Elektr ta'minoti ilovalari uchun transformatorning aylanish nisbatini qanday hisoblash mumkin

Transformatorning aylanish nisbati birlamchi va ikkilamchi sariqlar o'rtasidagi kuchlanish munosabatini aniqlash uchun ishlatiladigan asosiy parametrdir. Biroq, elektr ta'minoti ilovalari uchun to'g'ri aylanish nisbatlarini hisoblash kirish kuchlanishini chiqish voltajiga bo'lishdan ko'proq narsani talab qiladi.

An'anaviy transformatorda kuchlanish nisbati to'g'ridan-to'g'ri o'rash burilish nisbati bilan bog'liq. Kommutatsiya quvvat manbaida transformatorning yakuniy dizayni, shuningdek, konvertor topologiyasiga, kommutatsiya chastotasiga, ish aylanishiga, to'lqin shakliga, rektifikatsiya usuliga, magnit yadroga va ish kuchlanish diapazoniga bog'liq.

Yuqori chastotali transformator yoki kommutatsiya quvvat manbai transformatori bilan ishlaydigan muhandislar va OEM xaridorlari uchun bu munosabatlarni tushunish transformator tanlash va maxsus ishlab chiqishni yanada samaraliroq qilishi mumkin.

1. Transformatorning aylanish nisbati nima?

Transformatorning aylanish nisbati birlamchi o'rashdagi burilishlar soni va ikkilamchi o'rashdagi burilishlar soni o'rtasidagi munosabatni tavsiflaydi.

Ideal transformator uchun:

Vp / Vs=Np / Ns

Qayerda:

Vp=Birlamchi kuchlanish

Vs=Ikkilamchi kuchlanish

Np=Asosiy burilishlar

Ns=Ikkilamchi burilishlar

Masalan, agar birlamchi kuchlanish 400 V va zarur bo'lgan ikkilamchi kuchlanish 40 V bo'lsa:

400 / 40 = 10

Shunday qilib, asosiy{0}}ikkilamchi aylanishlarning-asosiy nisbati:

Np : Ns=10 : 1

Ushbu hisoblash asosiy kuchlanish munosabatini ta'minlaydi. U o'z-o'zidan amaliy quvvat manbai transformatorining oxirgi o'rash dizaynini aniqlamaydi.

2. Asosiy burilishlar nisbati qanday hisoblanadi

Eng oddiy hisoblash birlamchi va ikkilamchi kuchlanishga asoslangan.

Burilish nisbati=Birlamchi kuchlanish / Ikkilamchi kuchlanish

Masalan, transformatorni ko'rib chiqing:

Birlamchi kuchlanish: 240 V

Ikkilamchi kuchlanish: 24 V

Asosiy aylanish nisbati:

240 / 24 = 10

Shuning uchun:

Np : Ns=10 : 1

Agar birlamchi o'rash 200 burilishdan iborat bo'lsa, nazariy ikkilamchi o'rash quyidagilarni o'z ichiga oladi:

200 / 10=20 burilish

Bu ideal transformator hisobi sifatida mos keladi.

Haqiqiy transformator uchun ishlab chiqaruvchi yo'qotishlarni, ish sharoitlarini, magnit oqimni, o'rash oqimini va o'ziga xos elektr ta'minoti sxemasini qo'shimcha baholashi kerak.

3. Quvvat manbalarini almashtirishda asosiy{1}}ikkilamchi aylanish nisbati-

Kommutatsiya quvvat manbai transformatori an'anaviy tarmoq{0}}chastota transformatoridan farq qiladi.

Transformator, odatda, yarimo'tkazgichli kommutatsiya davri tomonidan yaratilgan kommutatsiyalangan to'lqin shakli bilan boshqariladi. Shuning uchun birlamchi o'rashga qo'llaniladigan kuchlanish quvvat manbai topologiyasi va kommutatsiya shartlariga bog'liq.

Umumiy topologiyalarga quyidagilar kiradi:

Qaytish

Oldinga

Suring-torting

Yarim{{0}ko'prik

Toʻliq{{0}koʻprik

Ushbu topologiyalar energiyani turlicha uzatganligi sababli, kirish voltaji, chiqish voltaji, ish aylanishi va transformator aylanish nisbati o'rtasidagi munosabatlar ham farq qiladi.

Shuning uchun quyidagi hisob-kitoblar:

Kirish kuchlanishi / chiqish kuchlanishi

har bir kommutatsiya quvvat manbai uchun yakuniy dizayn tenglamasi emas, balki boshlang'ich nuqtasi sifatida ko'rib chiqilishi kerak.

