Виконується за заданими ефективними (діючими) значенням напруги мережі живлення U 1,вторинної обмотки U 2,і струму вторинної обмотки І 2. В результаті розрахунку знаходять типорозмір магнітопроводу (якщо він не заданий), число витків кожної обмотки w 1, w 2, …, w n; діаметри проводів кожної обмотки d 1, d 2,..., d n. Розрахунок виконують в наступному порядку.
1. Визначається струм первинної обмотки
І 1= I 1 (2) + I 1 (З) + … + I 1 (n) = Σі = l..n I 1 (і)
де i – порядковий номер обмотки; I 1 (і) = U i I i / U 1– складові струму первинної обмотки, зумовлені струмами відповідних вторинних обмоток. Струми обмоток, навантажених спрямовувачами, визначаються при розрахунку спрямовувача (див. вище).
2. Визначається габаритна потужність трансформатора
P г = Σі = l..n (U i I i / 2 η)
де η – ККД трансформатора. При габаритній потужності меншій за 20 В·А можна приймати η = 0,75...0,95, при Р г = 20 Вт і більше – η = 0,9..0,95.
3. Визначається добуток S м S вік ≈ 25 Р г(1 + η) / fB m jk вік k м k ф η,де S m– середня площа перетину магнітного кола, см2; S вік– площа вікна магнітопроводу, см2; Р г– потужність, Вт; f – частота мережі живлення, Гц; В m – амплітуда магнітної індукції в магнітопроводі, Тл; j – щільність струму в обмотках, А/мм2; k вік– коефіцієнт заповнення вікна магнітопроводу; k м– коефіцієнт заповнення сталлю перетину стержня магнітопроводу; k ф – коефіцієнт форми кривої напруги. Значення В mможна вибрати із графіка для вибору індукції в залежності від габаритної потужності (1 В·А = 1 Вт) трансформатора при частоті 50 Гц для сталей: 1– 1511, 1513; 2, 3– 3411 (2–пластинчатий магнітопровід; 3– стрічковий магнітопровід).
Щільність струму в обмотках j вибирають від 2,5 (при Р г > 200 Вт) до 5 А/мм2 (при Р г = 10 Вт).
Коефіцієнт k віктим менше, чим тонше провід обмоток (чим менша габаритна потужність трансформатора). Для броньових трансформаторів з Р г = 15... 50 Вт можна приймати k вік= 0,22... 0,28, з Р г =50... 150 Вт k вік = 0,28... 0,34 і для трансформаторів більшої потужності k вік = 0,35... 0,38.
Коефіцієнт k мзалежить від товщини листів і виду їх ізоляції. Для пластин, ізольованих лаком, при товщині 0,1 мм можна прийняти k м = 0,7, при товщині 0,2 мм k м = 0,85 і при товщині 0,35 мм k м = 0,91. Якщо пластини ізольовані фосфатною плівкою, то можна приймати k м = 0,75; 0,89 і 0,94 відповідно.
Коефіцієнт k ф = 1,11 при синусоїдальній формі напруги і k ф = 1 при прямокутній формі.
4. Вибирається магнітопровід і визначаються його розміри (див. таблиці довідників «Розміри стандартних пластинчастих, броньових та кільцевих стрічкових, Ш-подібних феритових магнітопроводів». Для малопотужних трансформаторів рекомендуються броньові магнітопроводи, що дозволяють виготовляти трансформатори менших розмірів, маси і вартості. Для вибраного броньового магнітопроводу повинна виконуватися умова Bll 1 h > S м S вік,а для кільцевого магнітопроводу – умова (D – d) d 2 b > 3 S м S вік,де D, d, b – розміри магнітопроводу (див. дані табл. довідника).
5. Визначається число витків первинної обмотки
w 1 = 2250 U 1(1 – δU 1/100) / (fB m S м)
івторинних обмоток
w i = 2250 U i(1 – δU i/100) / (fB m S м),
де U i – напруга на і-й обмотці, В; δU 1– допустиме відносне падіння напруги на і-й обмотці, %; f – частота, Гц; В м – амплітуда магнітної індукції, Тл; S м– площа, см2.
Звичайно приймають δU 1= 12 % при Р г = 10 Вт, δU 1 = 7% при Р г = 20 Вт і 4 % при Р г= 40 Вт і більше;
δU і = 15 % при Р г= 10 Вт, δU і= 12 % при Р г = 20 Вт, δU і = 10... 6 % при Р г = 30... 300 Вт.
6. Визначаються діаметри проводів обмоток d і = l,13 , де І і – струм в і -й обмотці, A; j – щільність струму, А/мм2. 3 табл. довідника «Основні параметри мідних обмоточних проводів» вибирають найближчі більші значення діаметрів проводів.
7. Перевіряється розміщення обмоток на магнітопроводі. Число витків в шарі циліндричної обмотки w шар = [ h – 2(δ к + 1)] / 1,3 d iзде h – висота вікна, мм; δ к – товщина матеріалу каркаса, мм; d iз– діаметр проводу, мм, з ізоляцією (див. вищезгадану табл.).
Число шарів обмотки n шар = w / w шар, де w – число витків обмотки. Товщина обмотки δ об = n шар (d iз + δ із), де δ із – товщина ізоляції між шарами. Повинна виконуватися умова l 1 > δ к + Σ δ об + δ пр, де l 1– ширина вікна; Σ δ об – сумарна товщина всіх прокладок між обмотками. Якщо ця умова не виконується, потрібно збільшити розміри магнітопроводу і виконати розрахунок трансформатора знов.