Электрика, двигатели

Электродвигатели
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ
В ТРЕХФАЗНОЕ
Трехфазные электродвигатели в быту и любительской практике приводят в действие
самые разнообразные механизмы - циркулярную пилу, электрорубанок, вентилятор,
сверлильный станок, насос. Для питания таких двигателей от однофазной сети
применяют различные ёмкостные или индуктивно-ёмкостные фазосдвигающие цепи.
Неплохо былобы иметь одну такую цепь для всех двигателей, но сделать это не
позволяет необходимость изменять параметры её элементов в зависимости от
мощности и схемы соединения обмоток двигателя. Есть другой выход- получить
трёхфазное напряжение из однофазного с помощью электродвигателя, выполняющие
функции генератора.
Известно, что любая электрическая машина обратима: генератор может служить
двигателем, и наоборот. Ротор обычного асинхронного электродвигателя после
случайного отключения одной из обмоток продолжает вращаться, причем между
выводами отключенной обмотки имеется
электродвижущаяся сила.
Под действием магнитного поля статора в
короткозамкнутой обмотке ротора
асинхронного двигателя протекают токи,
превращающие ротор в электромагнит с явно
выраженными полюсами, индуктирующий
напряжение синусоидальной формы в
обмотках статора, в том числе не
подключенных к сети. Сдвиг фаз между
синусоидами в разных обмотках зависит
только от расположения последних на статоре и в трёхфазном двигателе в точности равен
120 градусов.
Основное условие превращения асинхронного электродвигателя в преобразователь числа
фаз - вращающийся ротор. Поэтому его следует предварительно раскрутить, например, с
помощью обычного фазосдвигающего конденсатора, емкость которого расчитывается по
формуле С=K*Iф/Uс, где К=2800, если обмотки двигателя соединены звездой, или 4800,
если треугольником; Iф - номинальный фазовый ток электродвигателя, А; Uф напряжение однофазной сети, В. Можно применять конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ,
К42-4 на рабочее напряжение не менее 250 В. Конденсатор нужен только для запуска
двигателя - генератора, затем его цепь разрывают, причем ротор продолжает вращаться.
Поэтому ёмкость фазосдвигающего конденсатора не влияет на качество генерируемого
напряжения. К обмоткам статора можно подключать трехфазную нагрузку. Если её нет,
энергия питающей сети расходуется лишь на преодоление силы трения в подшипниках
ротора (не считая обычных потерь в меди и
железе), поэтому КПД преобразователя
довольно велик.
В качестве преобразователя числа фаз было
испытано несколько различных
электродвигателей. Те из них, обмотки
которых соединены звездой с выводами от
общей точки (нейтралью), подключили по схеме, показанной на рис. 1. В случае
соединения обмоток звездой без нейтрали или треугольником применяли схемы,
показанные соответственно на рис. 2 и 3.
Во всех случаях двигатели запускали, нажав на кнопку SB1 и удерживая её в течение 1...5
с., пока частота вращения ротора не достигнет номинальной. Затем замыкали
выключатель SA1, а кнопку отпускали. Результаты испытаний преведены в таблице.
Индексы в обозначениях напряжений соответствуют норам контактов розетки Х2 (см. рис.
1-3), между которыми и измеряли.
Скорость вращения ротора двигателя - генератора мало зависит от напряжения питающей
однофазной сети. Генерируемые напряжения пропорциональны сетевому, но заметно
меньше его, что обусловлено потерями энергии на намагничивание и создание
вращающего момента, компенсирующего
механические потери в подшипниках.
Пониженная номинальная частота вращения
двигателя АОЛ-22-4 указывает на его
четырехполюсное использование (другие
двигатели двухполюсные). Тем не менее он
успешно работает в качестве
преобразователя.
К двигателю АОЛ2 в качестве нагрузки
подключали различные трехфазные
электродвигатели двух - и четырехполюсного
исполнения с обмотками, соединенными как
звездой, так и треугольником:



АОЛ-011-02 мощьностью 80 Вт (привод точильного камня);
УАД-32A мощьностью 120 Вт (привод вентилятора);
А08 мощьностью 1,5 КВт (привод деревообрабатывающего станка).