4. Nima uchun ish aylanishi aylanish nisbatiga ta'sir qiladi

Ko'pgina PWM quvvat manbalarida chiqish kuchlanishi kommutatsiya ish aylanishi orqali boshqariladi.

Ish aylanishi har bir kommutatsiya davrining ulushini ifodalaydi, bunda kommutatsiya davri transformatorga energiya beradi.

Soddalashtirilgan konvertor munosabatlari uchun chiqish kuchlanishi kirish voltaji, ish aylanishi va aylanish nisbati bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

Vakillik munosabatlari quyidagicha ifodalanishi mumkin:

Vout ≈ Vin × D × (Ns / Np)

Qayerda:

Vout=Chiqish kuchlanishi

Vin=Tegishli almashtirish-bosqichidagi kirish kuchlanishi

D=Ish davri

Ns/Np=Ikkilamchi{1}}birlamchi burilish nisbati-

Haqiqiy tenglama konvertor topologiyasi va sxema konfiguratsiyasiga bog'liq.

Shu sababli, transformator ishlab chiqaruvchisi yakuniy burilish nisbatini aniqlashdan oldin quvvat manbai topologiyasini bilishi kerak.

5. Kirish kuchlanish diapazoni e'tiborga olinishi kerak

Faqat nominal kirish kuchlanishidan foydalanish transformatorning mos bo'lmagan dizayniga olib kelishi mumkin.

Masalan, kommutatsiya quvvat manbai quyidagilardan ishlashi mumkin:

300–400 V doimiy oqim

bir qattiq kuchlanishda emas.

Transformator bu diapazonda to'g'ri ishlashi kerak, bunda kerakli chiqish kuchlanishini saqlab turish va ortiqcha magnit oqimdan qochish kerak.

Maxsus transformatorni ishlab chiqishda quyidagilarni ta'minlang:

Minimal kirish kuchlanishi

Nominal kirish kuchlanishi

Maksimal kirish kuchlanishi

Maksimal ish aylanishi

Kommutatsiya chastotasi

Kerakli chiqish kuchlanishi

Chiqish oqimi

Burilishlar nisbati bitta nominal qiymatdan ko'ra to'liq ish diapazoni bo'yicha baholanishi kerak.

6. Chiqish kuchlanishi har doim transformatorning ikkilamchi kuchlanishiga teng emas

Bu transformatorning aylanish nisbatlarini hisoblashda eng ko'p uchraydigan xatolardan biridir.

Aytaylik, quvvat manbai tartibga solinadigan 12 V doimiy kuchlanishni talab qiladi.

Bu transformatorning ikkilamchi o'rashi shunchaki 12 V uchun mo'ljallangan bo'lishi kerak degani emas.

Transformator va oxirgi doimiy oqim o'rtasida sxema quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin:

Rektifikatorli diodlar

Sinxron tuzatish

Chiqish induktorlari

Kondensatorlar

Voltajni tartibga solish sxemasi

PCB o'tkazgichlari

Ushbu komponentlar yukga etkazilgan haqiqiy kuchlanishga ta'sir qiladi.

Shuning uchun transformatorning ikkilamchi kuchlanishini to'liq quvvat manbai sxemasiga muvofiq aniqlash kerak.

Maxsus yuqori chastotali transformator uchun ishlab chiqaruvchi faqat oxirgi doimiy chiqish kuchlanishini emas, balki haqiqiy ikkilamchi{0}}yon talablarni qabul qilishi kerak.

7. Kuchlanishning pasayishi amaliy burilishlar nisbatiga ta'sir qiladi

Ideal transformatorda elektr yo'qotishlari yo'q. Haqiqiy transformator shunday qiladi.

Kuchlanishning pasayishi quyidagi sabablarga ko'ra yuzaga kelishi mumkin:

Birlamchi o'rash qarshiligi

Ikkilamchi o'rash qarshiligi

Rektifikator kuchlanishining pasayishi

Oqish induktivligi

Qurilmani yo'qotish-

PCB qarshiligi

Boshqa konvertor yo'qotishlari

Misol uchun, agar oxirgi chiqish yuk ostida 24 V da qolishi kerak bo'lsa, transformator kontaktlarning zanglashiga olib keladigan kuchlanish yo'qotishlarini qoplaydigan ikkilamchi kuchlanishni ta'minlashi kerak.

Kompensatsiya miqdori elektr ta'minoti dizayni va yuk sharoitlariga bog'liq.

Shuning uchun, haqiqiy burilish nisbati to'liq elektr yo'lini ko'rib chiqqandan keyin o'rnatilishi kerak.

