Ang isang transpormer ay naglilipat ng kuryente mula sa isang circuit patungo sa isa pang circuit nang walang pagbabago sa dalas. Naglalaman ito ng pangunahin at pangalawang paikot-ikot. Ang pangunahing paikot-ikot ay konektado sa pangunahing supply at pangalawa sa kinakailangang circuit. Sa aming circuit ng proyekto , Kinuha namin ang disenyo ng mababang lakas (10 KVA) solong phase 50 hertz power transpormer ayon sa aming kinakailangan sa proyekto.
Ang transpormer ay karaniwang ng tatlong uri:
- Pangunahing Uri
- Uri ng Shell
- Toroidal
Sa core, ang mga uri ng paikot-ikot na pumapalibot sa isang bahagi ng core samantalang sa uri ng shell na core ay pumapaligid sa mga paikot-ikot. Sa uri ng Core, mayroong dalawang pangunahing uri kabilang ang uri ng E-I at uri ng U-T. Dito sa disenyo ng transpormer , ginamit namin ang pangunahing uri ng E-I. Pinili namin ang E-I core habang ang paikot-ikot ay mas madali kung ihahambing sa toroidal, ngunit ang kahusayan ay napakataas (95% -96%). Ito ay sapagkat ang pagkawala ng pagkilos ng bagay ay napakaliit sa toroidal cores kumpara.
Ang mga transformer na nagtatrabaho sa proyekto ay
- Series transformer: Upang maibigay ang kinakailangang boost o buck voltage at
- Control transpormer: Para sa sensing ang output boltahe at para sa supply ng kuryente.
Mga Formula ng Disenyo:
Dito kinukuha namin ang sanggunian ng paikot-ikot na data sa enameled na tansong wire ng tanso at mga sukat ng talahanayan ng stampings ng transpormer upang piliin ang input at output winding SWG at core ng transpormer para sa mga ibinigay na pagtutukoy.
Sinusundan ang pamamaraan ng disenyo na ipinapalagay na ang sumusunod na detalye ng isang transpormer ay ibinigay: -
- Pangalawang boltahe (Vs)
- Pangalawang pangalawang (Ay)
- Lumiliko ang ratio (n2 / n1)
Mula sa mga ibinigay na detalye kinakalkula namin ang Lapad ng wika, taas ng stack, pangunahing uri, window area tulad ng sumusunod: -
- Pangalawang Volt-Amps (SVA) = pangalawang boltahe (Vs) * pangalawang kasalukuyang (Ay)
- Pangunahing Volt-Amps (PVA) = Pangalawang Volt-Amps (SVA) / 0.9 (ipinapalagay na kahusayan ng transpormer na 90%)
- Pangunahing boltahe (Vp) = Pangalawang boltahe (Vs) / liko ratio (n2 / n1)
- Pangunahing kasalukuyang (Ip) = Pangunahing Volt-Amps (PVA) / Pangunahing boltahe (Vp)
- Ang nangangailangan ng cross-sectional area ng core ay ibinibigay ng: - Core area (CA) = 1.15 * sqrt (Pangunahing Volt-amps (PVA))
- Gross core area (GCA) = Core area (CA) * 1.1
- Ang bilang ng mga pag-on sa paikot-ikot ay nagpasya sa pamamagitan ng ratio na ibinigay bilang: - Lumiliko bawat volt (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * pangunahing lugar * dalas * density ng pagkilos ng bagay)
Paikot-ikot na data sa Enameled wire na tanso
(@ 200A / cm²)
Max. Kasalukuyang Kapasidad (Amp.) | Lumiliko / Sq. cm | SWG | Max. Kasalukuyang Kapasidad (Amp.) | Lumiliko / Sq. cm | SWG | |
0.001 | 81248 | limampu | 0.1874 | 711 | 29 | |
0.0015 | 62134 | 49 | 0.2219 | 609 | 28 | |
