Трансформатор питания малой мощности

Расчет:

lср1 = 2∙10^-3 (16+12+3,14(3.2/2)) = 0.066 м

lср2 = 2∙10^-3 (16+12+3,14(3.2+0.24+1.5/2)) = 0.08 м

lср3 = 2∙10^-3 (16+12+3,14(3.2+0.24+1.5+0.24+3.1/2)) = 0.098 м

lср4 = 2∙10^-3 (16+12+3,14(3.2+0.24+1.5+0.24+3.1+0.24+0.7/2)) = 0.112 м

lср5 = 2∙10^-3 (16+12+3,14(3.2+0.24+1.5+0.24+3.1+0.24+0.7+0.24+0.8/2)) = 0.118м

б) Определение веса меди каждой обмотке (стр.104)[6]

Gм = lср∙ W∙ gм∙10^-3

 

Где   gм – вес одного метра провода, г (значения приведены в таблице 2).

Расчет:

Gм1 = 0.066∙94∙3.6∙10^-3 = 0.022 кг

Gм2 = 0.08∙23∙2.68∙10^-3 = 0.004 кг

Gм3 = 0.098∙70∙3.6∙10^-3 = 0.024 кг

Gм4 = 0.112∙105∙0.279∙10^-3 = 0.003 кг

Gм5 = 0.118∙212∙0.279∙10^-3 = 0.007 кг

в) Определение  потерь в каждой обмотке (стр.105)[6]

Рм ≈ 2.6∙δ²∙Gм

 

Где  δ –  плотность тока, А/мм²

Расчет:

Рм1 = 2.6∙4²∙0.022 = 0.9 Вт

Рм2 = 2.6∙4²∙0.004 = 0.2 Вт

Рм3 = 2.6∙4²∙0.024 = 0.99 Вт

Рм4 = 2.6∙4²∙0.003 = 0.13 Вт

Рм5 = 2.6∙4²∙0.007 = 0.3 Вт

г) Находим суммарные  потери в меди катушки

Рм = Рм1+Рм2+Рм3+Рм4+Рм5

 

Расчет:

Рм = 0.9+0.2+0.99+0.13+0.3 = 2.52 Вт

 

2.21 Определение  поверхности охлаждения катушки

Sохл.м = 2∙hоб∙(ак+παkв)∙10^-6

 

Где   α = α1+α12+α2 – радиус закругления катушки;

          kв - справочный коэффициент.

Расчет:

Sохл.м = 2∙ 37∙(16+3.14∙12∙1.2)∙10^-6 = 0.0045 м²

 

2.22 Определение  удельной поверхностной нагрузки  обмоток

qм = Рм/ Sохл.м

 

Расчет:

qм = 2.52/0.0045 = 560 Вт/м²

 

2.23 Определение  средней температуры перегрева  обмоток (стр.115)[6]

Δt = (Рм+Рс)/ Sохл.м∙k

 

Где   k- коэффициент теплоотдачи, Вт/м²∙град.

Расчет:

Δt = (2.52+2.88)/0.0045∙25.27⁰C = 49⁰С

 

2.24 Определение  температуры обмоток трансформатора  (tокр = 50⁰С) (стр.115)[6]

tтр = tокр+ Δt

 

Расчет:

Tтр = 50+49 = 99⁰С

 

2.25 Определение  активного сопротивления каждой  обмотки (стр.106)[6]

r = qм∙lср∙W/Sпр

 

Где   qм – удельное сопротивление провода обмотки (t = 99⁰),

          qм = 0.02 Ом∙мм²/м

Расчет:

r1 = 0.02∙0.066∙94/0.4 = 0.3 Ом

r2 = 0.02∙0.08∙23/0.3 = 0.12 Ом

r3 =0.02 ∙0.098∙70/0.4 = 0.34 Ом

r4 =0.02∙0.098∙105/0.03 = 6.8 Ом

r5 =0.02∙0.118∙212/0.03 = 16 Ом

 

2.26 Определение  падения напряжения в обмотках  трансформатора при нормальной  нагрузке (стр.327)[5]

При нагреве катушки  трансформатора до t = 99⁰С сопротивление обмоток равно (стр.107)[6]

rгор = r∙(1+0.004∙ (99-20))

 

Расчет:

r1гор = 0.3∙(1+0.04∙79) = 1.28 Ом

r2гор = 0.12∙(1+0.04∙79) = 0.5 Ом

r3гор = 0.34∙(1+0.04∙79) = 1.4 Ом

r4гор = 6.8∙(1+0.04∙79) = 28 Ом

r5гор = 16∙(1+0.04∙79) = 66.56 Ом

ΔU = I∙rгор∙100%/U

 

Расчет:

ΔU1 = 1.73∙1.28∙100%/110 = 2.4%

ΔU2 = 1.2∙0.5∙100%/25.2 = 0.15%

ΔU3 = 1.5∙1.4∙100%/80 = 1.68%

ΔU4 = 0.01∙28∙100%/120 = 0.34%

ΔU5 = 0.01∙66.56∙100%/240 = 1.6%

 

2.27 Определение  КПД трансформатора (стр.555)[3]

η = ΣРz/ΣРс+Рм+Рz

 

Расчет:

η = 154/(2,88+2,52+154) = 0.96

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Заключение

 

Полученные данные сведем в таблицу.

