วิธีสร้าง Step Down Transformers

หม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์เป็นอุปกรณ์ที่ช่วยลดศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับที่สูงขึ้นไปยังศักย์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ต่ำลงตามอัตราส่วนและข้อกำหนดของขดลวด

ในบทความนี้เราจะพูดถึงวิธีการออกแบบและสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step down ขั้นพื้นฐานซึ่งโดยทั่วไปจะใช้กับแหล่งจ่ายไฟที่ใช้ระบบเมน

บทนำ

สิ่งนี้น่าจะช่วยให้มือสมัครเล่นอิเล็กทรอนิกส์สามารถพัฒนาและสร้างหม้อแปลงไฟฟ้าของตนเองได้ตามความต้องการเฉพาะของพวกเขา ภายในหน้าถัดไปจะมีการนำเสนอวิธีการจัดวางแบบง่ายเพื่อให้ได้หม้อแปลงที่พัฒนาอย่างน่าพอใจ ในทางกลับกันกระบวนการออกแบบอาจเป็นเรื่องของการทดลองบางอย่าง

ตารางที่นำเสนอในบทความนี้การคำนวณการตัดแต่งแบบสั้นซึ่งช่วยให้นักออกแบบสามารถหาขนาดของลวดหรือแม้แต่การเคลือบแกนที่เหมาะสมได้ ข้อมูลและการคำนวณที่เกี่ยวข้องโดยเฉพาะมีให้ที่นี่เพื่อให้แน่ใจว่าผู้ออกแบบจะไม่งงงันกับรายละเอียดที่ไม่ต้องการ

ที่นี่เราจะเจาะจง พูดคุยเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า ซึ่งมีลวดทองแดงหุ้มฉนวน 2 เส้นขึ้นไปรอบแกนเหล็ก ขดลวดปฐมภูมิหนึ่งเส้นและขดลวดทุติยภูมิอย่างน้อยหนึ่งเส้น

ขดลวดแต่ละอันถูกแยกออกจากกันด้วยไฟฟ้า แต่จะเชื่อมต่อด้วยแม่เหล็กโดยใช้แกนเหล็กเคลือบ หม้อแปลงขนาดเล็กมีโครงสร้างลักษณะเปลือกกล่าวคือขดลวดถูกล้อมรอบด้วยแกนตามที่แสดงในรูปที่ 1 กำลังไฟฟ้าที่จ่ายโดยทุติยภูมินั้นส่งมาจากเครื่องปฐมภูมิแม้ว่าที่ระดับแรงดันจะขึ้นอยู่กับอัตราส่วนการคดเคี้ยวของ a คู่ของคดเคี้ยว

การตีความวิดีโอ

การออกแบบหม้อแปลงพื้นฐาน

ในช่วงเริ่มต้นของการออกแบบหม้อแปลงจะต้องมีการแสดงการประเมินแรงดันไฟฟ้าหลักและรองและระดับแอมแปร์ทุติยภูมิอย่างชัดเจน

หลังจากนั้นให้กำหนดเนื้อหาหลักที่จะใช้: ปั๊มเหล็กธรรมดาหรือปั๊มรีดเย็นแบบเกรน (CRGO) CRGO มีความหนาแน่นของฟลักซ์ที่อนุญาตมากขึ้นและลดการสูญเสีย

ส่วนหน้าตัดที่ดีที่สุดที่เป็นไปได้ของแกนถูกกำหนดโดย:

Core Area: 1.152 x √ (แรงดันขาออก x กระแสไฟขาออก) ตร.ซม.

สำหรับหม้อแปลงที่มีหน่วยวินาทีหลายตัวต้องพิจารณาผลรวมของผลิตภัณฑ์โวลต์แอมป์เอาต์พุตของขดลวดแต่ละอัน

ปริมาณการหมุนของขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิถูกกำหนดโดยใช้สูตรสำหรับอัตราส่วนรอบต่อโวลต์ดังนี้:

เปลี่ยนต่อโวลต์ = 1 / (4.44 x 10^-4ความถี่ x พื้นที่แกน x ความหนาแน่นของฟลักซ์)