0.0026 | 39706 | 48 | 0.2726 | 504 | 27 | |
0.0041 | 27546 | 47 | 0.3284 | 415 | 26 | |
0.0059 | 20223 | 46 | 0.4054 | 341 | 25 | |
0.0079 | 14392 | Apat lima | 0.4906 | 286 | 24 | |
0.0104 | 11457 | 44 | 0.5838 | 242 | 2. 3 | |
0.0131 | 9337 | 43 | 0.7945 | 176 | 22 | |
0.0162 | 7755 | 42 | 1.0377 | 137 | dalawampu't isa | |
0.0197 | 6543 | 41 | 1,313 | 106 | dalawampu | |
0.0233 | 5595 | 40 | 1,622 | 87.4 | 19 | |
0.0274 | 4838 | 39 | 2,335 | 60.8 | 18 | |
0.0365 | 3507 | 38 | 3,178 | 45.4 | 17 | |
0.0469 | 2800 | 37 | 4,151 | 35.2 | 16 | |
0.0586 | 2286 | 36 | 5,254 | 26.8 | labinlimang | |
0.0715 | 1902 | 35 | 6,487 | 21.5 | 14 | |
0.0858 | 1608 | 3. 4 | 8,579 | 16.1 | 13 | |
0.1013 | 1308 | 33 | 10,961 | 12.8 | 12 | |
0.1182 | 1137 | 32 | 13,638 | 10.4 | labing-isang | |
0.1364 | 997 | 31 | 16.6 | 8.7 | 10 | |
0.1588 | 881 | 30 |
Dimensyon ng mga stamping ng Transformer (Core table):
Uri ng Numero | Lapad ng Dila (cm) | Window Area (Sq. Cm) | Uri ng Numero | Lapad ng Dila (cm) | Window Area (Sq. Cm) | |
17 | 1.27 | 1,213 | 9 | 2,223 | 7,865 | |
12A | 1,588 | 1,897 | 9A | 2,223 | 7,865 | |
74 | 1,748 | 2,284 | 11A | 1,905 | 9,072 | |
2. 3 | 1,905 | 2,723 | 4A | 3,335 | 10,284 | |
30 | dalawa | 3 | dalawa | 1,905 | 10,891 | |
| 1,588 | 3,329 | 16 | 3.81 | 10,891 | |
31 | 2,223 | 3,703 | 3 | 3.81 | 12,704 | |
10 | 1,588 | 4,439 | 4AX | 2,383 | 13,039 | |
labinlimang | 2.54 | 4,839 | 13 | 3,175 | 14,117 | |
33 | 2.8 | 5.88 | 75 | 2.54 | 15,324 | |
1 | 1,667 | 6,555 | 4 | 2.54 | 15,865 | |
14 | 2.54 | 6,555 | 7 | 5.08 | 18,969 | |
labing-isang | 1,905 | 7,259 | 6 | 3.81 | 19,356 | |
3. 4 | 1,588 | 7,529 | 35A | 3.81 | 39,316 | |
3 | 3,175 | 7,562 | 8 | 5.08 | 49,803 |
Para sa pagpapatakbo sa supply ng mains, ang dalas ay 50HZ, habang ang density ng pagkilos ng bagay ay maaaring makuha bilang 1Wb / sq cm. para sa ordinaryong Steel stampings at 1.3Wb / sq cm para sa CRGO stampings, depende sa uri na gagamitin.
Dahil dito
- Pangunahing liko (n1) = Lumiliko bawat volt (Tpv) * Pangunahing boltahe (V1)
- Pangalawang pagliko (n2) = Lumiliko bawat volt (Tpv) * pangalawang boltahe (V2) * 1.03 (Ipagpalagay na mayroong 3% na drop sa mga winding ng transpormer)
- Ang lapad ng dila ng mga laminations ay humigit-kumulang na ibinigay ng: -
Lapad ng dila (Tw) = Sqrt * (GCA)
Kasalukuyang density
Ito ang kasalukuyang kapasidad ng pagdadala ng isang wire bawat yunit ng cross sectional area. Ito ay ipinahayag sa mga yunit ng Amp / cm². Ang nabanggit sa itaas na talahanayan ng kawad ay para sa isang tuluy-tuloy na rating sa kasalukuyang density ng 200A / cm². Para sa hindi tuloy-tuloy o paulit-ulit na mode ng pagpapatakbo ng transpormer maaaring pumili ang isang mas mataas na density hanggang sa 400A / cm² ibig sabihin, dalawang beses ang normal na density upang matipid ang gastos ng yunit. Pinili ito bilang, ang pagtaas ng temperatura para sa mga paulit-ulit na mga kaso ng pagpapatakbo ay mas mababa para sa patuloy na mga kaso ng pagpapatakbo.
