Как подобрать аналог трансформатора

7

Подбор отечественных аналогов импортных трансформаторов в обратноходовом преобразователе

В настоящее время широко доступны программы расчета импульсных трансформаторов, распространяемые в сети Интернет фирмами-производителями компонентов импульсных источников питания. Программы содержат информацию только о зарубежных магнитопроводах. Предлагаемая статья содержит таблицу параметров магнитопроводов, с помощью которой можно подобрать замену импортного магнитопровода отечественным.

В процессе автоматизированного проектирования обратноходовых преобразователей (ОХП) с помощью программ VIPer Design Software v.2.22 (VDS) и PI Expert 5.0 (PIE), описанных в статьях [3] и [37] соответственно, магнитопровод импульсного трансформатора выбирает программа из имеющегося в ней списка. Типичной оказывается ситуация, в которой рекомендуемый программой импортный магнитопровод недоступен или имеет слишком высокую стоимость, однако в распоряжении разработчика есть похожий отечественный. Вопрос заключается в том, сможет ли он обеспечить требуемую выходную мощность преобразователя?

К сожалению, известные фирменные рекомендации по выбору магнимагнитопровода для ОХП, в зависимости от требуемой мощности, обычно ограничены некоторым интервалом типоразмеров без конкретного учета возможностей каждого из них. На обращения пользователей об уточнении максимальной мощности того или иного трансформатора разработчики VDS просто советуют воспользоваться их программным продуктом, а разработчики PIE поясняют, что максимальную мощность трансформатора они определяют методом «произведения площадей поперечного сечения и окна магнитопровода» с учетом КПД, частоты преобразования и запаса по мощности.

Самостоятельное проектирование трансформатора методом, описанным в приложении «Расчет дросселей и трансформаторов обратного хода для импульсных источников питания» справочника [13], затруднено отсутствием примеров расчета. Однако на основе этого метода магнитопровод, рекомендуемый программой VDS или PIE, может быть заменен другим, отсутствующим в базе данных программы, в частности отечественным. В [118] составлена таблица,по которой можно сделать такую замену. Таблица получена подстановкой в программу PIE параметров магнитопроводов. Материал отечественных магнитопроводов — феррит 2000НМ1, зарубежных — аналогичный феррит ЗС85 или N27.

В таблице указана максимальная полезная мощность P _max ОХП с трансформаторами на основе перечисленных магнитопроводов при максимальном коэффициенте заполнения коммутирующих импульсов около 0,5. Магнитопровод Ш12×20, использовался в блоках питания телевизоров УСЦТ, полностью аналогичен имеющемуся Е42/21/20, поэтому их параметры показаны в одной строке табл.

Приведенные в таблице параметры магнитопроводов могут потребоваться пользователям для проектирования и сравнения трансформаторов. Обозначения параметров: S_eff -эффективная площадь поперечного сечения магнитопровода; S_W — площадь окна, вмещающая обмотки (программы ее вычисляют как 70 % геометрической площади окна);

_eff — эффективная длина магнитной силовой линии в магнитопроводе; A_I — коэффициент индуктивности (отношение индуктивности к квадрату числа витков обмотки). Параметры зарубежных магнитопроводов взяты из программ VDS и PIE, отечественных — из [119]. Максимальная полезная мощность магнитопроводов представлена для двух значений частоты преобразования — 66 и 132 кГц, так как именно эти частоты используют в преобразователях, проектируемых с помощью программы PIE.

Рассмотрим в качестве примера разработку обратноходового преобразователя (ОХП) с выходным напряжением 5 В и максимальным током в нагрузке 6 А при частоте преобразования 50 кГц. Максимальная выходная мощность — 30 Вт. Расчет трансформатора проведем с помощью программы VDS на частоте преобразования 50 кГц, как описано в [3]. После ввода исходных данных программа VDS рекомендует магнитопровод Е25/9/6, который будет нагреваться на 39 °С выше температуры окружающей среды. Отклоним выбор, сделанный программой. Чтобы воспользоваться таблицей, пересчитаем мощность для частоты 66 кГц: 30×66/50» 40 Вт. Из таблицы выбираем отечественный магнитопровод Ш8х8 с максимальной мощностью 54,9 Вт для изготовления трансформатора и его ближайший зарубежный аналог Е32/16/9 с максимальной мощностью 58,3 Вт для ввода в программу VDS. Программа рассчитает немагнитный зазор 1,7 мм (по 0,85 мм на боковых стержнях). Расчетный перегрев магнитопровода — 17,2 °С, что существенно ниже прежнего. Первичная обмотка трансформатора должна иметь индуктивность 818 мкГн и содержать 116 витков.

Скорректируем расчет после выбора конкретного экземпляра магнитопровода Ш8х8 с рекомендуемым программой зазором. Предполо-жим, что после измерения коэффициента индуктивности магнитопровода выяснилось, что расчетная индуктивность первичной обмотки будет обеспечена 104 витками. Вводим это число витков в поле Inputраздела Winding Turns,предварительно поставив флажок в пункте Force Input Turns.В результате получим, что первичную обмотку можно выполнить одинарным проводом диаметром 0,45 мм, обмотка связи и питания ШИ контроллера должна содержать 23 витка провода диаметром 0,1 мм, выходная обмотка -8 витков из свитых в канатик 10 проводов диаметром 0,64 мм.

