Trafo's zelf berekenen
Voor het berekenen van transformatoren bestaan vuistregels en tabellen. Het is echter ook mogelijk om met behulp van een grafiek de kerndoorsnede en het benodigde aantal windingen per volt te bepalen indien het primaire vermogen bekend is.
Ik beschikte over gegevens van een twintigtal transformatoren van uiteenlopend vermogen en kerndoorsnede. Teneinde te onderzoeken wat het verband is tussen deze grootheden heb ik van deze trafo's de kerndoorsneden als functie van het primaire vermogen in een grafiek uitgezet.
Elke trafo leverde in deze grafiek een punt op. Nadat alle punten met elkaar werden verbonden ontstond een (kromme) lijn. Na enig puzzelen kon voor deze lijn de volgende wiskundige vergelijking worden opgesteld:
Hierin stelt de (horizontale) x-as het vermogen in watt voor, terwijl de (verticale) y-as de kerndoorsnede aangeeft in cm2.
In de praktijk is het werken met een kromme lijn echter niet zo handig, al was het alleen al in verband met het reproduceren van de grafiek in dit blad. Het is echter ook mogelijk om de grafiek als een rechte lijn te tekenen mits de verticale en horizontale schalen een logarithmisch verloop hebben. Immers, de formule wordt dan:
In deze laatste formule is een rechte lijn te herkennen, zodat wordt voldaan aan het gestelde. Het resultaat van dit gegoochel is in de bij dit artikel afgedrukte grafiek weergegeven. Tussen de kerndoorsnede D (cm2) en het aantal windingen per volt N blijkt volgens de handboeken een zeer eenvoudig verband te bestaan, n.l.:
(dit geldt alleen voor 50 Hz).
Weet men dus eenmaal de benodigde kerndoorsnede bij een zeker primair vermogen dan kan zeer snel het aantal windingen per volt worden bepaald. Gemakshalve is de rechter verticale schaal van de grafiek van getallen voorzien die het aantal windingen per volt aangeven. Het in de grafiek aangeduide voorbeeld (zie pijl) verduidelijkt het een en ander. Nog even voor de goede orde: onder het primaire vermogen van een transformator wordt het totale vermogen verstaan dat door de trafo afgegeven moet kunnen worden.
Dit verhaal moet slechts als een richtlijn worden gezien bij het berekenen van voedingstransformatoren. Het is n.l. niet altijd zeker of er voor het berekende aantal windingen van de benodigde draaddikte (afhankelijk van de stroomsterkte) voldoende wikkelruimte op de kern zal zijn. Wanneer dit problemen geeft is het zaak om een grotere kerndoorsnede te kiezen, ook al zou dit qua primair vermogen niet nodig zijn.
Bij het bepalen van de vereiste wikkelruimte moet trouwens ook rekening gehouden worden met het ruimteverlies dat wordt veroorzaakt door isolatiemateriaal dat tussen de lagen der wikkelingen wordt gelegd.
Tenslotte wordt opgemerkt dat de in de grafiek aangegeven waarden zodanig zijn berekend dat Been grote warmte ontwikkeling in de trafo's zal plaatsvinden, terwijl ze evenmin buitensporig zullen brommen (mits de windingen en de kernblikken niet los liggen).
PA0BJG.