Elektrische Transformatoren Arbeiten Sie daran, den Strom zu steuern, indem Sie die elektrische Spannung und den Strom, die aus diesen Maschinen herausfließen, regulieren. Diese elektrischen Maschinen sind sehr einfach aussehende elektrische Geräte und haben nur 3 bis 4 Hauptbestandteile, die zusammenarbeiten, um die erforderliche Leistung zu liefern.
Die Spulenwicklung des Transformators ist eines dieser Hauptbestandteile, die entweder die bereitgestellte elektrische Spannung erhöhen oder verringern. Ob die elektrischen Transformator Wicklung die bereitgestellte Spannung erhöht oder verringert und um wie viel, hängt vom Design und der Berechnung ab, die während der Planungsphase durchgeführt wurden.
Wenn Sie sich jetzt fragen, wie man die Berechnungen der Transformator-Spulenwicklung durchführt, oder Sie suchen nach der Formel zur Erhöhung der Transformatoren oder nach der Berechnung der Transformator-Spannung. Dann ist dieser Artikel für Sie, wir haben einen sehr umfassenden Leitfaden entwickelt, wie man die Berechnung der Transformator-Spulenwicklung durchführt.
Wir werden Sie in alle grundlegenden Begriffe und grundlegenden Formeln einführen und Ihnen eine einfache Berechnung als Beispiel bereitstellen.
Grundlagen der Transformator-Spulenwicklung
Bevor wir in die Berechnung der Transformator-Spulenwicklung, einsteigen, ist es wichtig, dass Sie die Grundlagen der Berechnung der Transformator-Spulenwicklung kennen.
Ein Transformator besteht aus zwei verschiedenen Arten von Wicklungen, eine wird als Primärwicklung und die andere als Sekundärwicklung bezeichnet. Die Primärwicklung ist diejenige, die die Eingangsspannung erhält, und die Sekundärwicklung ist diejenige, die die Ausgangsspannung liefert.
Neben dem Wicklungstyp müssen Sie Folgendes wissen:
- Der Wert der Eingangsspannung
- Die erforderliche Ausgangsspannung, die vom Transformator benötigt wird
- Sie müssen auch die Betriebsfrequenz des Wechselstroms kennen
- Die Stromtragfähigkeit des Drahtes, aus dem die Transformatorwicklung bestehen wird
- Sie müssen auch das Material kennen, aus dem der Transformatorkern hergestellt wird
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Schlüssel-Formeln und Parameter für die Berechnung der Spulenwicklung
Um eine ordnungsgemäße Berechnung der Transformatorwicklung durchzuführen, müssen Sie die Transformatorformeln und Transformatorgleichungen kennen, die bei der Berechnung verwendet werden.
Berechnung des Übersetzungsverhältnisses
Die Berechnung des Transformatorübersetzungsverhältnisses ist der erste Schritt zur Berechnung der Transformatorwicklung. Es ist dieses Verhältnis, das bestimmt, ob der Transformator ein Erhöhungstransformator oder ein Herabtransformator ist. Dieses Verhältnis definiert auch die Spannung, die Sie aus der Transformatorwicklung entnehmen können.
Formel für das Transformatorübersetzungsverhältnis
N1 / N2 = V1 / V2
In der obigen Formel stellen N1 und N2 die Anzahl der Wicklungen in der Primärwicklung und die Anzahl der Wicklungen in der Sekundärwicklung des Transformators dar. In sehr ähnlicher Weise repräsentieren V1 und V2 die Spannung in der Primärwicklung und die Spannung in der Sekundärwicklung des Transformators.
Berechnung der Wicklungen pro Volt
Wicklungen pro Volt ist ein Begriff, der verwendet wird, um die Anzahl der Wicklungen in der Transformatorwicklung darzustellen, die benötigt wird, um nur einen Volt Elektrizität zu steuern. Dies wird im Gegenzug die Gesamtanzahl der Wicklungen in der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Transformators finden.
Die Anzahl der Wicklungen hängt vom Material und der Größe des Transformator kerns ab. Sie kann mit Hilfe der folgenden Transformatorformel berechnet werden
Wicklungen pro Volt (TPV) = 3615.84 / Fläche (mm²)
Fläche des Transformator Kerns
Die Transformatorwicklung wird auf dem Transformator Kern hergestellt. Die Fläche des Transformator kerns definiert die Anzahl der Wicklungen pro Volt und wird frühen Einfluss auf die Anzahl der Wicklungen und die Drahtstärke haben. Die Fläche des Transformator kerns selbst hängt von der elektrischen Leistung ab, die der Transformator steuern muss. Die Fläche des Transformator kerns kann mit Hilfe der folgenden Transformatorgleichung berechnet werden
Kernfläche in mm² = ²√Watt * 116.129323
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Gesamtanzahl der Wicklungen
Entsprechend dem Funktionsprinzip des Transformators definieren die Anzahl der Wicklungen in der Primär- und Sekundärspannung, ob der Transformator ein Erhöhungstransformator oder ein Herabtransformator ist. Sie müssen den Wert der Wicklungen pro Volt und die Gesamtspannung, die auf die Wicklung angelegt wird, kennen, um die benötigte Anzahl an Wicklungen in der Wicklung zu berechnen. Dies kann mit Hilfe der folgenden Formel berechnet werden.
