Параметры силового трансформатора

Напряжение на первичной обмотке и ее потокосцепление (они связаны равенством ) показаны на рис.1.3-16,а. В двухтактных схемах потокосцепление изменяется симметрично относительно оси t, как на рис.1.3-16, а в однотактных начинает нарастать с остаточного значения , где F_c - сечение сердечника (рис. 1.3-10). Связь между амплитудой и напряжением питания задается коммутатором, в мостовой и однотактной схемах к первичной обмотке подводится напряжение питания, а в полумостовой только его половина (с конденсатора делителя). В нулевой схеме напряжение питания подводится к полуобмотке (табл.1.3.1).

Перепад потокосцепления за полупериод равен площади под кривой напряжения

, (1.3.11)

где - перепад индукции. Допустимое определяется насыщением и нагревом. По первому условию не может превышать примерно с полуторакратным запасом 2B_s в двухтактных и B_s-B_r в однотактных схемах, где индукция насыщения B_s для марганец - цинковых ферритов составляет около 0.35 Тл. По второму условию можно принять =0.40.5 Тл при f = 10 кГц и изменять его пропорционально , так как потери в сердечнике пропорциональны f и . Кривая тока первичной обмотки повторяет по форме напряжение за исключением нулевой и однотактной схем, где форма тока соответствует рис. 1.3-16,б. Амплитуда тока в обмотке во всех схемах совпадает с амплитудой тока ключа. Действующее значение для симметричной прямоугольной кривой совпадает с амплитудным, а для несимметричной рис.1.3-16,б в раз меньше (табл. 1.3.1).

Ток вторичной обмотки определяется для фактической схемы на вторичной стороне заменами на .

Расчет трансформатора по току заключается в определении коэффициента трансформации и требуемого сечения окна сердечника

, , (1.3.12)

где =0.10.15 - коэффициент заполнения катушки, при этом меньшие значения получаются при неразъемном сердечнике (кольцевом);

F₁ и F₂ - сечения проводников обмоток; - допустимая по нагреву плотность тока; она падает с увеличением мощности трансформатора.

Коэффициент в первом равенстве (1.3.12) учитывает запас на внутренние потери напряжения, который вводился равенствами (1.3.8).

Подстановкой W₁ из (1.3.11) в (1.3.12) определяется минимально необходимое , а после выбора сердечника любое из этих равенств может быть использовано для определения W₁.

Установленную мощность трансформатора определяют как произведение факторов, характеризующих нагрев сердечника и обмоток: действующего напряжения (для ТПН оно совпадает с амплитудным) и действующего тока:

, (1.3.13)

где К₁ и К₂ - коэффициенты, которые для нулевой и однотактной схем равны , а для остальных - единице.

Коэффициенты К₁ и К₂ учитывают, что в нулевой и однотактной схемах обмотки плохо используются по току, поскольку проводят его только в один полупериод. Средний ток, определяющий передаваемую мощность, снижается при этом вдвое в сравнении с амплитудным, в то время как действующий ток, определяющий нагрев, только в раз.

В выражении (1.3.13) мощности первичной и вторичной обмоток складываются, то есть определяется мощность эквивалентного однообмоточного магнитного элемента (дросселя).