Раздел: Документация

0 ... 18 19 20 21 22 23 24 ... 27

танутся без изменения, если используемые в дальнейшем магнитопроводы будут иметь расчетные размеры

а = УЩу = ]/8/Т= 2,8 см,

Ь = а, с = х-а= 1,5-2,8 = 42 мм,

/i = 2a = 4-28=112 мм

или близкие к ним при удовлетворении требованию (4.9).

Ферритовые сердечники типа Ш, П или О с размерами, близкими к расчетным, серийно не выпускаются.

Технологических трудностей изготовления ферритов больших размеров нет. Не производятся они массово лишь по причине отсутствовавшего спроса.

Проведем конструкторский расчет обмоток СВЧТ на ферритовом сердечнике, считая, что исполнение его будет реализовано.

Принимаем к расчету более удобные размеры поперечного сечения магнитопровода а = Ь = 30 мм, Sc = = 9 см2.

Определяем числа витков обмоток и сечения их проводников:

w = гаоКок/MpScB.f и = 0,5 • 0,1/4 • 102 • 9 • 10~4 • 1 ■ 2 = 0,0695;

Wi = wUi = 0,0695• 425 = 30 вит,;

W2 = wU2 = 0,0695-9800=680 вит.;

Suji = p/ulj = 2400/425-7,8=7,24 мм2;

Sni2 = Sn.ii • UilU2 = 7,24 - 425/9800 = 0,314 мм2.

Допустимое по частоте сечение проводников без их расщепления, подсчитанное для 20 кГц, выше и равно 0,706 мм2-. Следовательно, первичную обмотку нужно разделить минимум на

п.5г7,24/0,706$г10 жил.

Оставляем принятый выше в предварительных расчетах литцендрат ЛЭШД 0ДХП00 с общим сечением проводников 8,8 мм2.

Общий диаметр литцендрата с учетом изоляции равен 4,5 мм. Если уложить его по катушке в два ряда 16+14 витков при коэффициенте укладки 0,94, то высота катушки составит около 80 мм. Укладка в один ряд дает 145 мм, что намного больше расчетной высоты окна /г=112 мм. Выбираем первый вариант, толщина

первичной обмотки cKi с учетом межслойной изоляции составит 9 мм.

Для вторичной обмотки выбираем нерасщепленный провод круглого сечения марки ПЭТВ со стандартизованным диаметром d2 = 0,64 мм при sn== 0,321 мм2. С учетом изоляции получим <i2„=0,78 мм. На участке 80 мм можно уложить

80-0,94/0,78-96 вит. вторичной обмотки. Всего будет

680 : 96 — 7 слоев.

Общая толщина вторичной обмотки с учетом межслойной высоковольтной пленочной изоляции 0,2 мм составит

7(0,87+0,2) 7 мм.

Теперь учтем толщину каркаса катушки 2 мм, заливку термостойким эпоксидом по толщине и высоте на 5 мм и определим габаритные размеры катушки (см. рис. 5.2):

Ск = ск1+ск1+б„+бэ=9+7+2+5 = 23 мм;

Ак = 80+2-2+2-5-95 мм.

Размеры окна определяются с учетом охлаждающих промежутков бо, принимаемых везде одинаковыми и равными 10 мм,

С=Ск+2бо=23+2-10 = 43 мм.

Принимаем с=45 мм. Высоту окна берем равной /1 = /гк+2б0 = 95+2-10=115 мм.

Размеры катушки Ск, hK при. намотке могут отличаться от расчетных на ±2 мм, но охлаждающие промежутки свободно допускают это.

Рассчитываем параметры катушки: а) средние длины витков обмоток

LKl = 2л (0,5 а+ бк + 0,5 Ск + б0) = = 6,28(0,5-30+2+0,5-9+10)= 198 мм20 см; 1„2=2я(0,5 а+бк+Ск1+0,5 Ск2+б0) = = 6,28(0,5-30+2+9+0,5-7+10) = 248 мм-25 см;

б) вес проводников

GK— GKi+ GK2 = gK (LKi Wi5nl+LK2 W25n2) = = 8,8 (20 • 30 • 8,8 • 10-2+25 • 680• 0,32 • 10~2)-943 r;

---

в)активное сопротивление обмоток

Ri = PM-wrLRl/Sai = = 0,023 Ом-мм2/м-30-20-10-2 м/8,8 мм2= 1,57-10-2 Ом;

Ri — Рм • w2 ■ LK2/5n2 =

= 0,023 • 680 • 25 • 10-2/0,32 = 12,2 Ом; К = *»-(l*yWi)2 = 12,2 (30/680)2 = 2,4-Ю~2 Ом;

г)потери активной мощности

Д/?к = RJ\ + ВД = (P/U-ir, + ra) = = (24-103/425)»(1,57 + 2,4)-10-2 = 127 Вт.

Рассчитываем показатели магнитопровода:

а)средняя длина сердечника и силовой линии

U = 2/г+2с+2яа/4 = 2-11,5+2 • 4,5+я • 6Д = 36 см;

б)вес магнитопровода

Gc = Sc.Lcgc/c3c = 9-36-5,2-1 = 1685 г — 1,7 кг;

в)потери в стали

Дс = РсСс-В-/1*5 = 23-1,7-12-215= ПО Вт.