Под нагрузкой фазные и линейные напряжения изменялись на 2...5 %, сдвиг фаз между
ними - на 5...6 град.
Частота
Схема
С1
Двигател Мощьност
U10 U20 U30 U12, U13, U23,
вращени подключени мк
ь
ь кВт
,В ,В ,В
В
В
В
я мин
я
Ф
УАД-72
0,25
2910
Рис.1
3,8 220 155 148
368
278
245
УАД-72
0,25
2910
Рис.3
3,8
220
205
195
АОЛ-22-4
0,4
1400
Рис.1
20
220 150 145
380
280
280
АО2
4
2880
Рис.2
39
220 160 160
345
325
290
АО2
4
2880
Рис.3
39
220
210
197
АОЛ2
3
2880
Рис.1
20
350
325
290
-
-
-
-
-
-
220 160 155
Подключение трехфазного асинхронного электродвигателя в
однофазную сеть через конденсатор
Схема соединения обмоток, звезда
Иногда требуется подключить трехфазный асинхронный электродвигатель со схемой
подключения обмоток звезда в однофазную сеть, это можно осуществить по ниже
выложенной схеме
подключение трехфазного асинхронного электродвигателя
Схема включения в однофазную сеть трёхфазного асинхронного двигателя с обмотками
статора, соединёнными в звезду: С1 - конденсатор, для работы электродвигателя; C2 конденсатор, для запуска электродвигателя; SA1 - выключатель конденсатора С2; SA2 переключатель направления вращения электродвигателя, реверс; АД - асинхронный
электродвигатель, с короткозамкнутым ротором.
Емкость рабочего конденсатора С1, для трехфазного электродвигателя с соединением
обмоток по схеме звезда, определяем по формуле С1 = 2800*(I/U) (мкф)
2800 - коэффициент, зависящий от соединения обмоток;
I - номинальный ток электродвигателя, A;
U - напряжение однофазной сети, В
Емкость запускающего конденсатора С2 = (2-3)*С1.
Номинальное напряжение конденсаторов должно быть в 1,5 раза выше напряжения сети;
конденсаторы необходимо применять металлобумажные (МБМ, МБГО, МБГЧ).
Включение трехфазного электродвигателя
в однофазную сеть
Многие любители мастерить нередко пытаются приспособить трехфазные электродвигатели для
различных самодельных станков: заточных, сверлильных, деревообрабатывающих и других. Но
вот беда — не каждый знает, как питать такой электродвигатель от однофазной сети.
Среди различных способов запуска трехфазных электродвигателей наиболее простой и
эффективный — с подключением третьей обмотки через фазосдвигающий конденсатор. Полезная
мощность, развиваемая при этом электромотором, составляет 50—60 % его мощности в
трехфазном режиме. Однако не все трехфазные электродвигатели хорошо работают от
однофазной сети. К ним относятся, например, электромоторы с двойной клеткой
короткозамкнутого ротора серии МА. Поэтому предпочтение следует отдать трехфазным
электродвигателям серий А, ДО, АО2, АОЛ, АПН, УАД идр.


Чтобы электромотор с конденсаторным пуском работал нормально, емкость конденсатора
должна меняться в зависимости от числа оборотов. Поскольку на практике это условие
выполнить трудно, двигателем обычно управляют двухступенчато — сначала включают с
пусковым конденсатором, а после разгона его отсоединяют, оставляя только рабочий.
Если в паспорте электродвигателя указано напряжение 220/380 В, то включить мотор в
однофазную сеть с напряжением 220 В можно по схеме, приведенной на рисунке 1. При
нажатии на кнопку SB1 электродвигатель М1 начинает разгоняться, а когда он наберет
обороты, кнопку отпускают — SB1.2 размыкается, a SB1.1 и SB1.3 остаются замкнутыми.
Их размыкают для остановки электродвигателя.
Р и с. 1. Электрическая схема включения трехфазного электродвигателя в однофазную
сеть.
При соединении обмоток электродвигателя в “треугольник” емкость рабочего конденсатора
определяют по формуле:
где Ср — емкость конденсатора, мкФ; I — потребляемый электродвигателем ток, A; U —
напряжение сети, В.
Если мощность электродвигателя известна, потребляемый им ток определяют по формуле:
где Р — мощность электродвигателя (указана в паспорте), Вт; U — напряжение сети,В; n — КПД;
cosф — коэффициент мощности.