ที่นี่ความถี่ปกติคือ 50Hz สำหรับแหล่งจ่ายไฟหลักในครัวเรือนของอินเดีย ความหนาแน่นของฟลักซ์ถือได้ว่าประมาณ 1.0 เวเบอร์ / ตร.ม. มีไว้สำหรับปั๊มเหล็กธรรมดาและประมาณ 1.3 เวเบอร์ / ตร.ม. สำหรับปั๊ม CRGO

การคำนวณการคดเคี้ยวหลัก

กระแสในการขดลวดปฐมภูมิแสดงโดยสูตร:

กระแสหลัก = ผลรวมของ o / p โวลต์และ o / p แอมป์หารด้วยประสิทธิภาพของโวลต์หลัก x

ประสิทธิภาพของหม้อแปลงขนาดเล็กสามารถเบี่ยงเบนระหว่าง 0.8 ถึง0.§6 ค่า 0.87 ใช้ได้ดีมากสำหรับหม้อแปลงทั่วไป

ต้องกำหนดขนาดลวดที่เหมาะสมสำหรับขดลวด เส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวดขึ้นอยู่กับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดสำหรับขดลวดและความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตของเส้นลวด

ความหนาแน่นกระแสอาจสูงถึง 233 แอมป์ / ตร.ซม. ในหม้อแปลงขนาดเล็กและน้อยที่สุด 155 แอมป์ / ตร.ซม. ในกลุ่มใหญ่

ข้อมูลที่คดเคี้ยว

โดยทั่วไปจะมีค่า 200 แอมป์ / ตร.ซม. อาจได้รับการพิจารณาตามตาราง # 1 ที่สร้างขึ้น จำนวนรอบในขดลวดปฐมภูมิแสดงโดยสูตร:

หลัก Turns = เทิร์นต่อโวลต์ x โวลต์หลัก

ห้องที่ใช้ขดลวดจะถูกกำหนดโดยความหนาแน่นของฉนวนเทคนิคการคดเคี้ยวและเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นลวด

ตาราง # 1 แสดงค่าโดยประมาณของรอบต่อตารางซม. ซึ่งเราสามารถคำนวณพื้นที่หน้าต่างที่ใช้โดยขดลวดปฐมภูมิ

พื้นที่คดเคี้ยวหลัก = รอบปฐมภูมิ / รอบต่อตารางซม. จากตาราง # 1

การคำนวณขดลวดทุติยภูมิ

เมื่อพิจารณาว่าเรามีพิกัดกระแสไฟฟ้าทุติยภูมิที่สันนิษฐานไว้เราจึงสามารถกำหนดขนาดสายไฟสำหรับขดลวดทุติยภูมิได้ง่ายๆโดยไปที่ตาราง # 1 โดยตรง

ปริมาณการหมุนของทุติยภูมิจะคำนวณด้วยวิธีการที่เหมือนกันเมื่อพูดถึงหลัก แต่ควรรวมรอบส่วนเกินประมาณ 3% เพื่อคืนเงินสำหรับการลดลงภายในของแรงดันไฟฟ้าที่คดเคี้ยวทุติยภูมิของหม้อแปลงเมื่อโหลด ดังนั้น

รอบรอง = 1.03 (รอบต่อโวลต์ x โวลต์ทุติยภูมิ)

พื้นที่หน้าต่างที่จำเป็นสำหรับการขดลวดทุติยภูมิถูกระบุจากตาราง # 2 เป็น

พื้นที่หน้าต่างรอง = รอบรอง / รอบต่อ ตร.ซม. (จากตาราง # 2 ด้านล่าง)

การคำนวณขนาดแกน

การวัดคุณสมบัติหลักในการเลือกแกนกลางอาจเป็นพื้นที่หน้าต่างทั้งหมดของพื้นที่คดเคี้ยวที่สามารถเข้าถึงได้

พื้นที่หน้าต่างทั้งหมด = พื้นที่หน้าต่างหลัก + ผลรวมของพื้นที่หน้าต่างรอง + พื้นที่สำหรับอดีตและฉนวนกันความร้อน

จำเป็นต้องมีพื้นที่เพิ่มเล็กน้อยเพื่อรองรับอดีตและฉนวนระหว่างคดเคี้ยว ปริมาณพื้นที่พิเศษที่เฉพาะเจาะจงอาจแตกต่างกันแม้ว่า 30% อาจถือได้ว่าเริ่มต้นด้วยแม้ว่าอาจต้องปรับแต่งในภายหลัง

