Theorie: Netzstromversorgungen mit Trafo. Schema, Beschreibung

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Theorie: Netzstromversorgungen mit Transformator. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur

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Bei der Stromversorgung elektronischer Geräte aus dem Netz ist es zunächst notwendig, die Spannung von 220 V auf die erforderliche, meist deutlich niedrigere Spannung umzuwandeln und eine galvanische Trennung (kein direkter Kontakt) zum Netz sicherzustellen. Beide Funktionen werden von einem Netzwerktransformator übernommen. Da in der Regel konstante Versorgungsspannungen benötigt werden, besteht die nächste Aufgabe darin, die 50-Hz-Wechselspannung in eine konstante Spannung umzuwandeln. Dies ist eine Gleichrichterfunktion mit einem Glättungsfilter.

Betrachten Sie zuerst den Transformator (Abb. 61).

Theorie: AC-Netzteile mit Trafo

Da die Netzfrequenz recht niedrig ist, werden Magnetkreise (Kerne) aus gestanzten W-förmigen Platten aus Transformatorstahl verwendet. Seltener werden verdrillte geteilte oder toroidale Magnetkreise aus Ofenstahlband verwendet. Die Größe des Magnetkreises bestimmt die Leistung des Transformators und damit der gesamten Stromversorgung. Es wird vorläufig davon ausgegangen, dass bei Magnetkreisen aus gestanzten Platten die Leistung in Watt dem Quadrat der Spulenfensterfläche (in cm2) entspricht.

Die Windungszahl der Wicklungen muss proportional zu den Spannungen an ihren Anschlüssen sein. Der Proportionalitätsfaktor ist die Anzahl der Windungen pro Volt. Sie wird wiederum durch den Querschnitt des Magnetkreises S bestimmt und ergibt sich aus der Summenformel 40 ... 45 / S. Reicht die Windungszahl pro Volt nicht aus, steigt der Leerlaufstrom der Primärwicklung stark an und das Streufeld des Transformators, das an den empfindlichen Kaskaden von Funkgeräten Impulse erzeugt, erhöht die Erwärmung des Drahtes.

Nehmen wir als Beispiel an, Sie benötigen einen Transformator für 12 V mit einem Laststrom von 1 A. Seine Leistung beträgt 12 W und die Querschnittsfläche des Magnetkreises muss mindestens 3,5 cm2 betragen . Geeignete Platten W12 mit einer eingestellten Dicke von 30 mm oder W16 mit einer Dicke von 23 mm. Die Anzahl der Windungen pro Volt beträgt 14. Daher sollte die Primärwicklung 220x14 = 3080 Windungen enthalten, die Sekundärwicklung 12x14 = 168 Windungen. Um den Spannungsabfall am Widerstand der Drähte auszugleichen, wird die Windungszahl der Sekundärwicklung um 5 ... 10 % erhöht, also auf 180 Windungen erhöht.

Nun zum Durchmesser des Drahtes. Die zulässige Stromdichte im Draht von Kleinleistungstransformatoren beträgt 2,5 A/mm2. Daher ist d(MM) = 0,7√l (A). In unserem Beispiel beträgt der Durchmesser des Sekundärdrahtes 0,7 mm. Der Strom in der Primärwicklung wird um ein Vielfaches kleiner sein, je größer ihre Spannung ist, also 1 Ah 12/220 = 55 mA. Es ist aber auch notwendig, den Leerlaufstrom in der Größenordnung von 15 ... 20 mA zu berücksichtigen und daraus den Durchmesser des Primärwicklungsdrahtes zu berechnen. Es ergibt sich etwa 0.18 mm.

Es ist nicht schwer, den Transformator selbst aufzuwickeln, aber oft versuchen Funkamateure, einen geeigneten fertigen Transformator zu finden. Dies ist einfach zu bewerkstelligen. Auch wenn die Transformatordaten unbekannt sind, können Sie die Wicklungsleitungen mit einem Ohmmeter bestimmen und dann eine Wechselspannung an den höchsten Widerstand anlegen, jedoch nicht 220, sondern 20 ... 30 V. Durch Messung der Spannung an anderen Wicklungen mit einer Wechselspannung Mit Hilfe eines Voltmeters werden die Übersetzungsverhältnisse ermittelt.

Ist es zulässig, 220 V an die Primärwicklung anzulegen? Dies kann ermittelt werden, indem der Leerlaufstrom der Primärwicklung gemessen und die Spannung daran schrittweise erhöht wird. Der Leerlaufstrom sollte 50 % des Nennstroms (unter Last) bei den kleinsten Transformatoren und 10 ... nicht überschreiten. 20 % für leistungsstärkere Modelle.

Wenn der Transformator für die Spannung der Wicklungen geeignet ist, muss er beispielsweise mit Glühlampen mit Nennstrom belastet und mehrere Stunden lang betrieben werden. Das Fehlen übermäßiger Hitze weist auf die Eignung des Transformators hin.

Autor: V.Polyakov

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