[aBoomest 0]

Всем доброго дня.

Рассчитываю трансформатор. Приходится вспоминать, т.к. делал это всего пару раз, давно, в универе. Возникают вопросы.
Трансформатор трехобмоточный. 220В/100В/58В
Везде приводятся таблицы задания для предварительного расчета величин индукции, плотности тока, кпд, коэффициента заполнения сердечника сталью и коэффициента заполнения окна медью исходя из габаритной мощности.

1. Может кто на пальцах объяснить разницу между мощностью и габаритной мощностью Г.М.

2. Расчетная Г.М. у меня получается 500 ВА (по формуле P = 2.22 f J . . . ). При этом согласно режиму в котором будет предположительно работать трансформатор Р = 15 ВА.  Вероятно это из-за того, что я не чисто теоретически рассчитываю исходя из экономии материалов, а рассчитываю исходя из наличия конкретного железа на котором буду мотать. И при этом проверку произвожу по указанным формулам из литературы.
Сечение стержня 30 мм * 80 мм. 
Площадь окна 26 мм * 80 мм. 

3. Индукция в сердечнике находится по формуле В = U1 / (4.44 f w ... ). Тут вопрос по физике. Нашел я индукцию по параметрам первичной обмотки. А 2-ю и 3-ю обмотки мне в этой формуле не нужно учитывать? Они влияют на  индукцию?

4. Плотность тока определяется по таблицам исходя из той же Г.М.
Для Р = 15 ВА => J=3.9 A/mm2
Для Р = 500 ВА => J=1.6 A/mm2
4.1 Какое значение правильно взять?
4.2 С т.з. физики исходя из чего выбирается плотность тока? Исходя из нагрева? (Поискал в учебниках, там три параметра нагрев, какое-то падение напряжения, и еще что-то. Но я честно копаться не стал, там месяца не хватит этот раздел если изучать.)

5. Коэффициент заполнения окна определяется по таблицам исходя из той же Г.М.
Тут совсем не ясно. Возможно наверняка оно так и есть, однако в таблице P = 10...1000 ВА, при этом Ко = 0,23...0,34.
Субъективно кажется маленьким значение заполнения окна. Получается порядка 30%? Это столько изоляция съедает?
Это получается площадь меди к площади всего окна? Или как? Это 2 обмотки в окне?
А если три обмотки?

Заранее спасибо. Буду рад любой информации. 

[aBoomest 0]

Еще вопрос. А в продаже такой бывает?

Даже не думал об этом, ясно и очевидно что не бывает таких. Все же погуглил. Ничего не нашел. Типично 380, 220, 110, 36, 24, . . . одним словом стандартные напряжения.

Есть только отдельно 220/100 и 220/57

[Baza 24]

скачайте свежий комплект программ от Старичка

там есть достаточно вменяемый модуль расчета 50 Гц трансформаторов

[Student_2 0]

для обычного  сетевого  трансформатора  все  гораздо  проще:

1. Габаритная  мощность  это мощность  железа  на котором Вы собираетесь мотать обмотку, она зависит  от  габаритов  трансформатора.  просто мощность  - это та мощность которая  Вам   нужна  в  применении,  плотность  тока  в основном  зависит  от  провода, которым  Вы собираетесь мотать  обмотки  трансформатора, для  медного провода  это  около 4.  для  алюминия    конечно  меньше будет, только    алюминий  использовать не советую.  коэф  заполнения  окна   можно принять 0.4  потому что провод  круглый ( медь круглого сечения)   и  заполняет   пространство  не полностью. если Вы  найдете   провод  квадратного сечения,  попадался  когда-то такой, то коэф  заполнения  окна  увеличится.  Но Вам  все это  не стоит  рассчитывать,  нужно просто  рассчитать  число витков  на 1 вольт входного/выходного   напряжения, и затем посчитать  число витков каждой  обмотки,   сечение  выбрать исходя  из  требуемого  тока в  каждой  обмотке, можно принять d=0.7*sqrt(i) ( корень квадратный из  значения тока )    а  габаритная мощность  трансформатора просто должна быть  на  10-20% больше  той  мощности, которая  Вам нужна, с учетом что вся обмотка войдет  в  окно сердечника трансформатора.