8. Burilish nisbati va magnit yadro dizayni

Burilishlar nisbati sariqlar orasidagi kuchlanish munosabatini aniqlaydi, lekin burilishlarning mutlaq soni magnit yadro bilan ham mos kelishi kerak.

Yuqori chastotali transformator uchun asosiy burilishlarga quyidagilar ta'sir qiladi:

Amaldagi kuchlanish

Kommutatsiya chastotasi

Maksimal ish aylanishi

Yadro kesma- maydoni

Asosiy material

Maksimal oqim zichligi

To'lqin shaklini almashtirish

Juda oz birlamchi burilishlar haddan tashqari magnit oqimga olib kelishi va yadroni to'yinganlikka olib kelishi mumkin.

Juda ko'p burilishlar o'rash uzunligini, mis yo'qotilishini, qochqinning indüktansını va transformator hajmini oshirishi mumkin.

Shunday qilib, transformator dizayni ikkalasini ham talab qiladi:

To'g'ri aylanish nisbati

va

To'g'ri mutlaq burilishlar soni.

Bular bir-biriga bog'liq, ammo ular bir xil dizayn parametri emas.

9. Aylanish nisbati joriy munosabatni ham aniqlaydi

Transformatorning aylanish nisbati oqim va kuchlanish bilan bog'liq.

Ideal transformator uchun:

Ip / Is=Ns / Np

Qayerda:

Ip=Asosiy oqim

= Ikkilamchi joriy

Np=Asosiy burilishlar

Ns=Ikkilamchi burilishlar

Bu shuni anglatadiki, kuchlanish pasayganda, ikkilamchi tomon odatda bir xil uzatilgan quvvat uchun yuqori oqimga ega bo'ladi.

Bu transformatorning o'rash dizayniga bevosita ta'sir qiladi.

Ishlab chiqaruvchi haqiqiy oqimga muvofiq mos o'tkazgich o'lchamlarini va o'rash tartibini tanlashi kerak.

Yuqori -oqimli ikkilamchi sariqlar uchun dizayn quyidagilarni talab qilishi mumkin:

Kattaroq o'tkazgichlar

Bir nechta parallel simlar

Tegishli o'rash qatlamlari

Maxsus o'rash tartibi

Shuning uchun burilish nisbati har doim quvvat va joriy talablar bilan birga ko'rib chiqilishi kerak.

10. Misol: Quvvat manbai uchun aylanishlar nisbatini hisoblash

Soddalashtirilgan kommutatsiya quvvat manbaini ko'rib chiqing:

DC kirish: 320 V

Kerakli chiqish: 24 V

Kommutatsiya topologiyasi: yarim-ko‘prik

Taxminiy ish aylanishi: 50%

Oddiy kuchlanishni taqqoslash quyidagilarni beradi:

320 / 24 = 13.33

Biroq, yarim ko'prik ishini hisobga olmagan holda, 13,33:1 transformator nisbatini darhol belgilash noto'g'ri bo'ladi.

Transformatorning asosiy qismiga amalda qo'llaniladigan kuchlanish, ish aylanishi, tuzatish usuli, kuchlanish yo'qotishlari va tartibga solish diapazoni yakuniy dizaynga ta'sir qiladi.

Shuning uchun transformator ishlab chiqaruvchisi quyidagilarni aniqlash uchun to'liq quvvat manbai spetsifikatsiyasidan foydalanadi:

Tegishli yadro

Asosiy burilishlar

Ikkilamchi burilishlar

Burilish nisbati

Tel o'lchami

O'rash tartibi

Izolyatsiya tuzilishi

Kutilayotgan harorat ko'tarilishi

Shuning uchun transformatorni maxsus ishlab chiqish haqiqiy konvertor dizayni bilan birgalikda amalga oshirilishi kerak.

11. Umumiy transformatorning aylanish nisbatlarini hisoblashda xatolar

1-xato: Yakuniy nisbat sifatida kirish kuchlanishi ÷ Chiqish kuchlanishidan foydalanish

Bu ideal boshlang'ich nuqtasi sifatida ishlaydi, lekin ko'plab kommutatsiya quvvat manbai ilovalari uchun etarli emas.

2-xato: Konverter topologiyasiga e'tibor bermaslik

Qaytish, oldinga, yarim-ko'prik va to'liq{1}}ko'prik konvertorlari turli kuchlanish va energiya-o'tkazish munosabatlariga ega.

3-xato: Ish aylanishiga e'tibor bermaslik

PWM boshqaruvi transformator orqali etkazib beriladigan samarali kuchlanish va energiyani o'zgartiradi.

