Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курсач мсис.docx
Скачиваний:
7
Добавлен:
09.12.2018
Размер:
213.33 Кб
Скачать

Методика расчета

1.1 РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И КПД

Мощность, потребляемая нагруз­кой,. Если нагрузок несколько, вычисляют суммарную потребляемую ими мощность.

Рн = IН UH (1.1)

Pн = 2,6 ·46=119,6 Вт

1.1.2 Вычисляют КПД трансформатора согласно рис. 1 по эмпирической фор­муле

= 0,99 - (0,175/F) - (1+(9,95/F1,3))/РН, (1.2)

= 0,99 - (0,175/150) - (1+(9,95/1501,3))/119,6 = 0,98

где значение F — кГц, Рн — Вт.

1.1.3 Используемая мощность трансформатора

Рисп = Рн / (1.3)

Рисп =119,6/0,98=89,8 Вт

1.2 Геометрические размеры магнитопровода

1.2.1Площадь сечения магнитопровода

Sc = (D-d)h/2 (1.2.1)

Sc = (80-34)·14/2=322 мм2

1.2.2 Площадь окна магнитопровода

S0 = d2/4 (1.2.2)

S0 = ·342/4=907,46 мм2

1.2.3 Средняя длина магнитной силовой линии в магнитороводе

lср.л = (D-d)/2 (1.2.3)

lср.л = ·(80-34)/2=72,22 мм

1.3 ВЫБОР ЗНАЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ИНДКУЦИИ Вт

Принимаем значение максимальной индукции Вт (Тл) частной петли гистерезиса в пределах Вm = (0,5...0,75)Внас. Из [3] известно, что выбирать Вm меньше 0,5Внас не рационально вследствие необоснованного увеличения габаритов трансформатора, а больше 0,75Внас нельзя из-за повышения вероятности насыщения магнитопровода. Принимаем Вm равным среднему значению —0,625Внаc.

Вm=0,625·0,4=0.25 Тл

1.4 ГАБАРИТНАЯ МОШНОСТЬ ТРАНСФОРМАТОРА

Габаритную мощность трансформатора в общем случае рассчитываем по формуле [3, с. 85]; [5, с. 24—26]; [7, с. 109]:

Ргаб=0,02·Sc·So·F·Bm·J·s·kC·kM·kФ, (1.4.1)

где значение Ргаб — Вт; SC и SO — см2; F — Гц; Вm — Тл ;

Jплотность тока в обмотках, А/мм ; s — число стержней магнитопровода, на которых располо­жены обмотки (для кольцевого магни­топровода — 1);

— коэффициент за­полнения ферромагнитным материа­лом площади поперечного сечения маг­нитопровода [5, с. 24]-

, — коэффици­ент заполнения окна медью обмоток;

kф — коэффициент формы преобразо­вываемого напряжения (для прямо­угольной формы — 1).

Из [7, с. 110] коэффициент для ферритов — 1; — 0,15 при РН > 15 Вт.

Согласно [7, с. 109]

J=1,5 + (24/), (1.4.2)

Поскольку Ргаб в свою очередь зави­сит от J, вычисление следует выполнять итерационно. Трудностей итерацион­ного расчета можно избежать, приняв J равной 1,87 А/мм2 или вычислив Ргаб по формуле, приведенной в статье [2], ко­торая дает менее точный, но пригодный для первоначальной оценки результат:

Pra6 = ScSoFBm/150, (1.4.3)

Pra6 = 322 ·907,46 ·150·0.25/150=73050,53 Вт.

где значение Ргаб — Вт; Sc и S0 — см2 F - Гц; Вт — Тл.

Проверяем, если Ргаб > 1,2Рисп, выбранный кольцевой магнитопровод можно использовать, то продолжаем расчет. Если неравенство не выполняет­ся, желательно либо повысить частоту преобразования (если это позволяют характера гики материала магнитопро­вода и элементы ИИП), либо применить магнитопровод больших размеров. За­пас по Ргаб учитывает изменение пара­метров магнитопровода (старение, уменьшение при нагревании и т. д.).

1.5 РАСЧЕТ ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ

1.5.1 Наибольшее напряжение пер­вичной обмотки трансформатора

U1 = Umах / 2 - 2Uкэ.нac; (1.5.1)

U1 = 200 / 2 - 2·1,1=97,8 В.

1.5.2 Число витков первичной обмотки [3,с. 92]

W1, = U1/(4FBmSckckф)), (1.5.2)

W1=97,8/(4·150·0,25·322·0,15·0,1)=0,135 ≈1витoк

где значение U1 — В; F — Гц; Вм - Тл; Sс — см2.

1.5.3Рассчитываем индуктивность первичной обмотки трансформатора (в Гн) по формуле

(1.5.3)

где Sc — м2; lср.л — см2; Гн/м — магнитная посто­янная.

1.5.4 Вычисление максимального значения прямоугольной составляющей тока первичной обмотки трансформатора

I1maxисп/( Uпит min /2 - 2·Uкэ.нас), (1.5.4)

I1max =89,8/( 184 /2 - 2·1,1)=1 А.

1.5.5 Максимальное значение амплитуды треугольной составляющей тока [1] первичной обмотки трансформатора для полумостового преобразователя

Imax = U1/(4F L1), (1.5.5)

Imax = 97,8/(4·150 ·0,01)= 16,3А

где значение Imax — A; U, — В; F — Гц; L1 — Гн.

Если выполняется неравенство Imax < 0,2 I1max, (4.3>1.1) полагаем, что форма тока первичной обмотки трансформатора близка к прямоугольной. В противном случае желательно применить магнито­провод с иными параметрами. Но если неравенство не выполнено, продолжа­ют расчет дальше, допуская повышен­ную амплитуду треугольной составляю­щей тока, из-за которой придется вы­брать коммутирующие транзисторы с более высоким максимально допусти­мым током коллектора или стока.

Ориентировочно максимальное значение амплитуды тока первичной

обмотки = I1max + Imax. Более точный расчет выполняют в цикле, перебирая значения напряжения питания в интер­вале его изменения с малым шагом (например, 1 В) и вычисляя соответст­вующую сумму токов.

=1,148+16.3=17.448 А

1.5.6 Выбор провода первичной обмотки

Диаметр провода первичной обмотки [1]

, (1.5.6)

мм,

где значение —A; d1 — мм; J—А / мм2.

1.6 РАСЧЕТ ВТОРИЧНОЙ ОБМОТКИ

1.6.1 Число витков вторичной обмотки

W2 = W1 UН/ U1 , (1.6.1)

W2=1·197/97,8 ≈2 витка

1.6.2 Диаметр провода вторичной обмотки

, (1.6.2)

мм.

Результаты расчета заносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчета

Рн,

Вт

Рисп,

Вт

Ргаб,

Вт

U1,

B

η,

%

IΣmaxA

I1maxA

Imax A

W1

W2

L1,мГн

d1,мм

d2,мм

S0,мм2

Sc, мм2

lср.л,мм

119,6

89,8

73050,53

97,8

0.98

17,448

1.148

16,3

1

2

0.01

2,54

1,61

907,46

332

72,22