 

Таблица 3. Результаты расчета

Название рассчитанной величины	Результат
Суммарная мощность	ΣPz=153,84В∙А
Магнитопровод	ШЛ 16х12
Значение индукции в сердечнике	Вм=1.32Тл
ЭДС наводимая  в одном витке	Е = 1.159 В
Потери в стали	Рст = 2.88 Вт
Активная составляющая тока при максимальном напряжении питающей сети	Iоа = 0.026А
Полная намагничивающая  мощность	Рог = 14.4 Вт
Реактивная составляющая тока	Iог = 0.13 А
Абсолютное и  относительное значение тока	I0 = 0.03 А
Число витков обмоток	I1 = 1.73 А
Значение плотности  тока в проводах	Sпр1= 0.43 мм2 Sпр2= 0.32 мм2 Sпр3= 0.39 мм2 Sпр4= 0.03 мм2 Sпр5= 0.03 мм2
Число витков в  одном слое	Nсл1 = 45 вит Nсл2 =52 вит Nсл3 =45 вит Nсл4 =148 вит Nсл5 = 148 вит
Число слоев каждой обмотки	nсл1 = 2 слоя nсл2 = 1слой nсл3 = 2слоя nсл4 =1 слой nсл5 = 2слоя
Радиальная толщина  каждой обмотки	α1 = 3.2мм α2 =1,5мм α3 =3.1мм α4 = 0.7мм α5 = 0.8мм
Полная радиальная толщина обмотки	α = 12мм
Зазор между катушкой и сердечником	с – αkв = 2.6
Потери в каждой обмотке	Рм1 = 0.9 Вт Рм2 = 0.2 Вт Рм3 = 0.99 Вт Рм4 = 0.13 Вт Рм5 = 0.3 Вт
Суммарные потери в меди катушки	Рм = 2.52 Вт
Средняя температура  перегрева обмоток	Δt = 490С
Температура обмоток  трансформатора	Tтр =990С
Активное сопротивление  каждой обмотки	r1 =0.3 Ом r2 =0.12 Ом r3 =0.34 Ом r4 =6.8 Ом r5 =16 Ом
КПД трансформатора	η = 0.96

 

Полученные данные удовлетворяют техническому заданию. Была разработана наилучшая конструкция  трансформатора. Трансформатор состоит  из катушки с обмотками, которая  надевается на сердечник из магнитного материала, а также различных  элементов, служащих для закрепления  трансформатора в РЭА и скрепления частей сердечника.

Магнитопровод необходимо изготовить из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных  полях. В работе был выбран магнитопровод типа ШЛ 16х12 из стали Э44 толщиной 0.2мм.

Каркас катушки  – основание, на котором размещен и закреплен провод намотки. В  нашей работе это гильза из тонкого  картона (ЭВТ-0.5

ГОСТ2824-86).

Обмотка сделана медным проводом ПЭВ – 1, намотка рядовая.

Крепление элементов  конструкции. После того как была собрана катушка с магнитопроводом  нужно закрепить его части  скобами, для того

что бы не изменился  размер зазора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Список используемой  литературы

 

1. Бальян Р. X. Трансформаторы для радиоэлектроники. - М: Советское радио, 1971.-С. 720.
2. Белопольский И.И.,   Пикалова Л.Г.   Расчет трансформаторов   и дросселей малой мощности. - M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. - С.272.

3. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Энергия, 1977. С.656.

4. Тихомиров П. М. Расчет трансформаторов. - М.: Энергия, 1976. С.544.

5. Фролов А.Д. Радиодетали и узлы. - М: Высшая школа, 1975. С.440.

6. Фрумкин Г.Д. Расчет   и   конструирование   радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977. - 269с. с ил.
7. ГОСТ 1908-87 Бумага конденсаторная. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1991 -9с.
8. ГОСТ 1931-87 Бумага электроизоляционная намоточная. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1989. - 5с

9ГОСТ2.001-93   ЕСКД.   Общие   положения.   -   М.,   Издательство стандартов, 1994. -Зс.

10 ГОСТ2.101-68 ЕСКД. Виды изделий. - М., Издательство стандартов, 1988.-4с

11ГОСТ2.102-68   ЕСКД.   Виды   и   комплектность   конструкторских документов. - М., Издательство стандартов, 1988. - 15с

12ГОСТ2.103-68   ЕСКД.   Стадии   разработки.   -   М.,   Издательство стандартов, 1988. -4с

13. ГОСТ2.104-68   ЕСКД.   Основные   надписи.   -   М.,   Издательство стандартов, 1988. - Юс
14. ГОСТ2.105-85 Общие требования к текстовым документам. - М., Издательство стандартов, 1988. - Юс.