[aBoomest 0]

38 minutes ago, Baza said:

программ от Старичка

не все в теме

22 minutes ago, Student_2 said:

для обычного  сетевого  трансформатора  все  гораздо  проще:

1. Габаритная  мощность  это мощность  железа  на котором Вы собираетесь мотать обмотку, она зависит  от  габаритов  трансформатора.  просто мощность  - это та мощность которая  Вам   нужна  в  применении,  плотность  тока  в основном  зависит  от  провода, которым  Вы собираетесь мотать  обмотки  трансформатора, для  медного провода  это  около 4.  для  алюминия    конечно  меньше будет, только    алюминий  использовать не советую.  коэф  заполнения  окна   можно принять 0.4  потому что провод  круглый ( медь круглого сечения)   и  заполняет   пространство  не полностью. если Вы  найдете   провод  квадратного сечения,  попадался  когда-то такой, то коэф  заполнения  окна  увеличится.  Но Вам  все это  не стоит  рассчитывать,  нужно просто  рассчитать  число витков  на 1 вольт входного/выходного   напряжения, и затем посчитать  число витков каждой  обмотки,   сечение  выбрать исходя  из  требуемого  тока в  каждой  обмотке, можно принять d=0.7*sqrt(i) ( корень квадратный из  значения тока )    а  габаритная мощность  трансформатора просто должна быть  на  10-20% больше  той  мощности, которая  Вам нужна, с учетом что вся обмотка войдет  в  окно сердечника трансформатора.

Спасибо.

[Plain 168]

35 минут назад, aBoomest сказал:

не все в теме

https://electronix.ru/forum/topic/118099-programmy-rascheta-transformatorov-i-drosseley/

[варп 16]

8 часов назад, aBoomest сказал:

Может кто на пальцах объяснить разницу между мощностью и габаритной мощностью Г.М.

На пальцах.... - Вам нужен тр-р 220 Вольт в 12 Вольт (ток вторичной обмотки, допустим =1 Ампер). Вы рассчитываете размеры "железа" для мощности 12х1=12 Ватт. Рассчитали..., начали мотать, и здесь выяснилось, что в рассчитанный Вами размер уместить нужное количество витков практически невозможно, хотя из чисто теоретических  соображений ( отсутствие насыщения сердечника трансформатора ) рассчитанных размеров - достаточно... Мораль - габаритная мощность та - в которую нужное Вам точно влезет...

 

8 часов назад, aBoomest сказал:

Плотность тока

На пальцах - если для большого тока взять очень тонкий провод - провод разогреется до красна ... Оно Вам надо? Плотность тока напрямую связана с рабочей температурой трансформатора. Какой должна быть температура - решать Вам. И это компромисс - чем выше допустимая температура трансформатора - тем меньше можно сделать его размер ... ( взять тоньше провод, увеличив плотность тока )... Рекомендаций по выбору плотности тока достаточно в литературе....    

[aBoomest 0]

Спасибо. Завтра внимательно прочту.

Вопрос про изоляцию, межслойную и межобмоточную.

Ш-образный сердечник. Обмотки мотаю друг над другом. Сперва первичную, затем поверх 100 вольтовую и затем 57 в.

Сегодня узнал (на словах), что межобмоточная изоляция - это два слоя пропитанной, чем то ткани или сейчас также используется какая-то специальная изоляционная лента.

Про саму ленту я завтра выяснять буду у гугла, пока вопрос не про саму ленту. 

Внутриобмоточная изоляция - это один слой изоляции, на каждые 200 вольт.

Т.е. в моем случае на первичке 220 В, значит в первичной обмотке надо дополнительно сделать 1 слой. Во вторичных (100 и 57 В) - значит не нужно.

Вопрос: где , в какной НТД написана эта фраза "на каждые 200 вольт"?

Мне все в один голос сегодня говорили , что это прописная истина 3 класса начальной школы, и смотрели на меня таким взглядом, будто я дебил, что такого не знаю. При этом ни одна душа не сказала мне ГОСТ, или ТУ или еще что-то (хотябы учебник), откуда они взяли эти "каждые 200 вольт".

Может кто знает где это написано? Или хотябы откуда ноги растут у этих 200 вольт?

 

[aBoomest 0]

15 hours ago, варп said:

На пальцах.... - Вам нужен тр-р 220 Вольт в 12 Вольт (ток вторичной обмотки, допустим =1 Ампер). Вы рассчитываете размеры "железа" для мощности 12х1=12 Ватт. Рассчитали..., начали мотать, и здесь выяснилось, что в рассчитанный Вами размер уместить нужное количество витков практически невозможно, хотя из чисто теоретических  соображений ( отсутствие насыщения сердечника трансформатора ) рассчитанных размеров - достаточно... Мораль - габаритная мощность та - в которую нужное Вам точно влезет...

