Формула габаритної потужності трансформатора Дроселі і магнітні підсилювачі

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

"Білоруський державний університет

інформатики і радіоелектроніки "

Кафедра захисту інформації

Реферат

на тему:

"Формула габаритної потужності трансформатора. Дроселі і магнітні підсилювачі"

Мінськ, 2009

1. Формула габаритної потужності трансформатора

Вона пов'язує технічні та експлуатаційні характеристики трансформатора (електричні) з параметрами, що визначають габарити його конструкції (площа поперечного перерізу сталі сердечника ( ), І площею вікна магнітопровода ( ).

Рисунок 1 - Трансформатор

- Повна потужність трансформатора

=

(1)

(2)

- Коефіцієнт заповнення сердечника сталлю.

Якщо j [А / мм ] - Щільність струму, тоді струм в першій обмотці і в другій:

(3)

(4)

- Коефіцієнт заповнення вікна проводами (міддю).

= 0,2 .. 0,4 (погано заповнює).

Формула габаритної потужності:

(5)

При проектуванні трансформатора габарити сердечника є шуканими. Тому формулу дозволяють щодо шуканих параметрів, які дані у вигляді твору.

(6)

При обліку втрат, який зумовлює реальний ККД = η, формула габаритної потужності набуває наступний вигляд:

[ ] (7)

j = [А / ]; F = [гц]; = [B * A]; = [Тесла]

Наведена формула є центральною при проведенні розрахунків і конструюванні трансформаторів. Розрахунок трансформаторів ведеться методом послідовного наближення (інженерного).

Спочатку задаються з використанням вимог ТЗ (технічне завдання) та довідкових даних величинами, що фігурують у правій частині формули і обчислюють орієнтовне значення твору .

За величиною , З урахуванням обраного критерію оптимальності (min , MinM (маси), minV (габаритів)). Вибираються зі стандартних типових розмірів параметри муздрамтеатру.

Проводиться електричний розрахунок обмоток і тепловий розрахунок для трансформаторів у робочому режимі. У разі необхідності проводиться перевибори сердечника, і всі розрахунки здійснюються знову для всіх цікавлять величин.

а) б)

в)

Рисунок 2 - Орієнтовні залежно від потужності трансформатора: а) - щільності струму в обмотці; б) - максимального значення магнітної індукції, в) - ККД.

Навантажувальна характеристика і ККД трансформатора

Рисунок 3 - Еквівалентна схема вторинної обмотки

Рисунок 4 - Нагрузочная крива трансформатора

Яку б навантаження ми не включали або як би не змінювали, струм нам би хотілося, щоб напруга не змінювався і дорівнювало . Але цього не буде.

Аналіз показує, що із зростанням споживаного струму навантаженням, напруга на виході трансформатора не залишається незмінним з-за зростаючого падіння напруги на його внутрішньому опорі і при індуктивному характері навантаження зменшується, а при місткості - зростає.

При номінальному значенні струму є відмінності від ЕРС у вторинній обмотці. Навантажувальна характеристика (залежність напруги на виході від споживаного струму) є важливою для будь-якого джерела.

При побудові навантажувальної характеристики зручно користуватися не абсолютними значеннями струму й напруги, а нормованими:

(8)

ККД трансформатора в робочому режимі складається з корисної потужності Р і

(9)

с - сталь

м - мідь

ККД є функцією коефіцієнта навантаження ( )

(10)

тобто в різних режимах ККД різне. Причому функція має екстремум:

Рисунок 5 - Залежність ККД від коефіцієнта навантаження

2. Дроселі. Магнітні підсилювачі (МУ)

Дросель являє собою в основному обтічну змінним струмом котушку з феромагнітним осердям. Останній різко збільшує магнітне поле. При однакових параметрах дросель з феромагнітним сердечником незрівнянно компактніше, ніж котушка без осердя. Підкреслимо, що за інших рівних умов індуктивний опір дроселя тим більше, чим краще магнітні властивості ферромагнетика, тобто чим більше його магнітна проникність.

Всі характеристики дроселя обумовлюються властивостями його феромагнітного сердечника. Вольтамперні характеристики при цьому можуть бути близькими до лінійних, а можуть бути і значно нелінійними.