ขนาดตารางของการปั๊มหม้อแปลง

ขนาดแกนที่สมบูรณ์แบบที่มีพื้นที่หน้าต่างมากขึ้นโดยทั่วไปจะพิจารณาจากตาราง # 2 โดยคำนึงถึงช่องว่างระหว่างการเคลือบในขณะที่วางซ้อนกัน (องค์ประกอบการเรียงแกนหลักอาจใช้เป็น 0.9) ตอนนี้เรามี

พื้นที่แกนรวม = พื้นที่แกน / 0.9 ตร.ซม. โดยทั่วไปควรใช้กิ่งกลางเป็นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส

สำหรับสิ่งนี้ความกว้างของลิ้นของการเคลือบคือ

ความกว้างลิ้น = √พื้นที่แกนรวม (ตร.ซม. )

ตอนนี้อ้างถึงตาราง # 2 อีกครั้งและเป็นจุดสุดท้ายให้ค้นหาขนาดแกนที่เหมาะสมโดยมีพื้นที่หน้าต่างเพียงพอและค่าใกล้เคียงของความกว้างของลิ้นตามที่คำนวณ ปรับเปลี่ยนความสูงของสแต็กตามความจำเป็นเพื่อให้ได้ส่วนแกนหลักที่ต้องการ

ความสูงของกอง = พื้นที่แกนรวม / ความกว้างลิ้นจริง

กองจะต้องมีความกว้างไม่มากนักใต้ลิ้นควรมากกว่า อย่างไรก็ตามต้องไม่เกิน 11/2 เท่าของความกว้างลิ้น

แผนภาพการประกอบหลัก

วิธีการประกอบหม้อแปลง

การม้วนจะทำบนอดีตฉนวนหรือกระสวยที่พอดีกับเสากลางของการเคลือบแกน โดยทั่วไปมักจะพันแผลก่อนและถัดไปคือแผ่นรองโดยมีฉนวนกันความร้อนระหว่างสองชั้นของขดลวด

ชั้นฉนวนสุดท้ายชั้นหนึ่งถูกนำไปใช้ที่ด้านบนของขดลวดเพื่อป้องกันทั้งหมดจากการเสื่อมสภาพของกลไกและการสั่นสะเทือน เมื่อใดก็ตามที่มีการใช้สายไฟบาง ๆ ปลายของมันจะต้องบัดกรีกับสายไฟที่หนักกว่าเพื่อที่จะนำขั้วออกนอกอดีต

โดยปกติการเคลือบจะถูกนำมาประกบกันโดยการเคลือบแบบอื่นกลับด้านในการตั้งค่า การเคลือบจะต้องถูกมัดเข้าด้วยกันอย่างแน่นหนาโดยใช้โครงยึดที่เหมาะสมหรือโดยใช้น็อตและสลักเกลียว (ในกรณีที่มีการให้รูเจาะภายในชุดประกอบการเคลือบ)

วิธีใช้ Shielding

นี่อาจเป็นความคิดที่ชาญฉลาดในการใช้การป้องกันไฟฟ้าสถิตระหว่างขดลวดหลักและขดลวดทุติยภูมิเพื่อหลีกเลี่ยงการรบกวนทางไฟฟ้าจากการเคลื่อนที่ข้ามไปยังขดลวดทุติยภูมิจากหลัก

โล่สำหรับหม้อแปลงแบบ step down สามารถสร้างขึ้นจากฟอยล์ทองแดงซึ่งสามารถพันระหว่างขดลวดทั้งสองได้นานกว่าตุ้ม จะต้องมีฉนวนกันความร้อนทั่วทั้งฟอยล์และได้รับการดูแลอย่างเหมาะสมเพื่อไม่ให้ปลายทั้งสองของฟอยล์สัมผัสกัน นอกจากนี้ยังสามารถบัดกรีสายไฟด้วยฟิลด์ป้องกันนี้และเชื่อมต่อกับสายกราวด์ของวงจรหรือด้วยการเคลือบของหม้อแปลงซึ่งอาจยึดกับสายกราวด์ของวงจร