N = TPV * V
In der obigen Gleichung repräsentiert N die Anzahl der Windungen im primären oder sekundären Wicklung, TPV repräsentiert den Wert der Windungen pro Volt des Transformators und wir repräsentieren die Spannung, die an der spezifischen Wicklung angelegt wird.
Kernfläche und magnetische Flussdichte
Sie können die magnetische Flussdichte des Transformatorenkerns unter Verwendung der Spannung, die durch die Frequenz der Spannung bereitgestellt wird, der Kohlenfläche und der Anzahl der Windungen berechnen. Folgendes ist die Transformatorformel zur Berechnung der magnetischen Flussdichte des Transformators.
B = V4,44 * f * A * N
In der obigen Gleichung repräsentiert B die magnetische Flussdichte des Transformatorenkörpers, gemessen in der Einheit Tesla. V repräsentiert die an die Wicklung angelegte Spannung und f repräsentiert die Frequenz dieser Spannung. A repräsentiert die Fläche des Kerns in Quadratmetern und N repräsentiert die Anzahl der Windungen.
Drahtauswahl
Bei der Wicklung von Transformatoren ist es äußerst wichtig, den genauen Durchmesser des Drahtes, auch als Drahtmaß bezeichnet, zu messen. Für die Wicklung des Transformators hängt das verwendete Drahtmaß von der Stromstärke und der Stromdichte ab. Die Stromdichte ist der Strom pro Quadratzentimeter.
Die folgende Gleichung kann verwendet werden, um die Querschnittsfläche des Drahtes zu messen. Wir können den genauen Durchmesser messen und das geeignete Drahtmaß für den Wickeldraht des Transformators auswählen.
A = I / J
A repräsentiert die Querschnittsfläche des Drahtes, I repräsentiert den Strom in Ampere und J repräsentiert die Stromdichte in Ampere pro Quadratmillimeter.
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Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Berechnung der Spulenwicklung
Basierend auf der Transformatorformel und der Transformatorgleichung, die wir oben präsentiert haben, zeigen wir Ihnen, wie Sie die Berechnung Ihrer Transformatorenwicklung Schritt für Schritt durchführen.
Schritt 1: Definieren Sie die Spezifikation des Transformators
Der erste Schritt bei der Konstruktion einer Transformatorenwicklung ist die Festlegung der Spezifikationen, anhand derer der Transformator entworfen wird. Diese Spezifikationen umfassen die Primärspannung, die in den Transformator durch die Primärwicklung eingespeist wird, die Sekundärspannung, die aus dem Transformator als Ausgang von der Sekundärwicklung entnommen wird, den Laststrom und die Betriebstemperatur der Wechselspannung. Um Ihnen eine Beispielrechnung zu zeigen, präsentieren wir Ihnen eine 220V zu 12V Transformatorenwicklungsformel.
- Primärspannung = 220V AC
- Sekundärspannung = 12V AC
- Laststrom = 5A
- Betriebsfrequenz = 50Hz
Schritt 2: Berechnen Sie das Übersetzungsverhältnis
Die erste Berechnung, die wir durchführen werden, ist die Berechnung des Übersetzungsverhältnisses. Die in diesen Berechnungen angegebenen Primär- und Sekundärspannungen sind V1 und V2.
N1 / N2 = V1 / V2
N1 / N2 = 220 / 12
N1 / N2 = 18,33
Die obige Berechnung bedeutet, dass die Anzahl der Wicklungen im Primärwicklungen 18,33 Mal höher sein wird als die Wicklungen im Sekundärwicklungen. Es handelt sich also um einen einfachen Transformator, der die Spannung von 220 Volt auf 12 Volt reduziert.
Schritt 3: Finden Sie die benötigte Kernfläche
Es ist wichtig, die erforderlichen Kernbereiche des Transformators zu ermitteln, um den Leistungsübergang zu unterstützen, da dieser Bereich in weiteren Berechnungen verwendet wird, um die Gesamtanzahl der Wicklungen zu finden und auch die magnetische Flussdichte des Kerns zu bestimmen.
Kernfläche in mm² = ²√Watt * 116.129323
Kernfläche in mm² = ²√60 * 116,129323
Kernfläche in mm² = 899,5 = 900
Die Leistung des Transformators bleibt für den Eingang und Ausgang gleich, daher spielt es keine Rolle, von welcher Seite Spannung und Strom verwendet werden, um die Transformatorleistung zu ermitteln. In unserem Fall, wenn wir die Ausgangsspannung von 12 Volt mit dem Laststrom von 5 Ampere multiplizieren, erhalten wir eine Leistung von 60 Watt für diesen Transformator.