Kaya depende sa kasalukuyang piniling mga density ay kinakalkula namin ngayon ang mga halaga ng pangunahin at pangalawang mga alon na hinanap sa wire table para sa pagpili ng SWG: -
n1a = Pangunahing kasalukuyang (Ip) kinakalkula / (kasalukuyang density / 200)
n2a = Pangalawang kasalukuyang (Ay) kinakalkula / (kasalukuyang density / 200)
Para sa mga halagang ito ng pangunahin at pangalawang alon na pinili namin ang kaukulang SWG at Lumiliko bawat sqcm mula sa wire table. Pagkatapos ay nagpapatuloy kami upang makalkula ang mga sumusunod: -
- Pangunahing lugar (pa) = Pangunahing liko (n1) / (Pangunahing liko bawat sqcm)
- Pangalawang lugar (sa) = Pangalawang pagliko (n2) / (Pangalawang pagliko bawat sqcm)
- Ang kabuuang lugar ng window na kinakailangan para sa core ay ibinibigay ng: -
Kabuuang lugar (TA) = Pangunahing lugar (pa) + Pangalawang lugar (sa)
- Ang labis na puwang na kinakailangan para sa dating at pagkakabukod ay maaaring makuha bilang 30% dagdag na puwang ng kung ano ang kinakailangan ng aktwal na paikot-ikot na lugar. Ang halagang ito ay tinatayang at maaaring kailanganing mabago, depende sa aktwal na paikot-ikot na pamamaraan.
Window area (Wacal) = Kabuuang lugar (TA) * 1.3
Para sa nakalkulang halaga sa itaas ng lapad ng dila, pipiliin namin ang pangunahing numero at window area mula sa pangunahing talahanayan na tinitiyak na ang lugar ng window na pinili ay mas malaki kaysa o katumbas ng Gross core area. Kung ang kundisyong ito ay hindi nasiyahan nagpupunta kami para sa isang mas mataas na lapad ng dila na tinitiyak ang parehong kondisyon na may kaukulang pagbaba sa taas ng stack upang mapanatili ang humigit-kumulang na pare-pareho na gross core area.
Sa gayon makakakuha kami ng magagamit na lapad ng dila (Twavail) at lugar ng window ((magamit) (aWa)) mula sa pangunahing talahanayan
- Taas ng Stack = Gross core area / Lapad ng dila ((magagamit) (atw)).
Para sa magagamit na komersyal na dating mga layunin sa laki, inaasahan namin ang taas ng stack sa ratio ng lapad ng dila sa pinakamalapit na sumusunod na mga numero ng 1.25, 1.5, 1.75. Sa pinakapangit na kaso kinukuha namin ang ratio na katumbas ng 2. Subalit ang anumang ratio hanggang sa 2 ay maaaring makuha na tatawag para sa paggawa ng isang dating.
Kung ang ratio ay mas malaki sa 2 pumili kami ng isang mas mataas na lapad ng dila (aTw) na tinitiyak ang lahat ng mga kondisyon tulad ng nasa itaas.
- Taas ng stack (ht) / lapad ng dila (aTw) = (ilang ratio)
- Binago ang taas ng stack = Lapad ng dila (aTw) * Pinakamalapit na halaga ng karaniwang ratio
- Binago ang Gross core area = Lapad ng dila (aTw) * Binago ang taas ng stack.
Nalalapat ang parehong pamamaraan ng disenyo para sa control transpormer, kung saan kailangan naming tiyakin na ang taas ng stack ay katumbas ng Tongue lapad.
Sa gayon nakita namin ang pangunahing numero at taas ng stack para sa mga naibigay na pagtutukoy.