Малюнок 6 - Типові конструкції однофазних дроселів відкритого виконання: а) - броньовий з стрічковим магнітопроводом; б) - стрижневий з стрічковими сердечниками і двома котушками в) - тороїдальний; г) - броньовий з сердечником зі штампованих пластин; д) - броньовий з кріпленнями з пластмаси.

Особливості конструкції та роботи дроселів у ланцюгах електроживлення

У багатьох випадках дроселі використовуються як прості, що згладжують L - фільтри на виходах випрямних пристроїв. Через дросель протікає струм сердечника і може призвести до насичення.

Динамічна магнітна проникність магнітного матеріалу сердечника зменшується, індуктивність дроселя різко зменшується, що призводить до зменшення опору змінному струмі.

Малюнок 6 - Залежність величини магнітної індукції від струму

Рисунок 7 - Схема включення дроселя

Таким чином, бажано, щоб підмагнічуванню не було зайво вираженим.

Для зменшення підмагнічування в магнітному осерді дроселя вводиться немагнітний зазор.

Рисунок 8 - Залежність величини магнітної індукції від струму

Якщо струм підмагнічування дорівнює 0, то індуктивність велика.

Малюнок 9

Введення немагнітного зазору дозволяє зменшити залежність індуктивності дроселя від постійного струму навантаження і забезпечити однакову ефективність фільтрації при варіації навантаження.

Якщо явище намагнічування сердечника в дроселях згладжуючих фільтрів носить негативний характер, то в дроселі насичення або МУ це явище використовується і лежить в основі принципу дії таких пристроїв.

Проектування дроселів ведеться подібно проектування трансформаторів, і використовуються формули трансформаторної ЕРС.

Еквівалентна схема дроселя аналогічна схемі трансформатора на ХХ.

Магнітні підсилювачі (МУ)

МУ - це електромагнітні пристрої, в яких опір котушки індуктивності змінного струму змінюється за допомогою підмагнічування її сердечника за допомогою спеціального токового управління.

Принцип дії МУ:

Рисунок 10 - Схема включення МУ

Малюнок 11 - Залежність вихідного струму від вхідного

Вибираючи робочий діапазон: А-В, можна забезпечити пряму пропорційність між і , Тобто сприймаємо те, що відбувається як посилення вхідного впливу, якщо мале зміна призводить до значних змін . Схема, наведена раніше - це найпростіший вид МУ. За допомогою його можна виконати регулювання змінного струму в силових ланцюгах шляхом досить малої зміни . У принципі може бути випрямлений і тоді управління, в кінцевому рахунку, буде здійснюватися для струму навантаження.

Якщо перед варто випрямляч, то це МУ.

Наведена електромагнітна схема добре пояснює принцип роботи МУ, однак не працездатна в практичному застосуванні через трансформації енергії змінного струму в малопотужному джерелі управління.

Робочі конструкції МУ

Малюнок 12

У наведеній схемі центральний стрижень в магнітному відношенні працює неефективно. Можна розділити центральний стрижень немагнітним проміжком . В отриманій конструкції два окремих муздрамтеатру можуть бути взагалі роз'єднані, а -Представлено у вигляді двох полуобмоток.

Малюнок 13

Остання електромагнітна схема МУ відповідає наступного робочого принципом схеми:

Малюнок 14

Коефіцієнт посилення

Для МУ в стаціонарному режимі можуть бути записані такі рівняння рівноваги електричного впливу в робочій ланцюга і ланцюга керування.

(11)

Аналіз показує, що з наведеної системи рівнянь, записаної для ідеалізованої електричної моделі МУ відсутні потоки розсіювання, немає опору проводів, втрати в магнітному матеріалі вважають ідеально симетричними і т.п. Необхідно виконання наступного рівняння рівноваги намагнічує сил робочих обмоток і обмоток управління (УРМС).

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Комунікації, зв'язок, цифрові прилади і радіоелектроніка | Реферат
30.4кб. | скачати


Схожі роботи:
Підсилювачі потужності телевізійного мовлення
Магнітні кола Величини і закони характеризують магнітні поля в магнітних ланцюгах
Котушки індуктивності дроселі й трансформатори
Магнітні матеріали
Контактори і магнітні пускачі 2
Магнітні властивості атомів
Магніт і магнітні поля
Підсилювачі
Магнетохімія Магнітні властивості речовин
© Усі права захищені
написати до нас