Другой пример расчета трансформатора ОХП с помощью программы PIE, список которой был дополнен параметрами магнитопровода меньшей стоимости, описан в статье [37].

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Как подобрать аналог ТДКС

Кинескопные телевизоры- изделие довольно прочное, надежное и поэтому совсем списывать их в утиль, в общем-то, преждевременно, вот только с комплектующими к ним с каждым днем ситуация все хуже и хуже…
Если подобрать аналог на транзисторы и многие микросхемы большого труда не составляет, то со строчными трансформаторами просто беда- их в торговых сетях уже давно нет в продаже, да и в маркировке у них в последнее время творилась сплошная неразбериха…

Однако выход из положения все-же есть! Вполне возможно или подобрать аналог необходимого ТДКСа или просто-напросто заменить другим, близким по параметрам.

Ведь по сути- строчный трансформатор (ТДКС или FBT в буржуйской маркировке) это штука не такая-уж и хитрая. Все что от него требуется- это сформировать необходимые напряжения на запуска кинескопа (накал, высокое, фокус, ускоряющее) и несколько вторичных напряжений (чаще всего для питания кадровой развертки).

Высокое напряжение и напряжение накала, формируемое ТДКС-ом, как правило, во всех телевизорах одинаковое, питание первичной обмотки тоже не сильно отличается, фокусирующее и ускоряющее напряжения имеют возможность регулировки и поэтому основное отличие получается во вторичных питаниях.

Вариантов тут несколько- некоторые трансформаторы выдают напряжения 15 и 45V, некоторые 15 и 26V, есть которые выдают двуполярное питание 14V.

Помимо этого ТДКС может иметь еще и измерительные обмотки- ток лучей, цепи формирования сигналов управления строчной разверткой. Они обычно обозначаются ABL и AFC.
Цоколевка, конечно-же так-же может отличаться.

Специально для Вас, друзья мои, — я собрал несколько вариантов цоколевок наиболее распространенных ТДКСов от различных кинескопных телевизоров (старых «брендовых» и относительно свежих «китайцев»).

Все картинки кликабельны. То есть- кликаем по ним и они увеличиваются

157-177B

PET22-29B

PET19-37M

FOK14A001

bsc24-N0103

BSC24-N0402

BSC25-09N46

bsc25-0218a

bsc25-n1631

BSC25-N1690

BSC25-T1087N
Он же BSC59J3

BSC59Y9

FFA61815L

Как видим-вариантов не так уж и много, однако расположение выводов у многих трансформаторов разное.
Но опять-же выход из положения есть. Точнее два выхода:
1. Если позволяют размеры, то вставляем похожий ТДКС в уже имеющиеся отверстия, режем скальпелем дорожки и соединяем выводы трансформатора в нужном положении.
2. Если по каким-то причинам похожий ТДКС не возможно вставить в отверстия, то просто крепим его в подходящем месте, и производим распайку при помощи проводов.

Хочу привести пример, когда пришлось устанавливать аналог ТДКСа в телевизор.
Поступил в ремонт 14-ти дюймовый телек AKIRA с неисправным ТДКС. То что он неисправен обнаружилось довольно быстро- вход +B, коротил на «общий». По выводам трансформатор оказался совсем простейшим: BSC59Y9 (он на картинке чуть выше). Немного порывшись в хламе, нашел шасси от телевизора Toshiba, у которого ТДКС имел имел такие-же выводы, но был немного другой размер и не совпадала цоколевка.

То есть делаем так: берем «не родной» ТДКС, и припаиваем к выводам небольшие провода.
( Лучше всего, конечно-же, предварительно записать цоколевку где-нибудь на отдельной бумажке )

Шаг второй: распаиваем провода согласно цоколевке

Проверяем все-ли у нас правильно (лучше лишний раз перестраховаться чтобы ничего не сжечь), включаем, проверяем

Примечание : Фото было сделано через зеркало

Шаг последний- закрепляем ТДКС любым удобным способом

В общем-то на этом и все…
Может немного не совпадать геометрия- это легко правится через сервисный режим, выставить фокусировку и SCREEN тоже особого труда не составляет.

Такая вот, примерно, процедура выхода из положения если, вдруг, возникла необходимость подобрать аналог или поставить другой ТДКС, если родного нет в наличии.

2.1. Выбрать аналог из выпускаемых серийно трансформаторов, выписать его основные технические показатели.

Для заданного варианта выберем аналог из выпускаемых серийно трансформаторов – ТМ 100/10/0,4, выпишем его основные технические показатели, табл.2.2.

