Розрахунок трансформатора починаємо з визначення розрахункової потужності, яка обчислюється залежно від сумарної потужності вторинних обмоток. Так як (S2 + S3) = 360> 100 В. А, розрахункову потужність рекомендується визначати за формулою:
Сердечником муздрамтеатру, обраним за величиною розрахункової потужності Sp для трансформаторів з максимальною напругою до 1000 В при частоті 400 Гц і розрахунковому умови на мінімум маси, є стрижневою стрічковий сердечник з двома котушками серії ПЛ, тому що у нього велика ємність охолодження і менша середня довжина витка. ККД такого трансформатора = 0,96
Вибір матеріалу сердечника трансформатора проводимо на тій підставі, що для кожної частоти існує своя мінімальна товщина матеріалу. Холоднокатані текстуровані стали мають менші питомі значення намагничивающей потужності і втрат в сталі, якщо напрямок магнітного потоку в осерді збігається з напрямком прокату. Ці властивості найбільш повно реалізуються в стрічкової конструкції сердечника. Грунтуючись на тому, що частота напруги живлення дорівнює 400 Гц, розрахункова потужність дорівнює 360 В. А, а розрахунковим умовою є мінімум маси, вибираємо марку стали 3415 і товщину 0,15 мм.
Вибравши конструкцію магнітопровода, визначаємо поперечний переріз стержня сердечника за формулою:
де С1 - постійний коефіцієнт для стрижневих двухкатушечних трансформаторів, рівний 0,6; Кст - коефіцієнт заповнення муздрамтеатру, рівний 0,9; S р - розрахункова потужність, що дорівнює 360 В. А; - відношення маси стали до маси міді (при розрахунку на мінімум маси = 2,0) f - частота, що дорівнює 400 Гц; Встав - попереднє значення магнітної індукції в стрижні, рівне 0,9 Тл; Jср - середнє значення щільності струму в обмотках, рівне 2,0 А / мм 2.
Визначаємо відношення перетину стрижня до площі вікна сердечника:
де Кок - коефіцієнт заповнення вікна міддю, рівний 0,25; Qок -сеченіе вікна муздрамтеатру, мм.
Після цього обчислюємо розміри вікна і сердечника:
Qст = а. b, де b - товщина пакета, обрана рівній 22,4 мм, а - ширина стрижня. Так як Qст = 909,977 мм 2. то а = 10 мм. Параметри а і b вибираємо з ряду стандартних чисел.
Qок = h / с, де с - ширина вікна сердечника, обрана рівної 1,12 мм, h - висота вікна сердечника. Так як Qок = 2252,252 мм 2. то h = 2,24мм.
Визначення числа витків обмоток трансформатора
При розрахунку трансформатора на мінімум маси першої звичайно намотується мережева обмотка, а потім вторинні - в порядку зростання діаметру проводу.
Для оцінки порядку розташування обмоток попередньо визначаємо струми:
а так як при однаковій щільності струму діаметр проводу буде пропорційний току у відповідній обмотці, то розташування обмоток вибирається за схемою 2-1-3.
Вибравши розташування обмоток, визначаємо ЕРС за формулами:
де U1 = 0,02%, U2 = 0,02%, U3 = 0,03% - падіння напруги на обмотках трансформатора у відсотках від номінальних значень напруг відповідних обмоток трансформатора.
Визначаємо ЕРС одного витка і число витків кожної з обмоток трансформатора на основі наступних формул:
;
де Е I в - ЕРС одного витка, В; W I 1, W I 2, W I 3 - число витків відповідних обмоток трансформатора. Прийнявши КСТ = 0,91, а Встав = 0,9 Тл,
Округлимо число витків обмотки напруги U3 до 18 і перерахував ЕРС витка, величину індукції в стрижні ічісловітков в інших обмотках:
де Єв. Нд, W1, W2, W3 - дійсні значення ЕРС одного витка, магнітної індукції в стрижні і числа витків в обмотках трансформатора.