КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Напряжения
Трансформаторы статических преобразователей Трансформаторы статических преобразователей напряжения, как правило, рассчитываются на частоты f пдо 5¼20 кГц. В современных методах проектирования трансформаторов статических преобразователей напряжения используется теория размерностей, что позволяет составить систему безразмерных критериальных зависимостей, характеризующих условия подобия процессов в различных трансформаторах. Полученные выражения не имеют очевидной физической интерпретации, однако при этом возрастает точность расчета параметров проектируемого трансформатора. Пример 5.12. Рассчитать габаритную мощность Р н трансформатора статического преобразователя напряжения (рис. 5.5) с мостовой схемой выпрямления и с двухполупериодной схемой выпрямления с выводом от средней точкисо следующими параметрами:
Обозначения. Е – напряжение источника питания; t и – длительность импульсов, вырабатываемого инвертором; Т и – период следования импульсов; U м N б, I м N б – напряжения и токи базовых обмоток; к мви к дв– коэффициенты, учитывающие необходимое увеличение номинальной мощности трансформатора при подключении к вторичным обмоткам мостовой и двухполупериодной схем выпрямления, соответственно. Решение. Номинальная мощность трансформатора Р нрассчитывается по формуле (5.5). В эту формулу подставляют действующие значения напряжений и токов вторичных обмоток: , В; (5.28а) , А, (5.28б) где g = Т и/ t и– cкважность импульсов. 1. Рассчитываем скважность импульсов, вырабатываемых инвертором преобразователя:
. 2. По формулам (5.28а) и (5.28б) рассчитываем действующие значения напряжений и токов вторичных обмоток: В, А; В, А; В, А. 3. По формуле (5.5) рассчитывается мощность трансформатора Р н, которая, с учетом особенности нагрузки трансформатора на схему выпрямления, является габаритной: Р н= к мв×92×0,21 + к дв×8,5×0,71 + 2,1×0,141 = 1,3×19,32 + 2,1×6,035 + 0,296 38,1 ВА. Здесь коэффициенты к мв= 1,3 и к дв= 2,1 учитывают необходимое увеличение номинальной мощности трансформатора при подключении к вторичным обмоткам мостовой и двухполупериодной схем выпрямления, соответственно. Ответ. Р н=38,1 ВА. Пример 5.13. Рассчитать критическую частоту f крмагнитопровода трансформатора статического преобразователя напряжения при следующих исходных данных:
Решение. Для трансформаторов указанного назначения в качестве материала магнитопровода для частот до 3 кГц берутся электротехнические холоднокатаные трансформаторные стали марок 3422...3425 с толщиной ленты 0,15¼0,08 мм. На более высоких частотах (до 20¼30 кГц) применяются низколегированные пермаллои в виде тонких лент толщиной 0,0015¼0,08 мм. На частотах свыше 30 кГц в основном используются магнитомягкие ферриты и магнитодиэлектрики. Граничная критическая частота f кр- это частота, при превышении которой расчетная величина объема магнитопровода перестает уменьшаться с ростом частоты. Значение f кррассчитывается по формуле , Гц, (5.29) где Р н– номинальная (габаритная) мощность трансформатора, Вт; D Т 50 °С – температура перегрева трансформатора; А = j(f п, В м) – коэффициент потерь, представляющий удельные потери в стали (в 1 см3) при f п= 1 Гц и В м= 1 В×с/см2 = 104 Т.
