Toroidal Transformatör Sarım Sayısı Hesaplama ve Tasarım Rehberi

[guclusat]

​

Toroidal (Halka) Transformatör Hesaplama​

Toroidal (halka) transformatörler, dairesel çekirdek (nüve) yapıları sayesinde manyetik akı kaçaklarını minimumda tutan ve standart EI nüveli trafolara göre çok daha yüksek verimle çalışan güç elemanlarıdır. Özellikle yüksek akım çekilen güç amfisinde ve invertörlerde tercih edilirler.

Ancak metinde verilen hesaplama adımlarında bazı teknik eksiklikler ve birim hataları mevcuttur. Dış çap (d1), iç çap (d2) ve yükseklik (h) kullanılarak nüve kesit alanı hesaplanırken doğru geometrik formül uygulanmalıdır. Ayrıca "42 Kuralı", 50 Hz şebeke frekansı ve standart sac kalitesi için kullanılan pratik Volt başına sarım (VBS) sabitidir.

Düzenlenmiş ve Düzeltilmiş Toroidal Trafo Hesaplama Formülleri​

1. Nüve Kesit Alanının (Ae) Hesaplanması​

Halka nüvenin kesit alanı (genişlik × yükseklik) şu şekilde hesaplanır:

Ae = [(d1 - d2) / 2] × h

• d1: Dış çap (cm)
• d2: İç çap (cm)
• h: Nüve yüksekliği (cm)
• Ae: Etkin kesit alanı (cm²)

2. Volt Başına Sarım Sayısı (VBS) Hesabı​

50 Hz şebeke frekansı için pratik 42 Sabiti kullanılarak 1 Volt için gereken sarım sayısı bulunur:

VBS = 42 / Ae

Örnek Hesaplama (220V Giriş / 35V - 0 - 35V Çıkış)​

Varsayılan Nüve Ölçüleri:

• Dış çap (d1) = 12 cm
• İç çap (d2) = 7 cm
• Yükseklik (h) = 3,12 cm

1. Kesit Alanı Bulma​

Ae = [(12 - 7) / 2] × 3,12

Ae = 2,5 × 3,12 = 7,8 cm²

2. Volt Başına Sarım Sayısı (VBS)​

VBS = 42 / 7,8

VBS ≈ 5,38 tur/Volt

3. Primer (220V Giriş) Sargısı​

Primer tur sayısı = 220 × 5,38

Primer tur sayısı ≈ 1184 tur

Pratikte bakır kayıpları ve emniyet için 1190 tur olarak sarılır.

4. Sekonder (Simetrik 35V - 0 - 35V Çıkış) Sargısı​

Sekonder tarafında yük altındaki voltaj düşümünü kompanse etmek için tur sayısı %3-%5 oranında artırılır. Örneğin 35V yerine yaklaşık 36,5V hesaplanır.

• İlk 35V kanadı:
  35 × 5,38 ≈ 188 tur
  Yuvarlama ve kayıp payı ile 190 tur.
• Orta uç (Center Tap - 0):
  190. turda uç dışarı çıkartılır ve orta uç yapılır.
• İkinci 35V kanadı:
  Aynı yönde 190 tur daha sarılarak sekonder sargısı tamamlanır.

Toroidal Trafo Sarımında Dikkat Edilecek Püf Noktaları​

• İzolasyon: Primer ile sekonder sargı arasına mutlaka yüksek ısıya dayanıklı Presbant veya Mylar (Kapton) izolasyon bandı sarılmalıdır.
• Bakır Tel Çapı: Çekilecek akıma (I) göre tel kesiti seçilmelidir. Akım yoğunluğu (J) toroidal trafolarda genellikle 3 - 4,5 A/mm² alınır.
• Sargı Düzgünlüğü: Halka nüvenin iç boşluğu sınırlı olduğu için tellerin üst üste bindirilmeden, eşit aralıklarla dairesel olarak sarılması mekanik gürültüyü (zırıltıyı) önler.