Емкость пускового конденсатора выбирают в 2—2,5 раза больше рабочего, а их допустимые
напряжения должны не менее чем в 1,5 раза превышать напряжение сети. Для сети 220 В лучше
применить конденсаторы марки МБГО, МБГП, МБГЧ с рабочим напряжением 500 В и выше. В
качестве пусковых можно использовать и электролитические конденсаторы К50-3, ЭГЦ-М, КЭ-2 с
рабочим напряжением не менее 450 В (при условии кратковременного включения). Для большей
надежности их включают по схеме, показанной на рисунке 2. Общая емкость при этом равна C/2.
Пусковые конденсаторы зашунтируйте резистором сопротивлением 200—500 кОм, через который
будет “стекать” оставшийся электрический заряд.
Рис. 2. Схема соединения электролитических конденсаторов.
Эксплуатация электродвигателя с конденсаторным пуском имеет некоторые особенности. При
работе в режиме холостого хода по питаемой через конденсатор обмотке протекает ток, на 20—40
% превышающий номинальный. Поэтому, если электромотор будет часто использоваться в
недогруженном режиме или вхолостую, емкость конденсатора Ср следует уменьшить. При
перегрузке электродвигатель может остановиться, тогда для его запуска снова подключите
пусковой конденсатор (сняв или снизив до минимума нагрузку на валу). На практике значения
емкостей рабочих и пусковых конденсаторов в зависимости от мощности электродвигателя
определяют из таблицы.
Мощность трехфазного электродвигателя, кВт
0,4
0,6
0,8
1,1
1,5
2,2
Минимальная емкость конденсатора Ср , мкф
40
60
80
100
150
230
Емкость пускового конденсатора (Сп), мкф
80
120
160
200
250
300
Для запуска электродвигателя на холостом ходу или с небольшой нагрузкой емкость конденсатора
Сп можно уменьшить. Например, для включения электродвигателя АО2 мощностью 2,2 кВт на
1420 об/мин можно использовать в качестве рабочего конденсатор емкостью 230 мкф, пускового
— 150 мкФ. При этом электродвигатель уверенно запускается при небольшой нагрузке на валу.
Реверсирование электромотора осуществляют путем переключения фазы на его обмотке
тумблером SA1 (рис. 1).
Рис. 3. Электрическая схема пускового устройства для трехфазного электродвигателя
мощностью 0,5 кВт.
На рисунке 3 приведена электрическая схема переносного универсального блока для пуска
трехфазных электродвигателей мощностью около 0,5 кВт от однофазной сети без
реверсирования. При нажатии на кнопку SB1 срабатывает магнитный пускатель КМ1 (тумблер SA1
замкнут) и своей контактной системой КМ1.1, КМ1.2 подсоединяет электродвигатель M1 к сети 220
В. Одновременно третья контактная группа КМ1.3 блокирует кнопку SB1. После полного разгона
электродвигателя пусковой конденсатор С1 отключают тумблером SA1. Останавливают
электромотор нажатием на кнопку SB2. В устройстве применены магнитный пускатель типа ПМЛ,
рассчитанный на переменный ток напряжением 220 В; SB1, SB2 — спаренные кнопки ПКЕ612,
SA1—тумблер Т2-1; резисторы: R1 — проволочный ПЭ-20, R2 — МЛТ-2, С1, С2 — конденсаторы
МБГЧ на напряжение 400 В (С2 составлен из двух параллельно соединенных конденсаторов по 20
мкФ X 400 В); HL1 — лампа КМ-24 (24 В, 100 мА). M1 — электродвигатель 4А71А4 (АО2-21-4) на
0,55 кВт, 1420 об/мин.

Пусковое устройство смонтировано в жестяном корпусе размером 170х140х70 мм (рис. 4).
На верхней панели расположены кнопки “Пуск” и “Стоп”, сигнальная лампа и тумблер
отключения пускового конденсатора. На передней боковой стенке установлен
самодельный трехконтактный разъем, изготовленный из трех отрезков медной трубки и
круглой электровилки, в которой добавлен третий штифт.