На таком уровне понятно. Не до конца понятно то, что ГМ вычисляется по вполне конкретной теоретической формуле. Поэтому "точно влезет". тут слабо объясняет эту формулу. Просто ГМ для 2хобмоточного трансформатора - это полсумма мощности первичной и вторичной. Т.е. по факту (без учета потерь там всяких) равна мощности первички, и одновременно равна мощности вторички. Т.е. тут как бы получается что мощность Т и ГМ Т - это одно и то же (как будто). А вот для трех обмоточного - уже не совсем понятно.

15 hours ago, варп said:

На пальцах - если для большого тока взять очень тонкий провод - провод разогреется до красна ... Оно Вам надо? Плотность тока напрямую связана с рабочей температурой трансформатора. Какой должна быть температура - решать Вам. И это компромисс - чем выше допустимая температура трансформатора - тем меньше можно сделать его размер ... ( взять тоньше провод, увеличив плотность тока )... Рекомендаций по выбору плотности тока достаточно в литературе....    

Это тоже понятно.
Непонятно почему именно 4 А/мм2. И везде про это пишется. Раз так, значит где-то в прирроде д.б. материал (учебник/монография/гост/...) по поводу того, что именно для меди при плотности тока 4 А/мм2 типа проводник не перегревается. Может кому известно? Просто учебников и книг в принципе не мало, и некоторые из них написаны серьезно, поэтому туда так просто не погрузиться. А качественно перелопатить даже хотябы 3 учебника серьезных (без помощи специалистов в этом разбирающихся) - это непомерно тяжелая задача. К томуже как правило при изучении л-ры подобного рода приходится переходить по указаным там ссылкам на другие источники. Это дикое количество трудозатрат, если подходить серьезно и глубоко. ПОэтому хотелось узнать хотябы тот материал где про это точно написано.

Изменено 12 января пользователем aBoomest

[Student_2 0]

В 11.01.2024 в 22:33, aBoomest сказал:

Спасибо. Завтра внимательно прочту.

Вопрос про изоляцию, межслойную и межобмоточную.

Ш-образный сердечник. Обмотки мотаю друг над другом. Сперва первичную, затем поверх 100 вольтовую и затем 57 в.

Сегодня узнал (на словах), что межобмоточная изоляция - это два слоя пропитанной, чем то ткани или сейчас также используется какая-то специальная изоляционная лента.

Про саму ленту я завтра выяснять буду у гугла, пока вопрос не про саму ленту. 

Внутриобмоточная изоляция - это один слой изоляции, на каждые 200 вольт.

Т.е. в моем случае на первичке 220 В, значит в первичной обмотке надо дополнительно сделать 1 слой. Во вторичных (100 и 57 В) - значит не нужно.

Вопрос: где , в какной НТД написана эта фраза "на каждые 200 вольт"?

Мне все в один голос сегодня говорили , что это прописная истина 3 класса начальной школы, и смотрели на меня таким взглядом, будто я дебил, что такого не знаю. При этом ни одна душа не сказала мне ГОСТ, или ТУ или еще что-то (хотябы учебник), откуда они взяли эти "каждые 200 вольт".

Может кто знает где это написано? Или хотябы откуда ноги растут у этих 200 вольт?

 

для  меди плотность  тока  4А/мм2  ограничено  перегревом провода,   это  значение  для  частоты  50гц,   для  20кгц и  выше  это значение  можно  увеличивать,

по теме  межслойной  изоляции  используете  электротехнический  картон, толщина  0.1-0.2мм,  это очень удобно, можно конечно и лакоткань, но электротехнический картон  удобнее,    способ намотки  трансформатора  прост: мотаем  первичку,  потом  слой  изоляции ( указанной выше ), затем мотаем вторичную  обмотку и снова  изоляция,  затем  третью  обмотку,  обмотки  лучше  мотать   виток к витку,  хуже внавалку,  поэтому лучше не спешить при намотке.

[варп 16]

11 часов назад, aBoomest сказал:

Непонятно почему именно 4 А/мм2.

Ну Вы даёте... Вопросы плотностей тока решён уже более ста лет назад... Поначалу, наверное, эмпирически..., теперь можно и промоделировать нагрев трансформатора в зависимости от плотности тока..., но Вам то это зачем??? Полагаю - не трансформатор, а реферат на эту тему Вам нужен... Тогда нынче это лучше к нейросети.... - в миг всё разжуёт... :).

