Berechnung eines Spartransformators mit einer Leistung bis 1 kW
Spartransformator – ein elektrischer Transformator, dessen Wicklung teilweise sowohl zum Primär- als auch zum Sekundärkreis gehört. Wenn die Primärwicklung AX vom Wechselstromnetz gespeist wird, wird im Kern ein magnetischer Fluss induziert, der darin eine EMK verursacht.
Im Abschnitt gx, dem Sekundärkreis, wird eine Spannung proportional zur Anzahl seiner Windungen eingestellt. Der Sekundärstrom I2 fließt durch den Abschnitt ax und der Primärstrom I1 durchläuft die gesamte Spule AX. Wenn die Last RH an einen Teil der Wicklung AX angeschlossen ist, haben die Ströme I1 und I2 eine entgegengesetzte Richtung und daher fließt die Differenz der Ströme Iax = I1 — I2 durch die Wicklung AX. Dadurch kann die AX mit weniger Draht gewickelt werden.
Der Spartransformator in Abb. a, — abnehmend, da W1 > W2. Wenn die Eingangsspannung an die Spule angelegt wird, erhöht sich diese, da W2 < W1. Variabler Spartransformator Transformationsfaktor kann die Spannung stufenlos von 0 bis 1,1 Uvx einstellen. Bei dreiphasigen Spartransformatoren sind die Wicklungen normalerweise in einem Stern geschaltet und haben einen Anschluss an einen Sternpunkt (Abb. C).
Reis.1 Spartransformatorgerät: a – Abwärtstransformator, b – Schaltung, c – dreiphasig
Bei einem Spartransformator stehen Spannung und Strom in der Primär- und Sekundärwicklung im gleichen Verhältnis zueinander wie bei Transformatoren, d. h. U2 / U1 = W2 / W1 = K, wobei U2 und U1 die Spannungen in der Sekundär- und Primärwicklung sind; W2 und W1 – die Anzahl der Windungen in den jeweiligen Wicklungen; K ist der Transformationskoeffizient.
Die resultierende Leistung in der Sekundärwicklung (Spartransformatorleistung) beträgt P2 = Pat = U2I2.
Im Fall eines Abwärtstransformators ist I = I2 — I1 oder I2 = I + I1.
Daher ist Rat = U2I2 = U2 (I + I1) = U2I + U2I1.
Daraus folgt, dass Rath aus zwei Begriffen besteht: Leistung Pt = U2I, die aufgrund der transformatorischen (magnetischen) Verbindung zwischen den beiden Stromkreisen an die Sekundärwicklung geliefert wird; Leistung Pe = U2I1, die aufgrund der gleichzeitigen elektrischen Verbindung zwischen den Wicklungen von der Primärwicklung zur Sekundärwicklung übertragen wird.
Die Leistung Pt ist die Leistung, für die der Spartransformator berechnet werden muss:
um Pt = Rat (1 – K) zu senken,
zur Erhöhung von Pt = Rat (1 — 1 / K).
Kernquerschnittsfläche S = 1,2√PT.
Die Anzahl der Wicklungen bei 1 V Spannung, W0 = 45000 / BH, wobei H die magnetische Induktion des Kerns ist; B – Magnetisierungskraft.
Die Anzahl der Windungen jeder Wicklung W1 = WU1; 2 = WU2.
Die Wicklung des Spartransformators sollte im Dauerbetrieb nicht über 65 Grad C erhitzt werden. Um dies zu vermeiden, sollte die Stromdichte im Draht 2 ... 2,2 A / 1 mm² seines Querschnitts nicht überschreiten.
Der Durchmesser des Drahtes wird nach der Formel d = 0,8√Az berechnet, wobei d der Durchmesser des Wickeldrahtes in mm ist; I ist der Strom in der entsprechenden Spule, A.
Der vom Spartransformator aus dem Netzwerk aufgenommene Strom, I1 = Rat / U1, Laststrom I2 = Rat / U2.