Величина коэффициента А рассчитывается по формуле: А = р о(f п/ f *)a f п-3/2(B м/ B м*)b B м-2, А×см/В×с1/2, (5.30) где р о – удельные потери в стали, Вт/см3; a и b – коэффициенты; f *= 1000 Гц; B м*= 10–4 В×с/см2 = 1 Т. Значения коэффициентов р о, a и b приведены в таблице П.26 для расчета удельной мощности потерь А в некоторых магнитных материалах. Для сведения в этой таблице приведены также значения коэффициента А, рассчитанные по формуле (5.30) для различных толщин ленты, частоты f и индукции магнитного поля B м в магнитопроводах. При использовании разрезных ленточных магнитопроводов полученное расчетное значение коэффициента потерь А следует дополнительно умножить на так называемый коэффициент резки к р 1,5¼2. Коэффициент резки учитывает увеличение потерь в магнитопроводе вследствие разрезки его на две части. 1. Из таблицы П.26 выбираем характеристики сплава 34НКМП: р о= 5,7×10–2 Вт/см3; a = 1,3; b = 1,7. 2. По формуле (5.30) рассчитываем величину коэффициента потерь А: А = 4,3×10–2(104/103)1,3(104)-1,5(1,5/1)1,7(1,5×10–4)-2 76,25 А×см/В×с1/2. 2. Определяем по формуле (5.29) граничную критическую частоту f кр, при превышении которой объем трансформатора перестает уменьшаться с ростом частоты: Гц. Ответ. f кр=598 кГц. Пример 5.14. Рассчитать объем магнитопровода V странсформатора статического преобразователя напряжения и выбрать стандартный магнитопровод при следующих исходных данных:
Обозначения. Р н - номинальная мощность трансформатора; А - коэффициент потерь; Т и – период следования импульсов; D Т – температура перегрева трансформатора; к доб- коэффицент, учитывающий поверхностный эффект; к м– коэффициент заполнения окна магнитопровода; к т – коэффициент, характеризующий увеличение сопротивления провода намотки вследствие нагрева трансформатора. Решение. При обосновании и выборе конструктивного типа и материала магнитопровода исходят из того, что при сравнительно невысоких рабочих частотах трансформатора (до 3...5 кГц) целесообразно применять броневые магнитопроводы типа ШЛ, ШЛМ, ШЛО и др. На более высоких частотах используются кольцевые магнитопроводы типа ОЛ и стержневые магнитопроводы типа ПЛ, ПЛМ, характеризующиеся меньшей индуктивностью рассеяния.
Объем магнитопровода V сопределяется по формуле , см3, (5.31) где А – коэффициент потерь, который рассчитывается по формуле (5.30); к доб= r м/ r м0– коэффициент, характеризующий отношение сопротивления провода намотки току высокой частоты r мк сопротивлению провода постоянному току r м0из-за поверхностного эффекта и эффекта близости. Величина к добможет быть определена по формуле (4.44), приведенной в гл. 4 для вычисления сопротивления току высокой частоты катушки индуктивности; к т 1,4 – коэффициент, характеризующий увеличение сопротивления провода намотки вследствие нагрева трансформатора; к м 0,25¼0,3 – коэффициент заполнения окна магнитопровода; Р н– номинальная мощность трансформатора, Вт; f п= 1/ T и– частота основной (первой) гармоники напряжения на входе трансформатора, Гц; D Т – ориентировочная температура перегрева трансформатора, °С. Из рассчитанного значения объема магнитопровода V с определяется ширина окна с магнитопровода броневой или стержневой конструкции: . (5.32) По найденному значению с в справочнике выбирается магнитопровод, имеющий объем V c, близкий к расчетному. Затем определяются ширина стержня магнитопровода а, толщина стержня b и высота h окна, длина магнитопровода l мп, средняя длина витка l в, его масса М с. При использовании тороидального магнитопровода подбирается магнитопровод с ближайшим (в большую сторону) значением объема V c, близким к расчетному. Затем определяются внутренний h и наружный H диаметры кольца, ширина ленты b и остальные расчетные параметры. 1. Рассчитываетсячастота f ппервой гармоники напряжения на входе трансформатора f п= 1/ T и=1/1×10-4=104 Гц. 2. Определяется объем магнитопровода V с по формуле (5.31): см3. 3. Из справочника выбираем магнитопровод типа ОЛ 16/26-10, имеющий объем V c = 3,25 cм3. Конструктивные размеры магнитопровода приведены в таблице 5.2. Таблица 5.2
Дата добавления: 2015-05-09; Просмотров: 462; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |