Импульсный трансформатор

Рефераты / Коммуникации, связь и радиоэлектроника / Импульсный трансформатор

= 2. 3 /12 = 0.19 (2.31)

Ψ = 0.19 – в указанных пределах, следовательно, расчет выполнен правильно.

2.8 Средние длины витков обмоток трансформатора

В импульсных трансформаторах поперечное сечение стержня выполняется прямоугольной формы. Поэтому при однослойных или двухслойных цилиндрических обмотках средние длины в

итков можно представить в виде:

– для первичной обмотки:

=2·(1.2 + 1.55 + 4·0.3 + 2·0. 1)=8.3 (см) (2.32)

– для вторичной обмотки:

= 2·[1.2 + 1.55 + 4·(0.3 + 0.1 + 0.01) + 2·0.1] = 9.18 (см). (2.33)

– для обеих обмоток:

=( 8.3 + 9.18)/2 = 8.74 (см) (2.34)

2.9 Масса меди и активные сопротивления обмоток

Находим массу меди для первичной обмотки:

Gк1=8.9·W1·g1·lw1·10-5 = 8.9·23·0.724·8.3·10-5 = 0.012 (кг) (2.35)

Находим массу меди для вторичной обмотки:

Gк2=8.9·W2·g2·lw2·10-5 = 8.9·69·0.22·9.18·10-5 = 0.013 (кг) (2.36)

Находим общую массу меди обмоток:

= 0.012 + 0.013 = 0.025 (кг) (2.37)

Определим активное сопротивление первичной обмотки трансформатора:

=1.22·23·8.3 / 5700·0.724 = 0.05 (Ом) (2.38)

Определим активное сопротивление вторичной обмотки трансформатора:

=1.22·69·9.18 / 5700·0.22 = 0.62 (Ом). (2.39)

2.10 Потери в обмотках

В обмотках импульсных трансформаторов проходят короткие прямоугольные импульсы тока, и поэтому потери в них обуславливаются не только омическим сопротивлением, но также явлением поверхностного эффекта в проводах и влиянием тока наводки в них при прохождении по обмоткам тока импульса.

Определяем средние потери мощности в обмотках

= 1.432·0.05 = 0.1 (Вт) (2.40)

= 0.432·0.62 = 0.12 (Вт) (2.41)

= 0.1 + 0.12 = 0.22 (Вт) (2.42)

2.11 Масса материала сердечника

Находим массу сердечника трансформатора стержневого типа

= 7.6·2. 3·12·10-3 = 0.2 (кг). (2.43)

2.12 Магнитные потери в сердечнике

Средние потери на вихревые токи в материале сердечника импульсного трансформатора:

= 650·1.8·10-6·0.0182·12·6002/12·232·2. 3·0.6·10-4= 0.3 (Вт). (2.44)

где δс – толщина листа сердечника, см;

ρс – удельное электрическое сопротивление материала сердечника, Ом·см2/см;

Sc – поперечное сечения стержня сердечника, см2;

l – общая длина магнитопровода сердечника, см.

Находим среднюю мощность намагничивания материала сердечника импульсного трансформатора:

= 232·0.095·2. 3·10-4 / 12= 0.9·10-3 (Гн), (2.45)

где L1 – общая индуктивность первичной обмотки трансформатора.

= 650·6002·(1.8·10-6)2/0.9·10-3·2 = 0.04 (Вт). (2.46)

2.13 Коэффициент полезного действия трансформатора

При передаче импульсов энергия, затрачиваемая за это время на намагничивание сердечника является энергией потерь, поэтому КПД импульсного трансформатора определяется как

= 15.21·100 / 15.21 + 0.3 + 0.04 + 0.22 = 86, (2.47)

где Pср – средняя отдаваемая мощность, Вт;

Pк – суммарные средние потери в обмотках, Вт;

Рвх – средние потери на вихревые токи, Вт;

Рм – средние потери на намагничивание, Вт.

2.14 Намагничивающий ток трансформатора

Намагничивающий ток состоит из двух составляющих – действительного намагничивающего тока и составляющей, компенсирующей влияние размагничивающего действия вихревых токов в сердечнике трансформатора. Сумма этих составляющих называется током кажущегося намагничивания. Определим намагничивающий ток

= 1.8·10-6·12·10-2·600/ 0.095·232·2. 3 = 0.8 (А) (2.48)

где l – общая длина магнитопровода сердечника, см;

μΔ – магнитная проницаемость материала;

Sс – поперечное сечение стержня сердечника, см2.

2.15 Коэффициент плоской части импульса

Проверяем коэффициент плоской части импульса

= 0.88 / 22 = 0.04 (2.49)

Сравнивая его с исходным λ = 0.04 приходим к выводу, что расчет был произведен правильно.

2.16 Проверка трансформатора на нагревание

Так как потери в обмотках малых трансформаторов относительно малы по сравнению с магнитными потерями в сердечнике, то нагрев обмотки практически не представляет опасности и расчетную проверку их температуры можно не производить. Основные потери энергии в рассматриваемых трансформаторах сосредоточены в их сердечнике, что приводит к заметному нагреванию трансформатора.

Определяем площадь открытой торцевой поверхности сердечника:

=4·1.2·1.55+2·1.55·3.1+1.55·2.946=21.64 (см2) (2.50)

Определяем превышение температуры сердечника над температурой окружающей среды

== 12 град (2.51)

где α0=13·10-4 – коэффициент теплоотдачи открытой торцевой части поверхности сердечника, Вт / см2 град

Scep – площадь открытой торцевой части поверхности сердечника, см2;

2.17 Параметры трансформатора и проверка искажения импульса напряжения

Определяем активные сопротивления обмоток

= 0.62·(23 / 69)2 = 0.0558 (Ом). (2.52)

Определяем эквивалентное активное сопротивление контуров вихревых токов в материале сердечника трансформатора, приведенное к числу витков первичной обмотки

=12·(23)2·2. 3·0.6·10-4 / 0.012·12 = 730(Ом) (2.53)