Модели железных дорог

Е2 и выводы XT2 (железная дорога) образуют цепь постоянного тока блока управления.

В макетах, где имеется большое количество электроприборов — систем автоматики, стрелочных переводов и ламп освещения, рекомендуется для их питания иметь несколько трансформаторов (блоков), чтобы цепи были самостоятельными, не связанными друг с другом. Данная рекомендация вызвана особенностями конструкции и работы некоторых электроприборов, которые рассчитаны на кратковременное потребление большого тока. Так, при одновременном включении нескольких стрелочных переводов или реле сигнализации возникает значительное понижение напряжения, в результате чего электроприводы могут не сработать и на макете произойдет авария. Кроме того, в такие моменты мигают осветительные лампы.

Чтобы избежать перегрузок, необходимо иметь несколько трансформаторов или один трансформатор с несколькими вторичными обмотками. Если нет готового трансформатора соответствующей мощности, то его можно рассчитать и изготовить в домашних условиях.

Расчёт трансформатора начинают с определения его мощности, которая равна произведению напряжения на ток первичной обмотки или сумме мощностей всех вторичных обмоток (без учёта потерь), т. е. мощности Р, первичной и вторичной обмоток должны быть одинаковы. Потери в данном случае незначительны и при расчёте ими можно пренебречь. Математически эта взаимосвязь выражается формулой

P_s = U_пI_п = ( U_в1I_в1 ) + ( U_в1I_в1 ) + ... + ( U_вnI_вn ),

где U_п , U_в — напряжение соответственно первичной и вторичной обмоток, В; I_п,I_в, — ток соответственно первичной и вторичной обмоток, А.

При расчёте потребляемой мощности условно принимают, что микроэлектродвигатели моделей локомотивов потребляют постоянный ток 0,15 — 0,2 А напряжением 12 В. Соленоидные электроприводы стрелочных переводов, сигналов и средств автоматики при включении потребляют переменный ток до 2 А напряжением 16 В. Рекомендуется предусматривать в схемах одновременное включение не более 2 — 3 приводов. Ток, потребляемый лампами освещения, принимается в соответствии с их характеристиками.

Определив мощность трансформатора, рассчитывают площадь сечения магнитопровода

Геометрическое сечение магнитопровода должно быть несколько больше, так как магнитопровод состоит из множества тонких пластин, изолированных друг от друга. Чтобы получить геометрическое сечение магнитопровода, необходимо в приведённую формулу ввести коэффициент. Для небольших трансформаторов коэффициент, учитывающий толщину изоляции отдельных пластин, равен ~ 0,86. Следовательно,

F' = 0,86F = 0,86ab

где F — геометрическое сечение магнитопровода, см², а — при Ш-образной пластине — ширина средней стойки пластины и при П- образной пластине — ширина одной из стоек, см; b — толщина пакета набранных пластин, см.

Сердечник магнитопровода набирают из отдельных пластин трансформаторной стали. Пластины используют от старых трансформаторов радиоприёмников, телевизоров и др. В зависимости от формы магнитопровода сердечника трансформаторы бывают стержневого и броневого типов (рис. 84). Сборку магнитопровода осуществляют после намотки катушек.

Рис. 84. Конструкции магнитопроводов:

а — стержневой: б — броневой

Следующей величиной, необходимой для расчёта трансформатора, является количество витков на 1 В напряжения:

u_1в = 45 / F' .

Для первичной обмотки количество витков

u_I = u_1вU_п = 45U_п / F' .

При определении количества витков для вторичных обмоток их число увеличивают на 5 — 10%, чтобы компенсировать потери:

u_II = (1,05 ? 1,1) u_1вU_в = (1,05 ? 1,1) 45U_в / F' .

Далее определяют сечение провода для каждой обмотки. При этом считают, что медный провод сечением 1 мм² может проводить ток не более 2,5 А. Тогда

S = I / 2,5 ,

где S — сечение провода, мм², I — требуемый ток, А.

При отсутствии провода расчётного сечения используют провод ближайшего большего сечения. После этого делают проверочный расчёт для определения: можно ли поместить все витки на катушку трансформатора. Расчёт производят применительно к имеющимся в наличии трансформаторным пластинам. При расчёте учитывают сечение проводов, толщину изоляции, количество витков. Площадь окна пластины сердечника, куда помещается катушка трансформатора, составляет

F''_min = 3( d₁²u₁ + d₂²u₂ + ... + d_n²u_n),

где d — диаметр проводов обмотки; u — количество витков обмоток.

Для упрощения расчётов можно воспользоваться основными параметрами трансформаторов небольшой мощности (от 10 до 150 Вт), приведёнными в табл. 1.

Таблица 1

Мощность Рs, Вт	Размеры сердечника		Количество витков на 1 В обмотки
	aXb, мм	F', см2	первичной	вторичной
10	12 X 15	2,5	20	23