МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электротехники и электрооборудований предприятий

Расчетно-графическое задание

Магнитный усилитель с самоподмагничиванием

Выполнил студ. гр. АЭ-09-01 ______________ Жигалов А.В.

(подпись, дата)

Проверил ______________ Хакимьянов М.И.

(подпись, дата)

УФА 2011

Содержание

1 Исходные данные 3

2 Выбор сердечника 3

3 Расчёт параметров обмоток 6

4 Выбор выпрямителей рабочей цепи 7

5 Расчёт обмотки управления 8

6 Расчёт обмотки смещения 11

7 Проверка размещения обмоток 12

8 Определение коэффициентов усиления 14

9 Проверка на нагрев и определение плотности тока 15

10 Уточнённый расчёт максимальной мощности МУС 16

Список использованной литературы 17

1 Исходные данные для расчёта

1.1 Дано

№ вар.	Рн, Вт	Iн, А	Iу, А	Кр	f,Гц	τ
19	14	0,4	0,01	5000	50	50

1 .2 Схема

Рис.1 Схема магнитного усилителя с самоподмагничиванием

1.3 Задание

1) Рассчитать и выбрать сердечники для усилителя по рис. 1;

2) Определить число витков W_y и W_p, выбрать напряжение питания, подобрать диоды, построить характеристику ‘вход-выход’, подсчитать коэффициент усиления по мощности, произвести проверку расчёта.

2 Выбор сердечника

Размеры сердечников определяются произведением S_c·S_m. Для расчёта этой величины с помощью уравнения

(2.1)

задаёмся величинами η, β, B_m, и δ, ориентируясь на имеющийся опытный материал

Таблица 1

Выбор величины индукции и коэффициента β

Материал	Bm, *10-5	β
Сплав марки 50 НП	11	0,9

Для данного случая выбираем сплав марки 65 НП, так как требуется высокий коэффициент усиления по мощности К_р.

β- коэффициент, характеризующий степень отклонения реальной петли гистерезиса от прямоугольной.

Мощность Р_н связана с параметрами магнитного усилителя уравнением

(2.2)

Выбираем магнитопровод типа ОЛ 45/56-12,5; δ=3,75 ; η=0.56

Для данной схемы (рис.1) ,

Принимаем , и

Геометрические размеры сердечника (табл. 2) рассчитаны для принятых коэффициентов заполнения по меди и стали ( ; ).

Выбираем сердечник ОЛ 45/56-12,5, имеющий см⁴

Таблица 2

Параметры тороидального сердечника

Тип магнитопровода dD-b мм	lc см	lM см	SC см2	SM см2	VC см3	SMSC см4	см2	см5
ОЛ 45/70-16	16,3	7,78	1,28	2,83	20,9	3,2	0,0286	0,598

После этого производим уточнённый расчёт δ и η с помощью формул:

; (2.3)

; (2.4)

где - коэффициент теплоотдачи,

- удельное сопротивление меди,

- площадь поверхности охлаждения.

; (2.5)

где

; (2.6)

; (2.7)

; (2.8)

; (2.9)

; (2.10)

Значит:

;

;

мм

;

Таким образом

см²

Итак:

Определив уточнённые значения δ и η, вновь произведём расчёт и по формуле (2.2) и (2.1), чтобы проверить обеспечивает ли выбранный сердечник необходимую величину этого произведения и , тогда:

см⁴

Вт

3 Расчёт параметров обмоток

Напряжение на нагрузке

; (3.1)

Значит

В

Напряжение источника питания (действующее значение)

; (3.2)

В режиме максимальной отдачи напряжение на нагрузке имеет синусоидальную форму, поэтому , следовательно

В

Определим число витков рабочей обмотки, а также сечение и диаметр голого провода:

; (3.3)

Значит

;

Сечение и диаметр голого провода рабочей обмотки

; (3.4)

Значит

мм

Выбираем провод марки ПЭВ-2: мм; мм²; мм

Сопротивление рабочей обмотки

; (3.5)

Значит

Ом

Реальный К.П.Д.

; (3.6)

Значит