Расчет потерь в изоляции является довольно объемным (схема его изложена в [1]), и нами здесь не приводится. Примерно можно считать, что для высоковольтных и высокопотенциальных СВЧ ФМУ, работающих на частотах 104-30 кГц, эти потери составляют 5 4-10% от общих потерь мощности. В нашем примере будем считать

ДРИЗ = 0,05 (ДРК+ДРС) =0,05-237 ~ 12 Вт.

Соотношение потерь в сердечниках и обмотках (было принято v = 1)

v = АР с/(Д Рк+АРИЗ) = 110/ (127+12) = 0,8.

Индуктивность обмоток по [1]

L5 = w]{lki + LK2)-\0~~*l<2K =

о

= — -302 (20 + 25)- Ю-8/8 = 0,194- Ю-4 Гн; 2 • 3

xs = 2ic/i* = 6,28-2-104-0,194-10~4 = 2,44 Ом.

Коэффициент мощности

coscp =VU\ — UllU1 = y425i- 1а82/425 = 0,946, где Ux = ± = 24-103-2,44/425= 138 В.

Расчет емкости нами не приводится. Его можно провести по [1]. В нашем случае она получается равной около 0,5 пФ, что дает сопротивление емкостной утечки примерно 16 кОм. Таким сопротивлением можно пренебречь.

Коэффициент потерь мощности

Дг, = АРк + АРс + АРиз • ЮЭ о/о = Р- COS ср-X

127+ПО+12 -100 К = 1,2%

24-Ю3-0,946-0,95

В табл. 5.4 было 1,26% без учета ДРИ3. Коэффициент заполнения окна проводниками обмотки (было принято /сок = 0,1)

snl-wi+sn,-w2 8,8-30 + 0,32-680 nQQ

Kqk —--- =-—-= U,U93.

c-h45-115

Температура перегрева катушки (принята тк = 80°С)

х АРК + ЛЛп =

а-2(Ак + cK)LK

= (127+ 12)/30-2 (9,5+ 2,3)23-Ю-4 = 85°С.

Температура перегрева сердечников

тс = ДРс/а [2 (0,5а + b) 2ЬС - 2 (А + а) Ь\ =

= 110/30 [(1,5 + 3) • 4• 36 - 2 (11,5 + 3) • 3] = 65°С,

Магнитопровод нагревается меньше катушек, ввиду ВТР.

Расчет трансформатора для изготовления макетного образца закончен. Эскиз его исполнения с основными размерами показан на рис. 5.2. Выпишем из текста основные расчетные данные.

Магнитопровод. Выполняется на феррите марки 2000 НМ с индукцией насыщения 0,3 Тл и размерами /г = 115 мм, а=& = 30 мм, с = 45 мм. Для простоты изготовления магнитопровод может быть отпрес-

129

---

сован Ш-образным или состоять из двух П-образных сердечников при а=15 мм. Приближенный вес—1,7 кг.

Обмотки. Первичная выполняется медным проводом ЛЭШД 0,1X1100 (литцендрат) с общим числом витков №] = 30 по 16 и 14 витков в два ряда; от вторич-

ной обмотки отделяется пленкой тефлоновоп изоляции толщиной не менее 0,2 мм; предполагаемые параметры первичной обмотки: ск1 = 9 мм, /гк=80 мм; /i = 7,8 А/мм2, GKi = 465 г, LKi = 20 см.

Вторичная обмотка выполняется проводом ПЭТВ с параметрами dn2=0,64 мм (с изоляцией с1п2и= = 0,78 мм), Sn2 = 0,321 мм2, W2 = 680 витков, слоев 7 с тефлоновой межслойной изоляцией по 0,2 мм; сК2 = = 7мм, /гК2 = 80мм, /.„2 = 25 см; GK2 = 480r, /2=7,8 А/мм2.

Проверка правильности расчетов проводится на макетном образце, причем испытания, как и рабочие режимы спроектированного СВЧТ, должны осуществляться только при дополнительном воздушном обдуве со скоростью не менее 5 м/с. При естественном охлаждении он быстро перегреется.

5.1.3. Показатели СВЧТ из раздела 5.1.2 при одностороннем охлаждении катушки

Рассчитываем основные показатели СВЧТ по исходным данным 5.1.1., но имеющего броневую конструкцию с исполнением по рис. 3.3, а, где нет охлаждения внутренних поверхностей катушки и сечение основного маг-нитопровода неквадратное.

Цель расчета — установить, как будут отличаться УЭП такого аппарата по сравнению с удельно-экономическими показателями СВЧТ, рассчитанного в разделе 5.1.2.

Материалы для обмоток (медь) и магнитопроводов (феррит при 5Р = 0,2 Тл) оставляем прежними и выписываем известные исходные данные:

а)конструктивные коэффициенты из табл. 3.8, позиция а

т" = 3 (при у = 2), q = n/2, т = л/4, p = q=l,

Г = Г = 2, Па == 0,6, Па = 2, Пм = 1, фк = 1;

б)параметры геометрии

2 = 4, у = 2;

в)параметры из раздела 5.1.2

«зс = 1, ёс — 5,2 г/см3, рсЭ = 23 Вт/кг, f = 1,5, к? = 1,6, кок = 0,1 gt( = 8,8 г/см3, г0 = 0,15, /Ир = 4-102 В/м2, v=l, а = 30 Вт/град-м=, тк = 80 град, Рк = 2,3-Ю~8 Ом-м, Р = 24 кВА. Далее рассчитываются неизвестные параметры и величины.

0 ... 18 19 20 21 22 23 24 ... 27