Cách quấn máy biến áp
Tiếp theo với việc tính toán các công thức quấn biến áp được mô tả trong phần trước, bây giờ chúng ta tiến hành thiết kế cấu trúc máy biến áp T1. Đối với những người thường chỉ làm việc trong lĩnh vực thiết kế các linh kiện điện tử, việc tự quấn máy biến áp liên quan đến sự kết hợp của lõi, cuộn dây ống và dây quấn và yêu cầu kỹ năng dựa trên kinh nghiệm có vẻ xa lạ. Điều đó nói rằng, vì máy biến áp là thành phần quan trọng đối với thiết kế cung cấp điện và đặc biệt là đối với bộ chuyển đổi AC / DC và bộ nguồn cách ly, phần này nhằm cung cấp cho bạn ít nhất sự hiểu biết về cách quấn máy biến áp.
Làm thế nào để quấn máy biến áp (T1)
Chọn cuộn dây ống
Như trong hình, có các loại cuộn dây ống dọc và ngang (tùy thuộc vào kích thước lõi, có thể có các loại cuộn dây dọc hoặc ngang). Phải lựa chọn chiều cao và khu vực lắp đặt.
Số lượng chân cắm phải được xem xét và lựa chọn. Cách tính số vòng dây quấn máy biến áp xung đã được tính toán ở phần trước. Phải chọn cuộn dây ống của máy biến áp có đủ chân để quấn các dây này.
Core :JFE MB3 EER28.5A or compatible
Lp : 249μH
Np : 30 turns
Ns : 6 turns
Nd : 8 turns
Kiểm tra hiệu quả của khung quấn
Tiếp theo, từ thông số kỹ thuật của cuộn dây ống, ta xác định hiệu quả của khung quấn. Khu vực gạch chéo được biểu thị bằng mũi tên màu đỏ trong hình biểu thị khu vực mà dây có thể được quấn. Trên bản vẽ cuộn ống dây được sử dụng, hãy xác minh chính xác khu vực này.
Ảnh minh họa một cuôn ống dây thực tế, trong đó phần được chỉ ra bằng mũi tên màu đỏ thể hiện khung quấn hiệu quả. Trong trường hợp lõi cụ thể được chọn, JFE EER28.5, diện tích đo được là J = 16,6mm và H = 4mm
Xác định sơ đồ quấn dây
Cấu hình của dây quấn có ảnh hưởng đáng kể đến các đặc tính của máy biến áp tạo thành. Trong phần này, chúng tôi mô tả hai cấu hình.
Hình bên trái : Sơ đồ quấn dây bình thường.
Số lượng lớp nhỏ → Hiệu quả về chi phí
Mức độ ghép nối kém → Điện áp tăng cao và tổn thất tăng
Số chân cuộn ống dây→ Có thể giảm
Hình bên phải : Sơ đồ quấn xếp chồng.
Số lượng lớp lớn → Lưu ý độ dày của mỗi dây quấn
Mức độ ghép nối tuyệt vời → Giảm điện áp tăng và giảm thiểu tổn thất
Số chân cuộn ống dây → Tăng
Phía bên trái có sơ đơn giản nhất. Trong phạm vi số lượng lớp nhỏ, sơ đồ trái mang lại lợi ích chi phí. Tuy nhiên, vì mỗi dây quấn chỉ sâu một lớp nên dây Np có tới 34 vòng không thể quấn trong một cột, và khi dây quấn hai hoặc ba cột thì mức độ liên kết giảm dần.
Về số lượng chân cắm, bốn chân trên một mặt là đủ. Cấu hình này được ưu tiên trong các trường hợp mà công suất đầu ra nhỏ hoặc số lượng chân trên suốt chỉ được giới hạn ở bốn chân trên một mặt.
Phía bên phải đại diện cho một sơ được gọi là cuộn bánh sandwich. Trong cấu hình này, cuộn sơ cấp Np1 và Np2 được sử dụng để giữ cuộn dây khác giữa chúng để tăng mức độ kết hợp giữa cuộn sơ cấp và cuộn dây kia. Tuy nhiên, sự tăng lên của số lớp sẽ làm tăng độ dày của ống chỉ, dẫn đến tình huống trong đó về số lượng chân trên suốt, cần ít nhất năm chân mỗi bên.
Đối với cấu hình cuộn dây, phương pháp trên không nhất thiết đại diện cho giải pháp chính xác. Để đạt được các đặc tính tốt nhất có thể, chúng ta cần tạo một số nguyên mẫu, tốn nhiều thời gian, cấu hình một mạch được tổ chức tốt bằng cách kết hợp các thành phần khác trên một bố cục bo mạch thực tế và định hình nó thành các thông số kỹ thuật tối ưu bằng cách kiểm tra các thuộc tính.
Đường rò và barrier tape của máy biến áp
Đường rò của máy biến áp : Đường ngắn nhất giữa hai bộ phận dẫn điện được đo dọc theo bề mặt của lớp cách điện; đường đi ngắn nhất giữa phía sơ cấp và thứ cấp của máy biến áp được đo dọc theo bề mặt của cách điện.
barrier tape của máy biến áp : Nó được sử dụng trong các ứng dụng cuộn dây và biến áp, đặc biệt là trong các ứng dụng nhiệt độ cao và điện áp cao. Nó có hiệu quả đối với cách điện đan xen, cách điện dạng sơ cấp thứ cấp và lớp bọc bên ngoài. Nó cũng như một rào cản để bảo vệ hệ thống khỏi nhiệt và các tia khi chập điện
Để tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn, chúng ta cần đảm bảo cách điện đầy đủ về khoảng cách đường rò giữa cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp trên máy biến áp. Khoảng cách đường rò được xác định bằng cách xem xét điện áp làm việc, mức độ nhiễm bẩn của môi trường vận hành và các vật liệu cụ thể được sử dụng. Băng cản được sử dụng như một phương tiện đảm bảo khoảng cách đường rò thích hợp.
Khi máy biến áp T1 tuân theo Tiêu chuẩn an toàn IEC60950, đạt được các giới hạn sau hoặc thấp hơn, thì khoảng cách đường rò phải được xác định:
Điện áp hoạt động: 300V
Mức độ ô nhiễm: 2
Vật liệu: Ⅲa （CTI <400）
Khoảng cách leo tối thiểu bắt buộc dựa trên IEC60950:
Cách điện cơ bản: 3.2 mm
Cách nhiệt tăng cường: 6,4 mm （cách điện cơ bản × 2）
↑ Trong thiết kế hiện tại, chúng tôi sử dụng vật liệu cách nhiệt tăng cường
Trong thiết kế này, vì điện áp đầu vào xấp xỉ 270 V, lấy trung bình từ 250 V và 300 V, đại diện cho các tiêu chuẩn.
Từ 250 V: 2,5 mm và 300 V: 3,2 mm, ở 270 V giá trị là 2,78 mm, được làm tròn thành 3 mm. Đối với cách điện tăng cường, giá trị thực tế tăng gấp đôi, là 6 mm.Trong trường hợp cuộn ống dây thẳng đứng, vì phần trên cùng không có đường chiết, khoảng cách đường rò có thể giảm một nửa hoặc đặt thành 3 mm.
Bây giờ chúng tôi cung cấp các định nghĩa gần đúng của một số thuật ngữ kỹ thuật về các tiêu chuẩn được đề cập ở trên. Để biết chi tiết cụ thể, tài liệu tiêu chuẩn phải được tham khảo.