Р и с. 4. Внешний вид пускового устройства: 1 — корпус, 2 — ручка для переноски, 3 —
сигнальная лампа, 4 — тумблер отключения пускового конденсатора, 5 — кнопки “Пуск” и
“Стоп”, 6 — доработанная электровилка, 7 — панель с гнездами разъема.
Пользоваться тумблером SA1 (рис. 3) не совсем удобно. Поэтому лучше, если пусковой
конденсатор будет отключаться автоматически с помощью дополнительного реле К1 (рис. 5) типа
МКУ-48. При нажатии на кнопку SB1 оно срабатывает и своей контактной парой К1.1 включает
магнитный пускатель КМ1, а К1.2 — пусковой конденсатор Сп. В свою очередь, магнитный
пускатель КМ1 самоблокируется с помощью своей контактной системы КМ1.1, а КМ1.2 и КМ1.3
подсоединяют электродвигатель к сети. Кнопку SB1 держат нажатой до полного разгона
электромотора, а затем отпускают — реле К1 обесточивается и отключает пусковой конденсатор,
который разряжается через резистор R2. В то же время магнитный пускатель КМ1 остается
включенным, обеспечивая питание электродвигателя в рабочем режиме. Останавливают
электромотор нажатием на кнопку SB2 “Стоп”.
Рис. 5. Электрическая схема пускового устройства с автоматическим отключением
конденсатора Сп .
В заключение несколько слов об усовершенствованиях, расширяющих возможности пускового
устройства. Конденсаторы Ср и Сп можно сделать составными со ступенями по 10—20 мкФ и
подсоединять их многопозиционными переключателями (или двумя-четырьмя тумблерами) в
зависимости от параметров запускаемых электродвигателей. Лампу накаливания HL1 с гасящим
проволочным резистором рекомендуем заменить на неоновую с дополнительным резистором
небольшой мощности; вместо спаренных кнопок ПКЕ612 применить две одиночные любого типа;
плавкие предохранители можно заменить автоматическими на соответствующий ток отсечки.
Выбор мощности, тока и сечения проводов
и кабелей
В таблице сведены данные мощности, тока и сечения кабельно-проводниковых
материалов, для расчетов и выбора зашитных средств, кабельно-проводниковых
материалов и электрооборудования.
Медные жилы, проводов и кабелей
Сечение
токопро
водящей
жилы,
мм
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
Медные жилы, проводов и кабелей
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
ток, А
мощность,
кВт
ток, А
мощность,
кВт
19
27
38
46
70
85
115
135
175
215
260
300
4,1
5,9
8,3
10,1
15,4
18,7
25,3
29,7
38,5
47,3
57,2
66,0
16
25
30
40
50
75
90
115
145
180
220
260
10,5
16,5
19,8
26,4
33,0
49,5
59,4
75,9
95,7
118,8
145,2
171,6
Алюминивые жилы, проводов и кабелей
Сечение
токопро
водящей
жилы,
мм
Алюминивые жилы, проводов и кабелей
Напряжение, 220 В
Напряжение, 380 В
ток, А
мощность,
кВт
ток, А
мощность,
кВт
2,5
20
4,4
19
12,5
4
28
6,1
23
15,1
6
36
7,9
30
19,8
10
50
11,0
39
25,7
16
60
13,2
55
36,3
25
85
18,7
70
46,2
35
100
22,0
85
56,1
50
135
29,7
110
72,6
70
165
36,3
140
92,4
95
200
44,0
170
112,2
120
230
50,6
200
132,0
В расчете применялись: данные таблиц ПУЭ; формулы активной мощности для
однофазной и трехфазной симметричной нагрузки
Сводная таблица
сечений проводов, тока, мощности и характеристик
нагрузки
В таблице приведены данные на основе ПУЭ, для выбора сечений кабельнопроводниковой продукции, а также номинальных и максимально возможных токов
автоматов защиты, для однофазной бытовой нагрузки чаще всего применяемой в быту
Сечение
медных
жил
проводов
и кабелей,
Допустимый
длительный
ток нагрузки
для проводов
и кабелей,
А
Номинальный Предельный
ток
ток
автомата
автомата
защиты,
защиты,
А
А
Максимальная
мощность
однофазной
нагрузки
при U=220 В,
Характеристика
примерной
однофазной
бытовой
нагрузки
кВт
кв.мм
1,5
2,5
4
6
10
группы освещения и
сигнализации
розеточные группы и
27
16
20
5,9
электрические полы
водонагреватели и
38
25
32
8,3
кондиционеры
электрические плиты и
46
32
40
10,1
духовые шкафы
70
50
63
15,4
вводные питающие линии
В каждом конкретном случае необходимо учитывать мощность нагрузки и
протяженность линии питания
19
10
16
4,1
Подключение однофазных и трехфазных
электросчетчиков
Подключение однофазного электросчетчика
Cхема подключения однофазного электросчетчика
Подключение трехфазного электросчетчика прямого
подключения
Схема подключения трехфазного электросчетчика прямого подключения
Подключение трехфазного электросчетчика через
трансформаторы тока
Схема подключения трехфазного электросчетчика через трансформаторы тока
Пуск звезда-треугольник трехфазного
электродвигателя
При использвании электродвигателей больших мощностей с высокими пусковыми
токами, для снижения пускового тока применяется схема управления электродвигателя
"звезда-треугольник", в которой запуск происходит с низкими пусковыми токами "схема
подключения звезда" и через определенное время переключение в нормальный режим
работы "схема подключения треугольник". Рассмотрим эту схему подробнее.