Pagdidisenyo ng isang transpormer gamit ang isang halimbawa:
- Ang mga ibinigay na detalye ay ang mga sumusunod: -
- Sinabi ni Sec. boltahe (Vs) = 60V
Sec kasalukuyang (Ay) = 4.44A
- Lumiliko bawat ratio (n2 / n1) = 0.5
Ngayon ay mayroon kaming mga kalkulasyon tulad ng sumusunod: -
- Sec.Volt-Amps (SVA) = Vs * Ay = 60 * 4.44 = 266.4VA
- Prim.Volt-Amps (PVA) = SVA / 0.9 = 296.00VA
- Prim.Voltage (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 60 / 0.5 = 120V
- Prim.current (Ip) = PVA / Vp = 296.0 / 120 = 2.467A
- Core Area (CA) = 1.15 * sqrt (PVA) = 1.15 * sqrt (296) = 19.785 cm²
- Gross core area (GCA) = CA * 1.1 = 19.785 * 1.1 = 21.76 cm²
- Lumiliko bawat volt (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * CA * dalas * Flux density) = 1 / (4.44 * 10-4 * 19.785 * 50 * 1) = 2.272 turn per volt
- Prim.Turns (N1) = Tpv * Vp = 2.276 * 120 = 272.73 lumiliko
- Sec.Turns (N2) = Tpv * Vs * 1.03 = 2.276 * 60 * 1.03 = 140.46 lumiliko
- Lapad ng dila (TW) = Sqrt * (GCA) = 4.690 cm
- Pinipili namin ang kasalukuyang density bilang 300A / cm², ngunit ang kasalukuyang density sa talahanayan ng kawad ay ibinibigay para sa 200A / cm², pagkatapos
- Pangunahing kasalukuyang halaga ng paghahanap = Ip / (kasalukuyang density / 200) = 2.467 / (300/200) = 1.644A
- Pangalawang kasalukuyang halaga ng paghahanap = Ay / (kasalukuyang density / 200) = 4.44 / (300/200) = 2.96A
Para sa mga halagang ito ng pangunahin at pangalawang alon na pinili namin ang kaukulang SWG at Lumiliko bawat sqcm mula sa wire table.
SWG1 = 19 SWG2 = 18
Lumiko bawat sqcm ng pangunahing = 87.4 cm² lumiliko bawat sqcm ng pangalawang = 60.8 cm²
- Pangunahing lugar (pa) = n1 / lumiliko bawat sqcm (pangunahing) = 272.73 / 87.4 = 3.120 cm²
- Pangalawang lugar (sa) = n2 / lumiliko bawat sqcm (pangalawang) = 140.46 / 60.8 = 2.310 cm²
- Total area(at) = pa + sa = 3.120 + 2.310 = 5.430 cm²
- Window area (Wa) = kabuuang lugar * 1.3 = 5.430 * 1.3 = 7.059 cm²
Para sa nakalkulang halaga sa itaas ng lapad ng dila, pipiliin namin ang pangunahing numero at window area mula sa pangunahing talahanayan na tinitiyak na ang lugar ng window na pinili ay mas malaki kaysa o katumbas ng Gross core area. Kung ang kundisyong ito ay hindi nasiyahan nagpupunta kami para sa isang mas mataas na lapad ng dila na tinitiyak ang parehong kondisyon na may kaukulang pagbaba sa taas ng stack upang mapanatili ang humigit-kumulang na pare-pareho na gross core area.
Sa gayon makukuha namin ang lapad ng dila (Twavail) at lugar ng window ((magamit) (aWa)) mula sa pangunahing talahanayan:
- Kaya ang lapad ng dila na magagamit (atw) = 3.81cm
- Magagamit ang window area (awa) = 10.891 cm²
- Pangunahing numero = 16
- Taas ng Stack = gca / atw = 21.99 / 3.810 = 5.774cm
Para sa mga kadahilanan sa pagganap, tinatantiya namin ang taas ng stack sa lapad ng dila (aTw) sa pinakamalapit na sumusunod na mga numero ng 1.25, 1.5, at 1.75. Sa pinakapangit na kaso kinukuha namin ang ratio na katumbas ng 2.
Kung ang ratio ay mas malaki sa 2 pumili kami ng isang mas mataas na lapad ng dila na tinitiyak ang lahat ng mga kondisyon tulad ng nasa itaas.
- Taas ng stack (ht) / lapad ng dila (aTw) = 5.774 / 3.81 = 1.516
- Binago ang taas ng stack = Lapad ng dila (aTw) * Pinakamalapit na halaga ng karaniwang ratio = 3.810 * 1.516 = 5.715cm
- Binago ang Gross core area = Lapad ng dila (aTw) * Binago ang taas ng stack = 3.810 * 5.715 = 21.774 cm²
Sa gayon nakita namin ang pangunahing numero at taas ng stack para sa mga naibigay na pagtutukoy.
