Выбор схемы преобразователя. Выбор и расчет трансформатора. Расчет элементов силовой части преобразователя

Страницы работы

Фрагмент текста работы

График областей предпочтительного применения различных типов преобразователей.

Рис.2 Схема однотактного преобразователя с обратным включением выпрямительного диода

В данной схеме при отпирании транзистора VD1 напряжение питания прикладывается к первичной обмотке W1 трансформатора Т1. Полярность напряжения на вторичной обмотке такова, что диод VD1 закрыт. На этом интервале происходит накопление энергии в трансформаторе. При запирании транзистора VT1 изменяется полярность напряжения на обмотках трансформатора, открывается диод VD1 и энергия, накопленная трансформатором, передаётся в нагрузку. Регулировочная характеристика идеального преобразователя нелинейна и имеет вид:

4. Для данной схемы зададимся максимальным значением γмакс = 0.5.

5. Определяем амплитудные значения ЭДС первичной U1m и вторичной U2m обмоток трансформатора преобразователя в функции напряжения первичной сети Uвх и мощности нагрузки P0. При этом задаём:

Uкэ.нас=2 В – напряжение коллектор-эмиттер регулирующего транзистора в режиме насыщения;

Uпр.VD=Uпр.VD1=0.8 В – падение напряжения на диоде в открытом состоянии;

ΔU1≈0.02 · Uвх=0.02 · 147.147=2.956В – падение напряжения на активном сопротивлении первичной W1 обмотки трансформатора;

ΔU2=0.02 · U0 =0.02 · 12=0.24В – падение напряжения на активном сопротивлении вторичной W2 обмотки трансформатора.

                                     

                   

6. Определяем требуемый коэффициент трансформации n21 трансформатора:

n21=U2m /U1m=13.04В / 127.273В=0.102.                  

7. Определяем γмин:

                                 

Полученное значение , следовательно, устройство реализуемо.

8. Определяем критическую индуктивность LW1кр:

               

9.  Определяем значение γ:

                

Занесём в таблицу полученные данные:

                    Таблица 3

Результаты расчётов

γ

γмин

γмакс

n21

U1m, В

U2m, В

LW1, Гн

0.442

0.387

0.5

0.102

127.273

13.04

4.528

3. Выбор и расчет трансформатора

Трансформатор является одним из основных элементов преобразователя, во многом определяющим его энергетические и массобъемные показатели. Для данной схемы преобразователя трансформатор целесообразно выполнять на разрезном магнитопроводе. Из разрезных магнитопроводов будем использовать магнитопровод с броневым сердечником.

1.  Определяем действующее значение токов первичной I1 и вторичной I2 обмоток трансформатора:

                               

2.  Определяем произведение поперечного сечения стержня на поперечное сечение окна Sст·Sок. При этом задаемся:

Кок=0.3 – коэффициент заполнения медью окна магнитопровода;

ΔВ=0.15 Тл – приращение магнитной индукции на частоте преобразования;

η=0.6 – коэффициент полезного действия преобразователя;

j – плотность тока в обмотках трансформатора, определяется по таблице 4:

   Таблица 4

fп/Pг, Гц/Вт

2

10

20

60

100

200

500

1000

j, А/м2

2.5·106

3.5·106

4·106

4.5·106

5·106

5.4·106

5.7·106

6·106

Определим габаритную мощность:

, отсюда плотность тока j=5.7·106 А/м2.

Находим произведение поперечного сечения стержня на поперечное сечение окна Sст·Sо 

      

3.  Выбор типа магнитопровода.

По  известному значению  и таблице П.1 [1] выбираем подходящий тип броневого ферритового магнитопровода так, чтобы Sст·Sок(справочн.) > Sст·Sок(практич.). Наиболее близко по значению  подходит магнитопровод Ш16х20 с маркой феррита 2500НМС2. Основные его параметры приведены в таблице 5.

Таблица 5

Параметры броневого ферритового магнитопровода для силовых трансформаторов ВБВ

Тип

Размеры, мм

Sст Sок , см4

Марка феррита

Sст , см2

Lср , мм

Масса магнитопровода, Мф , г

L

I0

I

B

H

h

Ш16х20

54

16

38

20

27

19

13.37

2500НМС2

3.2

123

104х2

05 - параметры магнитопровода

Рис.3. Параметры магнитопровода.

Sок=(Sст·Sок)/Sст=7.717/3.2=2.412 см2

4.  Определяем число витков первичной W1 и вторичной W2 обмоток трансформатора:

                                                 

5.  Определяем поперечное сечение провода первичной q1 и вторичной q2 обмоток трансформатора:

                                                             

Так как ток первичной обмотки не превышает 5А и напряжение ниже 500В, то при помощи таблицы П.2 [1] для первичной обмотки выбираем провода марки ПЭТВ-0.49. Напряжение вторичной обмотки не превышает 500В, но ток больше 5А, поэтому выбираем обмоточный провод марки ПЭЛШО-1.35. Параметры выбранных проводов приведены в таблице 6.

               Таблица 6

Номинальные данные обмоточных проводов круглого сечения

Обмотка

Тип провода

Диаметр по меди, мм

Площадь сечения меди, мм2

Диаметр с изоляцией, мм

Погонное сопротивление, Ом·м

Первичная

ПЭТВ-0.49

0.49

0.1886

0.55

0.0914

Вторичная

ПЭЛШО-1.35

1.35

1.4314

1.5

0.0123

Произведём пересчёт поперечного сечения провода с учётом изоляции (q1, q2):

6.  Проверим условие размещения обмотки в окне магнитопровода:

Похожие материалы

Информация о работе