Схема управления
Подключение оперативного напряжения,
через контакт реле времени К1 и контакт К2, в цепи катушки контактора К3.
Включение контактора К3, размыкает контакт К3 в цепи катушки контактора К2
(блокировка ошибочного включения), замыкается контакт К3, в цепи катушки контактора
К1 совмещенного с контактами реле времени.
Включение контактора К1, замыкает контакт К1 в цепи катушки контактора К1
(самоподпитка), одновременно включается реле времени, размыкает контакт реле времени
К1 в цепи катушки контактора К3, замыкает контакт реле времени К1 в цепи катушки
контактора К2.
Отключение контактора К3, замыкается контакт К3 в цепи катушки контактора К2.
Включение контактора К2, размыкает контакт К2 в цепи катушки контактора К3
(блокировка ошибочного включения).
Схема питания
Схема подключения ЗВЕЗДА
Включение контактора К3, замыкает силовые контакты К3, замыкаются концы обмоток на
барно электродвигателя W2 U2 V2.
Включение контактора К1, замыкает силовые контаткы К1, подается питание на концы
обмоток на барно электродвигателя U1 V1 W1.
Схема подключения ТРЕУГОЛЬНИК
Сработка реле времени, отключается контактор К3, включается контактор К2, замыкает
силовыеконтакты К2, подается питание на концы обмоток на барно электродвигателя W2
U2 V2.
Подключение квартирного электрощита
Схема подключения квартирного электрощита
Реверсивное управление трехфазным
электродвигателем
Применяется в промышленности, в грузо-подъемном оборудовании, в обрабатывающих
станках, в строительстве
Схема управления
Самая простая и распространенная
схема подключения кнопок управления, контактов и катушек магнитных пускателей.
Рассмотрим направление электрического тока, в работе схемы и ее элементов, функция
Закрыто.
При нажатии кнопки Закрыто; через кнопку Стоп; контакт К2.2, магнитного пускателя
K2; контакт КS1, концевого выключателя; цепь замкнулась.
Катушка K1 втягивает якорь, замыкает контакт К1.1, катушка становится на
самоподпитку, кнопку Закрыто, можно отпустить; размыкает контакт К1.2, для
блокировки ошибочного включения катушки K2; электродвигатель AD работает.
При достижении механизма концевого выключателя, размыкается его контакт КS1, схема
разрывается; катушка K1 отключается; электродвигатель AD останавился.
Работа функции Открыто, по принципу Закрыто.
Кнопкой Стоп, можно воспользоваться в любой момент работы электродивгателя AD; для
размыкания цепи питания катушек K1 и K2 и контактов самоподпитки К1.1 и К2.1
Схема питания
Схема электропитания электродвигателя AD, состоит
из двух магнитных пускателей с силовыми контактами K1 и K2.
