Калькулятор тороидального трансформатора

Калькулятор нужен радиолюбителю, который мотает сетевой трансформатор на кольце под блок питания.

Что подготовить:

• напряжение сети - 220 В по умолчанию;
• напряжение и ток вторичной обмотки;
• размеры кольца ОЛ (в обозначении - внутренний диаметр / наружный диаметр - высота): наружный и внутренний диаметр и высоту, мм (у ОЛ50/80-40 - 80, 50 и 40 мм);
• табличные коэффициенты по строке мощности: КПД, делитель сечения, витки на вольт и плотность тока. По умолчанию стоит строка 30-50 Вт; калькулятор подсказывает, какая строка подходит под вашу габаритную мощность, - подставьте её значения;
• добавку витков вторичной обмотки - 3% на падение напряжения в обмотке.

Коэффициент витков на вольт зависит от стали: Э310-Э330 - 41 / 36 / 33,3 / 32, Э340-Э360 - 38 / 32 / 29 / 28 по строкам до 10, 10-30, 30-50, 50-120 Вт.

Методика годится только для сети 50 Гц, мощности до 120 Вт и колец из холоднокатаной стали Э310-Э330 или Э340-Э360.

Как читать результат: проверки подскажут, хватает ли сечения кольца и поместятся ли обмотки в окно. Число витков мотайте с округлением вверх.

Калькулятор не проверяет нагрев, ток холостого хода, насыщение при повышенном напряжении сети и размещение обмоток с учётом изоляции.

Трансформатор работает от сети 220 В: сборку и проверку выполняйте с соблюдением электробезопасности, подключение к стационарной сети - специалист с допуском.

Мощности, Вт, и сечения, кв. см:

Мощность вторичной обмотки = Напряжение вторичной * Ток вторичной
Габаритная мощность = Мощность вторичной обмотки / КПД
Расчётное сечение = корень(Габаритная мощность) / Делитель сечения
Сечение кольца = (Наружный диаметр - Внутренний диаметр) / 2 * Высота кольца / 100
Минимальный внутренний диаметр = 10 * корень(2,4 * Сечение кольца)

Витки и провода:

Витков на вольт = Коэффициент витков / Сечение кольца
Витков первичной = Витков на вольт * Напряжение сети
Витков вторичной = Витков на вольт * Напряжение вторичной * (1 + Добавка / 100)
Ток первичной = 1,1 * Габаритная мощность / Напряжение сети
Диаметр провода = 1,13 * корень(Ток обмотки / Плотность тока)

где напряжения - в В, токи - в А; размеры кольца и диаметры - в мм; добавка витков - в %; плотность тока - в А/кв. мм. Диаметр провода - без изоляции, для первичной обмотки берётся её ток, для вторичной - ток нагрузки.

Методика - Г. Мартынихин, "Расчёт тороидальных трансформаторов", "Радио", 1972, № 3 (перепечатки radio-hobby.org и us3iat.qrz.ru). Коэффициент 33,3, делённый на сечение, при 50 Гц соответствует индукции около 1,35 Тл.

Пример: сеть 220 В, 12 В * 3,6 А, кольцо ОЛ50/80-40, строка 30-50 Вт. Мощность вторичной обмотки 43,2 Вт, габаритная 46,96 Вт, сечение кольца 6 кв. см при расчётных 5,71 - хватает. В перепечатке есть арифметические неточности (48 Вт вместо 46,96, 1 мм вместо 1,146 мм) - калькулятор считает по формулам.

Что не учитывается: нагрев, насыщение, изоляция и межобмоточные прокладки, частота кроме 50 Гц, мощность свыше 120 Вт.