Schritt 4: Bestimmen Sie die Windungen pro Volt für die Spule
Die Berechnung der Wicklungen pro Volt gibt Ihnen die Wicklungen des Primärwicklungen und dann die Wicklungen des Sekundärwicklungen, die benötigt werden, um nur einen Volt elektrischen Strom zu steuern oder zu regeln. Dies hängt ganz von der Fläche des Transformatorerkerns ab, die wir gerade oben berechnet haben.
Wicklungen pro Volt für 50 Hz = 3615,84 / Fläche (mm²)
Wicklungen pro Volt für 50 Hz = 3615,84 / 900 (mm²)
Wicklungen pro Volt für 50 Hz = 4,0
Mit der gegebenen Transformator-Kernfläche haben wir einen Wert von 4 Wicklungen pro Volt für den Wechselstrom von 50 Hz.
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Schritt 5: Bestimmen Sie die Anzahl der Windungen
Jetzt können wir die Wicklungen pro Volt und die Spannungen der Primär- und Sekundärwicklungen verwenden, um die Gesamtzahl der Wicklungen zu berechnen, die wir in der Primär- und Sekundärwicklung des Transformators benötigen, um die erforderliche Absenkfunktion von unserem Transformator zu erhalten.
Die Gesamtanzahl der Wicklungen im Primärwicklungen kann berechnet werden als
N1 = TPV * V
N1 = 4 * 220
N1 = 880
Ebenso können wir auch die Anzahl der Wicklungen im Sekundärwicklungen des Transformators messen.
N2 = TPV * V
N2 = 4 * 12
N2 = 48
Hier können wir auch überprüfen, ob die Anzahl der Wicklungen im Primärwicklungen und Sekundärwicklungen das Übersetzungsverhältnis erfüllt, das wir in den ersten Schritten berechnet haben. Wie wir zunächst das Wicklungsverhältnis N1/N2 gemessen haben, ist gleich 18,33, so
N1 / N2 = 18,33
880 /48 = 18.33
18.33= 18.33
Wie wir festgestellt haben, entspricht die linke Seite der rechten Seite, sodass wir nun sagen können, dass Ihre Berechnungen der Gesamtanzahl von Umdrehungen in der Primär- und Sekundärwarnung des Transformators das ursprünglich basierte Verhältnis erfüllen, das wir auf der Grundlage der bereitgestellten und benötigten Spannung berechnet haben.
Schritt 6: Messen Sie den Drahtquerschnitt
Im letzten Schritt werden wir die Größe des Drahtes messen, der verwendet wird, um die Primär- und Sekundärwicklung des Transformators herzustellen. Die Drahtgröße für die Primär- und Sekundärwicklung wird unterschiedlich sein, da beide unterschiedliche Mengen des elektrischen Stroms verarbeiten.
Drahtgröße für die Primärwicklung messen
I = P/V
In der obigen Gleichung
I = Strom in der Primärwicklung
P = Leistung des Transformators
V = angelegte Spannung
I = 60/220
I = 0,27 A
Unter Berücksichtigung der standardmäßigen Stromdichte von 3 Ampere pro Quadratmillimeter können wir die Drahtgröße in mm² aus dem berechneten Stromwert messen.
Größe in mm² = Strom / Stromdichte
Größe in mm² = 0,27 / 3
Größe in mm² = 0,09
Drahtgröße für die Sekundärwicklung messen
I = P/V
I = 60/12
I = 5 A
Größe in mm² = Strom / Stromdichte
Größe in mm² = 5 / 3
Größe in mm² = 1,7
Auswahl geeigneter Drahtstärken:
- Primärdraht: SWG 34 (~0,09 mm²)
- Sekundärdraht: SWG 14 (~1,7 mm²)
Fazit
Transformatoren sind sehr effiziente und präzise gestaltete elektrische Geräte. Wenn Sie dabei sind, einen Transformator zu entwerfen, müssen Sie die Berechnungen zur Transformatorwicklungen durchlaufen. Die Berechnung der Transformatorwicklungen hängt von der Primärwickelspannung, der Sekundärwickelspannung, der Spannungsfrequenz und dem Laststrom ab. Während des Transformatorentwurfs müssen Sie das Übersetzungsverhältnis, die Transformator-Kernfläche, den Wert der Wicklungen pro Volt, die Gesamtanzahl der Wicklungen in der Primär- und Sekundärwicklung berechnen. Sie müssen auch den Drahtdurchmesser berechnen, aus dem die Primär- und Sekundärwicklung hergestellt wird.
Nachverfolgung
Die Entwicklung eines Transformators ist ein komplexer Prozess, bei dem Sie verschiedene Details, Informationen und Spezifikationen durchgehen und serielle Berechnungen durchführen müssen, die die Spezifikation der Transformatorenwicklung und des Kerns definieren. Wir bei Daelim entwerfen und entwickeln Transformatoren aller Art, Größe und Lastkapazität gemäß den höchsten internationalen Standards.
Wenn Sie Fragen zur Berechnung der Transformatorwicklungen haben, können Sie Kontaktieren Sie uns und unser Team von Designern wird Sie durch den Prozess führen.
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