При включении катушки K1 или K2, включаются силовые контакты К1 или К2, которые
подключены так, чтобы при коммутации они меняли фазировку подключения
электродвигателя AD, меняя между собой фазы L1 и L2
Прямой пуск трехфазного
электродвигателя
Применяется в промышленности, на насосных станциях, в вентилиции и
кондиционировании, в обрабатывающих станках, в строительстве
Схема управления
Схема подключения прямого пуска
трехфазного электродвигателя состоит из: кнопок управления Пуск и Стоп; контакта
концевого выключателя КS1; контакта самоподпитки К1.1 и катушки магнитного
пускателя K1.
Рассмотрим направление электрического тока в работе схемы и ее элементов, при
нажатии кнопки Пуск.
При нажатии кнопки Пуск: через замкнутую кнопку Стоп, контакт кнопки Пуск, катушку
магнитного пускателя K1 и контакт концевого выключателя КS1, цепь замкнулась.
Катушка K1 магнитного пускателя K1 втягивает якорь, замыкает контакт К1.1, катушка
становится на самоподпитку, кнопку Пуск можно отпустить, электродвигатель AD
работает.
При достижении механизма концевого выключателя, размыкается его контакт КS1 схема
разрывается, катушка K1 отключается, электродвигатель AD останавился.
Кнопкой Стоп, можно воспользоваться в любой момент работы электродивгателя AD, для
размыкания цепи питания катушки K1 и контакта самоподпитки К1.1
Схема питания
Схема питания прямого пуска трехфазного электродвигателя AD,
состоит из одного магнитного пускателя с силовыми контактами K1
При включении катушки K1, включаются силовые контакты К1, которые при
коммутации, подают электропитание на электродвигатель AD
Схема и подробное описание самодельного
блока питания
Часто требуется в быту подключение того и иного электроустройства посредством блока
питания с понижающем трансформатором, но готовый блок не всегда удается найти в
магазине, поэтому зачастую приходится думать о самодельной конструкции.
Чтобы облегчить эту задачу, расскажем о простейших расчетах, которые позволят
подобрать нужные детали для блока питания в зависимости от предъявляемых к нему
требований.
Схема предполагаемого блока питания, обеспечивающего нужное выходное напряжение
постоянного тока, приведена на рисунке.
В нем использован трансформатор питания, включаемый первичной обмоткой (I) в
электрическую розетку переменного тока 220 Вольт и понижающий напряжение (оно
снимается с обмотки II) до заданного значения, двухполупериодный выпрямитель на
диодах VD1—VD4 и конденсатор С1, сглаживающий пульсации выпрямленного
напряжения.
Полученное в итоге почти постоянное напряжение (пульсации его при подключении
нагрузки все же будут) снимают с контактов XS1 и XS2.
схема самодельного блока питания
Расчет выпрямителя
Необходимо правильно выбрать выпрямительные диоды и конденсатор фильтра, а также
определить необходимое переменное напряжение, снимаемое для выпрямления со
вторичной (II) обмотки сетевого трансформатора.
Исходными данными для расчета выпрямителя служат требуемое напряжение на нагрузке
(Uн) и потребляемый ею максимальный ток (Iн)
Порядок расчета
Коэффициент
В
С
0,1 0,2 0,4 0,6 0,8
0,8 1,0 1,2 1,4 1,5
2,4 2,2 2,0 1,9 1,8
Ток нагрузки, А
1,0
1,7
1,8
Сначала определяют переменное напряжение, которое должно быть на вторичной обмотке
трансформатора:
Uн — постоянное напряжение на нагрузке, В; В — коэффициент, зависящий от тока
нагрузки, который определяют по таблице
По току нагрузки определяют максимальный ток, протекающий через каждый диод
выпрямительного моста:
Iд — ток через диод, А; Iн — максимальный ток нагрузки, А; С — коэффициент,
зависящий от тока нагрузки и определяемый по таблице
Далее подсчитываем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду
выпрямителя:
Uобр — обратное напряжение, В; Uн — напряжение на нагрузке, В.
Выпрямительные диоды нужно выбрать, у которых значения выпрямленного тока и
допустимого обратного напряжения равны или превышают расчетные.
В заключении определяем емкость конденсатора фильтра:
Сф — емкость конденсатора фильтра, мкФ; Iн — максимальный ток нагрузки, A; Uн —
напряжение на нагрузке, В; Кп — коэффициент пульсации выпрямленного напряжения
(отношение амплитудного значения переменной составляющей частотой 100 Гц на выходе
выпрямителя к среднему значению выпрямленного напряжения).