4-xato: shahar chiqishini ikkilamchi kuchlanish bilan chalkashtirib yuborish

Yakuniy tartibga solinadigan doimiy kuchlanish transformatorning zarur bo'lgan ikkilamchi kuchlanishidan rektifikatsiya va boshqa kontaktlarning zanglashiga olib kelishi sababli farq qilishi mumkin.

5-xato: Yadro oqimini tekshirmasdan aylanish nisbatini tanlash

To'g'ri kuchlanish nisbati, agar birlamchi burilishlarning mutlaq soni juda past bo'lsa, oqimning haddan tashqari zichligiga olib kelishi mumkin.

6-xato: o'rash oqimiga e'tibor bermaslik

O'rash o'tkazgichi quvvat manbai tomonidan ishlab chiqarilgan haqiqiy RMS va tepalik oqimlarini boshqarishga qodir bo'lishi kerak.

12. Maxsus transformator ishlab chiqaruvchisiga qanday ma'lumot berishingiz kerak?

Elektr ta'minoti uchun maxsus transformatorni talab qilganda, to'liq texnik ma'lumotlarni taqdim etish ishlab chiqaruvchiga dizaynni to'g'ri baholashga yordam beradi.

OEM loyihalari uchun ushbu parametrlar yuqori chastotali transformator ishlab chiqaruvchisiga to'liq bo'lmagan kuchlanish xususiyatlariga tayanish o'rniga magnit va o'rash dizaynini baholash uchun etarli ma'lumot beradi.

13. Transformator ishlab chiqaruvchisi bilan qachon ishlashingiz kerak?

Standart transformator kuchlanish, quvvat, chastota, o'lchamlar va o'rnatish talablari allaqachon mavjud dizaynga mos kelganda mos bo'lishi mumkin.

Biroq, OEM uskunalari uchun transformatorni haqiqiy quvvat manbaiga moslashtirish kerak bo'lishi mumkin.

Maxsus transformator ishlab chiqaruvchisi quyidagilarni baholashi mumkin:

Magnit yadro tanlash

Birlamchi va ikkilamchi burilishlar

O'rash tuzilishi

Tel tanlash

Izolyatsiya

Oqish induktivligi

Haroratning ko'tarilishi

Mexanik o'lchamlar

Ishlab chiqarishning mumkinligi

Bu, ayniqsa, transformator ma'lum bir PCBga mos kelishi yoki belgilangan samaradorlik va harorat oralig'ida ishlashi kerak bo'lganda juda muhimdir.

Xulosa

Transformatorning aylanish nisbatini hisoblash birlamchi va ikkilamchi kuchlanish o'rtasidagi munosabatdan boshlanadi:

Vp / Vs=Np / Ns

Ammo bu ideal munosabatlar amaliy quvvat manbai transformatori uchun faqat boshlang'ich nuqtadir.

Kommutatsiya ilovalari uchun yakuniy dizayn konvertor topologiyasi, ish aylanishi, kirish kuchlanish diapazoni, rektifikatsiya, kuchlanish yo'qotishlari, kommutatsiya chastotasi, magnit yadro, oqim zichligi, o'rash oqimi va termal sharoitlarni ham hisobga olishi kerak.

Yuqori chastotali transformator uchun to'g'ri burilish nisbati va burilishlarning mutlaq soni birgalikda ishlab chiqilishi kerak. Tegishli dizayn magnit oqim, o'rash yo'qotishlari, harorat ko'tarilishi va umumiy o'lchamlarni qo'llash talablari doirasida ushlab turganda kerakli kuchlanish o'zgarishini ta'minlashi kerak.

OEM va maxsus elektr ta'minoti loyihalari uchun transformator ishlab chiqaruvchisiga to'liq elektr va mexanik xususiyatlarni etkazib berish tegishli asosiy va ikkilamchi o'rash dizaynini aniqlashning eng ishonchli usuli hisoblanadi.

Asosiy xulosalar

Transformatorning aylanish nisbatini hisoblashda har doim quyidagilarni hisobga oling:

• Birlamchi va ikkilamchi kuchlanish
• Kirish kuchlanish diapazoni
• Konverter topologiyasi
• Ish aylanishi
• Kommutatsiya chastotasi
• Tuzatish usuli
• Voltajning pasayishi va kontaktlarning zanglashiga olib kelishi
• Magnit yadro va oqim zichligi
• Birlamchi va ikkilamchi oqim
• Izolyatsiya va issiqlik talablari

Burilish nisbati asosiy kuchlanish munosabatlarini o'rnatadi, ammo transformatorning to'liq dizayni komponentning elektr ta'minotida haqiqatan ham ishonchli ishlashini aniqlaydi.