếp = Tổng diện tích lõi / Chiều rộng lưỡi thực tế

Ngăn xếp không được nhiều dưới chiều rộng của lưỡi thay vì nhiều hơn. Tuy nhiên, nó không được lớn hơn 11/2 lần chiều rộng của lưỡi.

Sơ đồ lắp ráp cốt lõi

Cách lắp ráp máy biến áp

Việc cuộn dây được thực hiện trên một tấm cách điện hoặc suốt chỉ phù hợp với trụ giữa của cán lõi. Cuộn dây sơ cấp thường được quấn đầu tiên, và tiếp theo là cuộn dây thứ cấp, giữ cách điện giữa hai lớp của cuộn dây.

Một lớp cách điện cuối cùng được áp dụng trên đầu cuộn dây để bảo vệ tất cả chúng khỏi sự suy giảm cơ học và rung động. Bất cứ khi nào sử dụng dây mỏng, các đầu cụ thể của chúng cần được hàn vào dây nặng hơn để đưa các đầu cuối ra bên ngoài đầu cuối.

Các cán thường được ghép lại với nhau trước đây bằng cách cán xen kẽ được đảo ngược khi thiết lập. Cán phải được liên kết chặt chẽ với nhau thông qua một khung kẹp thích hợp hoặc bằng cách sử dụng đai ốc và bu lông (trong trường hợp các lỗ được cung cấp trong cụm cán).

Làm thế nào để áp dụng che chắn

Đây có thể là một ý tưởng khôn ngoan khi sử dụng tấm chắn tĩnh điện giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp để tránh nhiễu điện di chuyển qua cuộn thứ cấp từ cuộn sơ cấp.

Tấm chắn cho máy biến áp bậc xuống có thể được làm từ một lá đồng có thể được quấn giữa hai cuộn dây với khoảng cách hơn một tum. Cách nhiệt phải được thể hiện trên toàn bộ lá và được chăm sóc thích hợp để hai đầu của lá không bao giờ tiếp xúc với nhau. Ngoài ra, một dây có thể được hàn với trường che chắn này và được nối với đường đất của mạch hoặc với lớp phủ của máy biến áp có thể được kẹp với đường đất của mạch.