Коэффициент пульсаций выбирают самостоятельно в зависимости от предполагаемой
нагрузки, допускающей питание постоянным током вполне определенной "чистоты".
- малогабаритные транзисторные радиоприемники и магнитофоны
- усилители радио и промежуточной частоты
- предварительные каскады усилителей звуковой частоты и микрофонных
усилителей
В дальнейшем, когда будете строить подобные выпрямители с последующей
стабилизацией выпрямленного напряжения транзисторным стабилизатором, расчетную
емкость фильтрующего конденсатора можно уменьшить в 5...10 раз.
Расчет питающего трансформатора
Для него у вас уже есть необходимые данные, напряжение на вторичной обмотке (UII) и
максимальный ток нагрузки (Iн)
Сначала определяют максимальное значение тока, протекающего через вторичную
обмотку:
III — ток через обмотку II трансформатора, А; Iн — максимальный ток нагрузки, А.
Далее определяют мощность, потребляемую выпрямителем от вторичной обмотки
трансформатора:
PII — максимальная мощность, потребляемая от вторичной обмотки, Вт; UII —
напряжение на вторичной обмотке, В; III — максимальный ток через вторичную обмотку,
А.
Вычисляем мощность питающего трансформатора:
Ртр — мощность трансформатора, Вт; РII — максимальная мощность, потребляемая от
вторичной обмотки трансформатора, Вт.
Если изготавливают трансформатор с несколькими вторичными обмотками, то сначала
подсчитывают их суммарную мощность, а затем мощность самого трансформатора.
Расчитываем ток, протекающий через первичную обмотку трансформатора:
II — ток через обмотку I, А; Ртр — подсчитанная мощность трансформатора, Вт; UI —
напряжение на первичной обмотке трансформатора (сетевое напряжение), В.
Рассчитываем необходимую площадь сечения сердечника магнитопровода:
S — сечение сердечника магнитопровода, кв.см; Ртр — мощность трансформатора, Вт.
Определяем число витков первичной (сетевой) обмотки:
WI — число витков обмотки; UI — напряжение на первичной обмотке, В; S — сечение
сердечника магнитопровода, кв.см.
Определяем число витков вторичной обмотки:
WII — число витков вторичной обмотки; UII — напряжение на вторичной обмотке, В; S —
сечение магнитопровода, кв.см.
Определяем диаметр провода обмоток:
D — диаметр провода, мм; I — ток через обмотку, мА.
Можно выбрать провод по готовой таблице
Iобм, mA
D, мм
25
0,10
25...60
0,15
60...100 100...160 160...250 250...400 400...700 700...1000
0,20
0,25
0,30
0,40
0,50
0,60
По полученным данным можно подбирать подходящее железо, провод и изготавливать
трансформатор. Правда, нелишне сначала прикинуть, разместится ли провод на каркасе
будущего трансформатора при данных Ш-образных пластинах — ведь однотипные (по
ширине средней части) пластины имеют неодинаковую площадь окна. Достаточно
подсчитанную ранее мощность трансформатора умножить на 50 и сравнить полученный
результат (это необходимая площадь окна в кв.мм) с измеренной площадью окна
имеющихся пластин
При выборе сердечника магнитопровода следует придерживаться и еще одного правила —
отношение ширины средней части сердечника к толщине набора (отношение сторон
сердечника) должно быть в пределах 1...2
Трансформатор, диоды и конденсатор фильтра, разместите в корпусе подходящих
габаритов. На лицевой панели корпуса укрепите выходные контакты, выключатель
питания, а на задней стенке разместите держатель предохранителя с предохранителем FU1
(его ток зависит от тока через первичную обмотку трансформатора). Через отверстие в
задней стенке выведите шнур питания с сетевой электровилкой.
Наименьшие допустимые сечения кабелей
и проводов электрических сетей в жилых
зданиях
Наименование линий
Линии групповых сетей
Линии от этажных до квартирных
щитков и к расчетному счетчику
Линии распределительной сети (стояки)
для питания квартир
Наименьшее сечение кабелей и
проводов с медными жилами,
кв.мм
1,5
2,5
4