Ферритовые сердечники трансформаторов

 

Ферритовые сердечники для трансформаторов изготавливаются из магнитно-мягких ферритов и представляют собой Ш-образные или кольцевые магнитопроводы (рис. 5, 6).

 

 

Рис. 5. Ш-образный ферритовый сердечник трансформатора.

 

 

Рис. 6. Кольцевай, или тороидальный ферритовый сердечник трансформатора.

 

Размеры Ш-образных сердечников из феррита приведены в табл. Т4, а кольцевых - в табл. Т5. Следует учесть, что ферритовый Ш-образный сердечник трансформатора составляется из двух одинаковых частей (магнитопроводов). Обозначение типоразмера Ш-образного сердечника имеет вид Шс×f, а кольцевого - KD×d×h (размеры в миллиметрах).

 

Таблица T4. Номинальные размеры Ш-образных сердечников из феррита.

 

Типоразмер a , мм b , мм c , мм d , мм e , мм f , мм Средняя длина магнитной линии, см Площадь окна, см2 Марки феррита
Ш2,5×2,5 10 6,5 2,5 3,3 5 2,5 3,3 0,13 4000НМ
Ш3×3 12 8 3 4 6 3 4 0,2 2000НМ
Ш4×4 16 10,4 4 5,2 8 4 5,2 0,33 2000НМ1
Ш5×5 20 13 5 6,5 10 5 6,6 0,52 700НМ
Ш6×6 24 16 6 8 12 6 8 0,8 600НН
Ш7×7 30 19 7 9,5 15 7 9,5 1,14 4000НМ
Ш8×8 32 23 8 11,5 16 8 11 1,72 2000НМ
Ш10×10 36 26 10 13 18 10 12 2,1 2000НМ1 600НН
Ш12×15 42 30 12 15 21 15 14 2,7 2000НМ
Ш16×20 54 38 16 19 27 20 18 4,2 2000НМ
Ш20×28 65 44 20 22 32 28 21 5,3 2000НМ1

 

Таблица T5. Номинальные размеры кольцевых сердечников из низкочастотных (марганцево-цинковых) ферритов.

 

Типоразмер Средняя длина магнитной линии, мм Площадь поперечного сечения, мм2 Площадь окна, мм2
К4,0×2,5×1,2* 9,84 0,88 4,91
К5,0×2,0×1,5** 9,6 2,1 3,14
К5,0×3,0×1,5* 12,04 1,47 7,07
К7,0×4,0×1,5 16,41 2,19 12,57
К7,0×4,0×2,0* 16,41 2,92 12,57
К10,0×6,0×2,0 24,07 3,91 28,27
К10,0×6,0×3,0* 24,07 5,87 28,27
К10,0×6,0×4,5 24,07 8,81 28,27
К12,0×5,0×5,5 23,57 18,07 19,63
К12,0×8,0×3,0 30,57 5,92 50,27
К16,0×8,0×6,0 34,84 23,06 50,27
К16,0×10,0×4,5* 39,37 13,25 78,54
К17,5×8,2×5,0 36,75 22,17 52,81
К20,0×10,0×5,0 43,55 24,02 78,54
К20,0×12,0×6,0* 48,14 23,48 113,09
К28×16×9* 65,64 52,61 201,06
К31×18,5×7 74,41 42,79 268,8
К32×16×8 69,68 61,5 201,06
К32×16×12** 69,68 92,25 201,06
К32×20×6 78,75 35,34 314,15
К32×20×9* 78,75 53,02 314,15
К38×24×7 94,04 48,15 452,38
К40×25×7,5 98,64 55,23 490,87
К40×25×11* 98,64 81,11 490,87
К45×28×8 110,47 66,74 615,75
К45×28×12** 110,47 97,83 615,75

 

Примечания:

 

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности...

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности.1. Определяют значение тока, текущего через вторичную обмотку трансформатора:

I2 = 1,5 Iн,

где: I2 - ток через обмотку II трансформатора, А;Iн - максимальный ток нагрузки, А.

2. Определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

P2 = U2 I2,

где: P2 - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;U2 - напряжение на вторичной обмотке, В;I2 - максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.

3. Подсчитывают мощность трансформатора:

Pтр = 1,25 P2,

где: Pтр - мощность трансформатора, Вт; P2 - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.

4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке:

I1 = Pтр / U1,

где: I1 - ток через обмотку I, А; Ртр - подсчитанная мощность трансформатора, Вт; U1 - напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

5. Рассчитывают необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

S = 1,3 Pтр,

где: S - сечение сердечника магнитопровода, см2;Ртр - мощность трансформатора, Вт.

6. Определяют число витков первичной (сетевой) обмотки:

w1 = 50 U1 / S,

где: w1 - число витков обмотки;U1 - напряжение на первичной обмотке, В;S - сечение сердечника магнитопровода, см2.

7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки:

w2 = 55 U2 / S,

где: w2 - число витков вторичной обмотки;U2 - напряжение на вторичной обмотке, В;S-сечение сердечника магнитопровода, см2.

8. Определяют диаметры проводов обмоток трансформатора:

d = 0,02 I,

где: d-диаметр провода, мм; I-ток через обмотку, мА.

Диаметр провода обмотки можно также определить по табл. 2.