Хотите убедиться лично - мотайте и измеряйте - никто не запрещает... :)

 

https://yandex.kz/images/search?from=tabbar&text=плотность тока провода трансформатора

Изменено 12 января пользователем варп

[ded2016 4]

On 1/11/2024 at 1:32 PM, aBoomest said:

4. Плотность тока

Что-то тут наплели всякого...

Реально такого параметра не существует, это просто инженерный критерий для начала расчета (кстати если взять литературу по электротехнике начала 20-го века, когда теория только формировалась, там еще не придумали ввести плотность тока). Подразумевается, что вы рассчитали в первом приближении трансформатор, выбрали витки и железо, потом определили длину провода и сопротивление обмоток и при необходимости провели корректировку и повторное проектирование

... только сейчас это редко кто делает видимо 😒

On 1/12/2024 at 2:15 PM, aBoomest said:

. ПОэтому хотелось узнать хотябы тот материал где про это точно написано.

Существовал старинный ОСТ (или ОТУ уже не помню), который примерно так и назывался Трансформаторы - ТУ (точное название не помню), там как раз для 50 Гц трансформаторов рекомендовалась плотность тока 3. Если вы посмотрите на унифицированные серии (их данных полно в сети), то убедитесь, что все они спроектированы именно с тройкой.

4 А/кв.мм стали использовать позже, когда появилось железо с повышенной рабочей индукцией (витков меньше, сопротивление ниже), но трансы с такой плотностью греются заметно сильнее.

Вы должны, как инженер, себе четко понимать, что плотность тока в вашем трансе не работает, а работает сопротивление обмотки (и соответственно потери и перегрев).

[aBoomest 0]

On 1/12/2024 at 9:21 PM, варп said:

Вопросы плотностей тока решён уже более ста лет назад

Не вопрос. Я и спрашиваю материал, где это объяснено. 

On 1/12/2024 at 9:21 PM, варп said:

Полагаю - не трансформатор, а реферат на эту тему Вам нужен

Нет.

1. Трансформатор.
2. Нормальный научный труд или учебник сие объясняющий.

On 1/12/2024 at 9:21 PM, варп said:

Хотите убедиться лично - мотайте и измеряйте - никто не запрещает... :)

Это глупо, когда явно это давно сделано. 

2 hours ago, ded2016 said:

это просто инженерный критерий для начала расчета

Дело ясное.

2 hours ago, ded2016 said:

Подразумевается, что вы рассчитали в первом приближении трансформатор, выбрали витки и железо, потом определили длину провода и сопротивление обмоток и при необходимости провели корректировку и повторное проектирование

Также, дело ясное. Это называется проектный и проверочный расчеты.

2 hours ago, ded2016 said:

только сейчас это редко кто делает видимо

Да? Интересно. А почему?

2 hours ago, ded2016 said:

плотность тока в вашем трансе не работает, а работает сопротивление обмотки (и соответственно потери и перегрев)

Вот вторую часть предложения я понял, а первую не очень.

PS: Спасибо всем за комментарии!!!

Изменено 15 января пользователем aBoomest

[dimka76 42]

On 1/11/2024 at 1:16 PM, aBoomest said:

Еще вопрос. А в продаже такой бывает?

Даже не думал об этом, ясно и очевидно что не бывает таких. Все же погуглил. Ничего не нашел. Типично 380, 220, 110, 36, 24, . . . одним словом стандартные напряжения.

Есть только отдельно 220/100 и 220/57

Есть контры, которые на заказ делают. Даже штучно. Цена процентов на 10-20 выше серийных.
Я сам в прошлом году заказывал одну штуку. Правда делали они медленно. Месяца четыре кажется.

[aBoomest 0]

Да, спасибо. Вот такое нашел на прошлой неделе.

https://tw-power.ru/winding - хороший вариант, не в курсе? Где Вы заказывали? (чтобы иметь ввиду на будущее)

То то и оно. Для меня не вариант 4 месяца. Процесс намотки идет.
Я теорию тут просто уточняю для лучшего понимания, раз уж занялся. Ибо как упоминал в самом начале, занимался этим пару раз еще в университете, поэтому половины нюансов не помню, второй половины не знаю. 

Изменено 15 января пользователем aBoomest