Таблица 2.2 – Основные технические характеристики трансформатора

Номинальная мощность, ,

Сочетание напряжений,

Схема и группа соединений обмоток

Ток ХХ,

Напряжение КЗ,

2.2. Определить:

а) фазное значение номинального напряжения;

б) номинальные токи и их фазные значения на сторонах ВН и НН;

в) коэффициент трансформации.

При определении фазных напряжений и токов обмоток ВН и НН следует учесть схемы соединения обмоток заданного трансформатора.

а) Так как по условию обмотки ВН соединены в звезду и НН в звезду, то:

В

В

б) Номинальные значения фазныхтоков определяются следующим образом:

А

А

где: номинальная мощность трансформатора, [];

номинальное линейное напряжение соответствующей обмотки, [В].

в) Коэффициент трансформации с допустимой степенью точности может быть определен как:

где: действующее значение фазного номинального напряжения первичной обмотки;

действующее значение фазного номинального напряжения вторичной обмотки.

2.3. Начертить:

а) эскиз сердечника в масштабе с размещенными на нем обмотками;

б) схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.

а) Электрические схемы соединения обмоток ВН и НН и соответствующие им векторные диаграммы линейных напряжения заданной группы соединения обмоток приведены на рис.2.1.

б) Эскиз сердечника и размещение на нём обмоток выполняется в масштабе, с простановкой численных значений основных размеров, который представлен на рис.2.2.

Рис 2.1 – Схема соединения обмоток.

Рис 2.2 – Эскиз сердечника трансформатора.

2.4. Определить:

а) Потери холостого хода , среднее (для трех фаз) значение тока холостого ходаи его активнойи реактивнойсоставляющих, а также(все величины для номинального значения напряжения иf=50 Гц).

Индукция в стержнях и ярмах магнитопровода определяется по формулам:

Тл

Тл

где: номинальное значение фазного напряжения первичной (ВН) обмотки, [В];

число витков первичной (ВН) обмотки;

и активные сечения стержня и ярма соответственно, [м 2 ].

Потери холостого ходавычисляются следующим образом:

где: коэффициент добавочных потерь из-за обработки;

, принимаем ;

коэффициент увеличения потерь в углах (для стали 3404 толщиной 0,35 мм. );

масса стержней, определяемая по формуле:

где: сечение стержня, [м 2 ], высота стержня, [м],удельная масса стали, для холоднокатаной стали[кг/м 3 ]

кг

и удельные потери в стали стержней и ярем, для марки холоднокатаной анизотропной стали в зависимости от индукции.

масса ярем, определяется по формуле:

кг

масса стали угла равна:

где: объем стали угла, [м 3 ]

см 3

кг

Тогда потери ХХ равны:

_{Ток холостого хода состоит из активной и реактивной составляющих.}

_{Активная составляющая определяется через потери в стали}

где: потери холостого хода, [Вт];

фазное напряжение первичной обмотки, [В].

А

_{Обычно ток холостого хода определяют по отношению к номинальному току трансформатора в процентах.}

_{Тогда активная составляющая тока холостого хода в процентах равна:}

,

_{Реактивная составляющая тока холостого хода определяется как:}

где: намагничивающая мощность трансформатора, [ВА]

_{Для магнитной системы из холоднокатаной анизотропной стали намагничивающая мощность определяется по формуле:}

_,

где: масса стержней, [кг];

масса ярем, заключенная между осями крайних стержней, [кг];

кг

масса углов, [кг];

/>кг

,,полные удельные намагничивающие мощности для стали стержней и ярем и зазоров.

;

;

площадь зазора в стыках, [м 2 ];

коэффициент, учитывающий влияние резки полос рулона на пластины. Для отожженных сталей .

коэффициент, учитывающий форму стыков: для трансформаторов с четырьмя косыми и тремя прямыми стыками .

коэффициент, учитывающий влияние ширины пластин в углах магнитопровода, .

Определим индукцию в зазоре для косых стыков:

м 2

Тл

;

ВА/ м 2

Определим индукцию в зазоре для прямых стыков стержня:

Тл, м 2

ВА/ м 2 ,;

Определим индукцию в зазоре для прямых стыков ярма:

Тл

м 2

ВА/ м 2 , ;

Тогда намагничивающая мощность трансформатора:

_{Реактивная составляющая тока холостого хода в процентах:}

Значение полного фазного тока холостого хода (в процентах от

Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе определяется по формуле:

А

б) Параметры схемы замещения ,и:

кОм

кОм

кОм

в) Для расчета характеристик холостого хода следует задаться 6-7 значениями напряжения питания . Результаты сведем в итоговую табл. 2.3.

Таблица заменяемости измерительных трансформаторов тока, аналоги СВЭЛ, СЗТТ, НТЗВ, Электрощит-К СЭЩ

Измерительный трансформатор тока предназначен для измерения величин более 100 Ампер. Он применяется в энергетических системах и цепях электростанций в промышленных и бытовых целях, чтобы преобразовывать ток до указанных значений. Это гарантирует дополнительную безопасность использования электроэнергии и учет ее потребления.

Ниже приведена таблица заменяемости трансформаторов тока, аналогичными трансформаторами тока компании СВЭЛ.