Дроссели и трансформаторы со стальным магнитопроводом, страница 3

Иногда используются тонкая и широкая алюминиевая лента.

Используются площади окна магнитопровода, которые могут быть оценены по коэффициенту заполнения окна медью , где q – сечение проводов обмотки, N – число витков. Величина коэффициента заполнения зависит от диаметра, изоляции (межслоевой и межобмоточной), размеров каркаса.

Расчет параметров обмоток трансформаторов.

Индуктивность обмотки при небольшом подмагничивании или без него может быть определенна по формуле: . При малых переменных и без подмагничивания , при больших напряжениях или небольшом подмагничивании . При большом подмагничивании , рабочая точка перемещается в область насыщения, при этом  уменьшается и искажения растут. Но их можно уменьшить, увеличив магнитное сопротивление цепи, введением немагнитного зазора. - величина зазора, от нее зависят все члены выражения: .

При изменении l_з изменяется l_c , при этом растет , L становится максимальным, . Величина оптимального зазора может быть определенна графически, в зависимости от , материала и размеров магнитопровода. Использование оптимальных зазоров магнитопровода позволяет уменьшить размеры, вес, стоимость трансформаторов и дросселей.

Сопротивление обмотки может быть определенно по формуле: , . Постоянная времени обмотки: . Собственная емкость – сумма межвитковой, межслойной, между внутренними и наружными слоями и магнитопроводом. Зависит от способа намотки, E_изол, схемы выполнения выводов. Основная межслойная емкость С₁, внутренний слой С₂, наружный С₃. обычно С₃<С₂.

l_ср- средняя длина, а – расстояние до магнитопроводов, d – диаметр провода.

Индуктивность рассеивания  - для двухобмоточного трансформатора.

. Здесь ,  - длина обмотки в направлении потока рассеивания, - зазор между и , А₁ и А₂ – толщины первой и второй обмоток, в направлении потока рассеяния. К – коэффициент Круга, зависит от типа обмотки. Меньшие значения этого коэффициента соответствуют большим напряжениям и меньшему числу секций.При секционной обмотке добавляют множитель 1/р², где р – число зазоров между секциями.

Особенности расчета и конструкции НЧ трансформаторов дросселей.

Необходимыми величинами при проектировании ТНЧ являются  L₁, L_Smax, n, r₁, r₂, U_m, f_m, C_0max. Необходимо произвести выбор материала и размеров магнитопровода, рассчитать число витков и диаметр проводов обмоток, выбор типа намотки, изоляции, рассчитать укладку.

Выбор материала магнитопровода производится с учетом требований по условиям эксплуатации, весу, габаритам, стоимости. Апостеорно и расчетно известно, что для входных ТНЧ, минимальной стоимости и веса, нечувствительным к внешним магнитным полям, работающих при малом сигнале и без подмагничивания следует использовать стержневые сердечники из пермаллоя (80 НXC и 79 HM). Для трансформаторов малой стоимости, с большим уровнем сигнала, работающих без или со слабым подмагничиванием следует использовать сталь Э46, при подмагничивании используют Э42, 43.

Определение размеров магнитопровода производится по и индукции так, чтобы обеспечить искажения. Для упрощения выбора магнитопроводов вводится величина, называемая конструктивной постоянной:  , при сильном сигнале  определяется при В=0.01В_м, L₁, r₁определяются по нормализованной таблице. Окончательно магнитопровод определяется размещением обмоток.

Расчет числа витков.

Обеспечивая L, число витков определяем, выразив из выражения для L:

(1):        , это выражение для малых

Для большого сигнала при заданных В_м и U_м.  с учетом режимов:   «А»:  ,  «Б»:  , где - амплитуда переменного напряжения на половине обмоток, N- полное число витков.