Disenyo ng isang maliit na transpormador ng kontrol na may halimbawa:
Ang mga ibinigay na detalye ay ang mga sumusunod: -
- Sinabi ni Sec. boltahe (Vs) = 18V
- Sec kasalukuyang (Ay) = 0.3A
- Lumiliko bawat ratio (n2 / n1) = 1
Ngayon ay mayroon kaming mga kalkulasyon tulad ng sumusunod: -
- Sec.Volt-Amps (SVA) = Vs * Ay = 18 * 0.3 = 5.4VA
- Prim.Volt-Amps (PVA) = SVA / 0.9 = 5.4 / 0.9 = 6VA
- Prim. Boltahe (Vp) = V2 / (n2 / n1) = 18/1 = 18V
- Prim. kasalukuyang (Ip) = PVA / Vp = 6/18 = 0.333A
- Core Area (CA) = 1.15 * sqrt (PVA) = 1.15 * sqrt (6) = 2.822 cm²
- Saklaw ng core area (GCA) = CA * 1.1 = 2.822 * 1.1 = 3.132 cm²
- Lumiliko bawat volt (Tpv) = 1 / (4.44 * 10-4 * CA * dalas * Flux density) = 1 / (4.44 * 10-4 * 2.822 * 50 * 1) = 15.963 liko bawat volt
- Prim. Lumiliko (N1) = Tpv * Vp = 15.963 * 18 = 287.337 lumiliko
- Sec.Turns (N2) = Tpv * Vs * 1.03 = 15.963 * 60 * 1.03 = 295.957 lumiliko
- Lapad ng dila (TW) = Sqrt * (GCA) = sqrt * (3.132) = 1.770 cm
Pinipili namin ang kasalukuyang density bilang 200A / cm², ngunit ang kasalukuyang density sa wire table ay ibinibigay para sa 200A / cm², pagkatapos
- Pangunahing kasalukuyang halaga ng paghahanap = Ip / (kasalukuyang density / 200) = 0.333 / (200/200) = 0.333A
- Pangalawang kasalukuyang halaga ng paghahanap = Ay / (kasalukuyang density / 200) = 0.3 / (200/200) = 0.3A
Para sa mga halagang ito ng pangunahin at pangalawang alon na pinili namin ang kaukulang SWG at Mga Pagliko bawat Sq. cm mula sa wire table.
SWG1 = 26 SWG2 = 27
Lumiko bawat Sq. cm ng pangunahing = 415 liko Pagliko sa bawat Sq. cm ng pangalawang = 504 liko
- Pangunahing lugar (pa) = n1 / lumiliko bawat sqcm (pangunahing) = 287.337 / 415 = 0.692 cm²
- Pangalawang lugar (sa) = n2 / lumiliko bawat sqcm (pangalawang) = 295.957 / 504 = 0.587 cm²
- Total area(at) = pa + sa = 0.692 + 0.587 = 1.280 cm²
- Window area (Wa) = kabuuang lugar * 1.3 = 1.280 * 1.3 = 1.663 cm²
Para sa nakalkulang halaga sa itaas ng lapad ng dila, pipiliin namin ang pangunahing numero at window area mula sa pangunahing talahanayan na tinitiyak na ang lugar ng window na pinili ay mas malaki kaysa o katumbas ng Gross core area. Kung ang kundisyong ito ay hindi nasiyahan nagpupunta kami para sa isang mas mataas na lapad ng dila na tinitiyak ang parehong kondisyon na may kaukulang pagbaba sa taas ng stack upang mapanatili ang humigit-kumulang na pare-pareho na gross core area.
Sa gayon makakakuha kami ng magagamit na lapad ng dila (Twavail) at lugar ng window ((magamit) (aWa)) mula sa pangunahing talahanayan
- Kaya ang lapad ng dila na magagamit (atw) = 1.905cm
- Magagamit ang window area (awa) = 18.969 cm²
- Pangunahing numero = 23
- Taas ng Stack = gca / atw = 3.132 / 1.905 = 1.905cm
Kaya ang control transpormer ay dinisenyo.