Iобм, ma до 25 25- 60 60 - 100 100- 160 160- 250 250-400 400-700 700- 1000
d, мм 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6

После этого можно приступить к подбору подходящего трансформаторного железа и провода, изготовлению каркаса и, наконец, выполнению обмоток. Но Ш-образные трансформаторные пластины имеют неодинаковую площадь окна, поэтому нужно проверить, подойдут ли выбранные пластины для трансформатора, т. е. разместится ли провод на каркасе трансформатора. Для этого достаточно подсчитанную ранее мощность трансформатора умножить на 50 - получится необходимая площадь окна, выраженная в мм2. Если в подобранных пластинах она больше или равна вычисленной, железо можно использовать для трансформатора. При выборе сердечника магнитопровода нужно также учитывать и то обстоятельство, что отношение ширины сердечника к толщине набора (отношение сторон сердечника) должно быть в пределах 1...2. В качестве трансформаторов питания радиолюбители часто используют унифицированные выходные трансформаторы кадровой развертки телевизоров (трансформаторы ТВК). Промышленность выпускает несколько видов таких трансформаторов, и каждый из них при работе с выпрямителем, выполненным по мостовой схеме, позволяет получить на нагрузке вполне определенные напряжения в зависимости от потребляемого ею тока. Эти параметры сведены в табл. 3, которая поможет в выборе трансформатора ТВК для того или иного блока питания.

Трансформатор

Выпрямленное напряжение при токе нагрузки, А

0 0,3 0,5 0,8 1,0
ТВК-70Л2 14 11,5 10,5 9 8
ТВК-110Л1 28 26 25 24 23
ТВК-110Л2, ТВК 110ЛМ 17 15 14 13,5 12,5

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности...

Зная необходимое напряжение на вторичной обмотке (U2) и максимальный ток нагрузки (Iн), трансформатор рассчитывают в такой последовательности.1. Определяют значение тока, текущего через вторичную обмотку трансформатора:

I2 = 1,5 Iн,

где: I2 - ток через обмотку II трансформатора, А;Iн - максимальный ток нагрузки, А.

2. Определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки трансформатора:

P2 = U2 I2,

где: P2 - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт;U2 - напряжение на вторичной обмотке, В;I2 - максимальный ток через вторичную обмотку трансформатора, А.

3. Подсчитывают мощность трансформатора:

Pтр = 1,25 P2,

где: Pтр - мощность трансформатора, Вт; P2 - максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки трансформатора, Вт.Если трансформатор должен иметь несколько вторичных обмоток, то сначала подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.

4. Определяют значение тока, текущего в первичной обмотке:

I1 = Pтр / U1,

где: I1 - ток через обмотку I, А; Ртр - подсчитанная мощность трансформатора, Вт; U1 - напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение).

5. Рассчитывают необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:

S = 1,3 Pтр,

где: S - сечение сердечника магнитопровода, см2;Ртр - мощность трансформатора, Вт.

6. Определяют число витков первичной (сетевой) обмотки:

w1 = 50 U1 / S,

где: w1 - число витков обмотки;U1 - напряжение на первичной обмотке, В;S - сечение сердечника магнитопровода, см2.

7. Подсчитывают число витков вторичной обмотки:

w2 = 55 U2 / S,

где: w2 - число витков вторичной обмотки;U2 - напряжение на вторичной обмотке, В;S-сечение сердечника магнитопровода, см2.

8. Определяют диаметры проводов обмоток трансформатора:

d = 0,02 I,

где: d-диаметр провода, мм; I-ток через обмотку, мА.

Диаметр провода обмотки можно также определить по табл. 2.

Iобм, ma до 25 25- 60 60 - 100 100- 160 160- 250 250-400 400-700 700- 1000
d, мм 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,4 0,5 0,6

После этого можно приступить к подбору подходящего трансформаторного железа и провода, изготовлению каркаса и, наконец, выполнению обмоток. Но Ш-образные трансформаторные пластины имеют неодинаковую площадь окна, поэтому нужно проверить, подойдут ли выбранные пластины для трансформатора, т. е. разместится ли провод на каркасе трансформатора. Для этого достаточно подсчитанную ранее мощность трансформатора умножить на 50 - получится необходимая площадь окна, выраженная в мм2. Если в подобранных пластинах она больше или равна вычисленной, железо можно использовать для трансформатора. При выборе сердечника магнитопровода нужно также учитывать и то обстоятельство, что отношение ширины сердечника к толщине набора (отношение сторон сердечника) должно быть в пределах 1...2. В качестве трансформаторов питания радиолюбители часто используют унифицированные выходные трансформаторы кадровой развертки телевизоров (трансформаторы ТВК). Промышленность выпускает несколько видов таких трансформаторов, и каждый из них при работе с выпрямителем, выполненным по мостовой схеме, позволяет получить на нагрузке вполне определенные напряжения в зависимости от потребляемого ею тока. Эти параметры сведены в табл. 3, которая поможет в выборе трансформатора ТВК для того или иного блока питания.

Трансформатор

Выпрямленное напряжение при токе нагрузки, А

0 0,3 0,5 0,8 1,0
ТВК-70Л2 14 11,5 10,5 9 8
ТВК-110Л1 28 26 25 24 23
ТВК-110Л2, ТВК 110ЛМ 17 15 14 13,5 12,5