    
Раздел: Документация
0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 27 Сначала определим геометрические показатели *0 = (VAI + 12А6-А7 - А5): 6АВ(2.63); К = 1 + г0тГг1у= 1 +0,15-3-4/2 = 1,9 (2.58); Л6 = r0qz/y = 016-«/2-4/2 = 0,47(2.59); А, = /ге+ /? = 0,785+1-4 ~4,8(2.60); *0 = (Kl,9a + 12-4,8-0,47 - 1,9): 6-0,47 = 1,29. Здесь и далее справа указываются номера формул, взятые из предыдущих разделов работы, х = х0 + 8/д = 1,29 + 1/2 ~ 1,8(4.7); /с = г, (т + дх+ рг) • у-°-5 = 2 (0,785 + 1 • 1,8 + 1 ■ 4) X X 1/1/2 = 9,34(3.43); /K-r(/ra" + «c)y-o.5 = 2(3 + «/2 -1,8-0,6) = 6,7 (3.44); рс = г/гк/4у05 = 4-1/9,34-1/2 = 0,3(3-45); ЛГС = 2 (1 - рс) (1 + уя„/ям) «.У"05 = = 2(1 — 0,3) (1 + 2-2/1) 1/1/2 = 4,96(3.41); Л>к = <ркяк (г + *яс) у-°-5 = 1 • 1 (4 + 1,8 ■ 0,6): V2 = 3,6 (3.42); Wb 9,34-4,96 = 92 /КЛ/К 6,7-3,6 i+0,6 ~3 ., 14-0,2-1,92-1 (1.17а); Бк = Б/(1 +v) = -f- = 1,5(1.18в); 1 + 1 Бс = Бк v/B = 1,5 ■ 1/1,92 = 0,8(1.18r). Определяем значения Mj и Мв, пересчитывая их из разд. 5.1.2 соответственно М; = 1,1-1012-Бк = 1,1-1,5 • Ю12 г 1,65-10» А2/ма (1.40); Мв = 30,1-10-3-Бс/(к:, = 1,5) ~ 16-Ю~3 м (1.55). 4-Ю2 \2 Находим индукцию В* = l/(16-103-4,96)7-l,65-10I2.3,6.3,6( г \24 • I О3 = 2~П4 ==0,88(1.58); Вр = В*-В0 = 0,88-0,2 = 0,176 Тл. Как видно, здесь рабочая индукция получилась меньше, чем она была для конструкции на рис. 5.2, и (в разд. 5.1.2 имеем Вр = 0,306 Тл), и-стала меньше индукции насыщения В3 = 0,3 Тл. Таким образом, трансформатор работает в естественном тепловом режиме (ЁТР) и формулы для расчета его величин Sc, /, до, Ат] и др. следует брать соответствующими этому режиму (в разд. 5.1.2 для феррита был ВТР). Плотность тока, ввиду одностороннего охлаждения поверхности катушки (фк=1), должна несколько уменьшиться (было 8 А/мм2) / 4-102 \2 204 (1,65-1012• 3,6)7• 16• Ю-3- 4,96.1) - — = V\2А- 103У 3,65 = УГ08*-0,0188 = 0,72-107 А/м2 = 7,2 А/мм2 (1.59). Сечение станет больше (было 8 см2) з Sc = у I ~~~\ •3,6-1,65-10,2-16-10-3-3,6-4,96-2°.4 = 1,5Ы0-9= 1,15-10-3 м2 = 11,5 см2, a ]/Sj7= yU£=* 2,4 см, Ь = а-у = 2,4-2 = 4,8 (3.15). Естественно, что изменятся и удельно-экономические показатели: а) вес на единицу мощности К А + /с) =- 5,2 X Р \КЭС24 X (— -3,6-6,7 + 9,34 = 113,7 г/кВА(3.14), V 5,2/ см было 96 г/кВА, то есть — меньше на 18%; б) удельные потери мощности Дт) = ткоАУKBKSC (1 Н- v)/P • cos <р • х = = [80-30-3,6-6,7-1,5-11,5-10~4(1 4-1)/24-103-0,95х X 0,9] 100 % = 1 %(3.13); было 1,2%, то есть — потери несколько снизились. Таким образом, вывод разд. 3.4 о том, что конструкции на рис. 3.3, а уступают по УЭП конструкциям на рис. 3.3, и, подтвердился в нашем примере. 5.1.4. Показатели трансформатора конструкции на рис. 5.2 при естественном воздушном охлаждении При отсутствии принудительного воздушного охлаждения в 3 раза уменьшится показатель теплоотдачи, он станет равным примерно 10 Вт/град-м2. Это резко повлияет на все расчетные величины СВЧТ, поскольку пропорционально а уменьшатся в 3 раза показатели Mj и Мв- Согласно выражениям (1.58), (1.59), (3.15), (3.20), .(3.13) имеем В, = 1уГЙЛЩ= {Г*;(5.5) у =. ЩМВ =■ а2/3;(5.6) 5С = V\\MiMB = =-2/3;(5.7) Э = (MjMb)-** = 1/о;(5.8) Дт] = о5с = а"3.(5.9) Таким образом, естественное охлаждение относительно принудительного при прочих равных условиях уменьшит индукцию и плотность тока в 32/3~2,1 раза, потери мощности в 31/3= 1,4 раза; увеличит сечение в 32/3=2,1 раза и удельно-экономические показатели в 3 раза. Трехкратное улучшение УЭП при использовании принудительного охлаждения делает его для СВЧ ФМУ практически обязательным. 5.1.5. Расчет дросселя насыщения Проходная мощность дросселя насыщения в схеме на рис. 5.1 будет меньше, чем у трансформатора, за счет меньшего максимального напряжения и полупери-одного тока в обмотках. Наибольшее напряжение на ДН наблюдается при коротком замыкании цели нагрузки, когда входное напряжение распределяется между реактивными сопротивлениями дросселя. п трансформатора Uj\ = U\—(7Кт- Максимальное напряжение входа дросселя больше примерно на 20%, чем первичное напряжение трансформатора, поэтому (Уд = 1,2 (7!т = 4,25-1,2 = 510 В. Необходимо, чтобы дроссель не насыщался при. иошя-нальном токе в режиме закороченной нагрузки (соответствует началу заряда емкостного накопителя). Падение напряжения в индуктивном сопротивлении рассеяния трансформатора UKT рассчитано в разд. 5.1.2 и равно 147 В. Максимальное напряжение на дросселе теперь составит ия = 510—147 = 363 В. Рассчитываем габаритную мощность дросселя = IiUtlY2 = 56,5 -363/1/2 = 14,5-103 В А. Деление тока /] на У2 обусловлено тем, что дроссель имеет мостовую схему соединения обмоток (см. рис. 5.1) и ток в них протекает полпериода. Естественно, что дроссель насыщения целесообразно выполнять из тех же материалов, что и трансформатор, поэтому расчет его упрощается, так как все исходные условия и параметры, установленные для трансформатора в разд. 5.1.2, сохраняются. Конструктивное исполнение ДН можно изменить и выбрать его по варианту на рис. 3.3, ж, учитывая следующее: а)дроссель не высоковольтный, поэтому выполнение двух катушек не связано с какими-либо заметными затруднениями; б)для мостовой схемы дроссель должен иметь две идентичные по параметрам обмотки; в)выбранное типоисполнение ДН обеспечивает в 2 раза большую поверхность охлаждения катушек и почти в 4 раза меньшее рассеяние потока, чем однока-тушечные варианты; г) круглые катушки технологичны и при квадратных сечениях магнитопровода обеспечивают дополнительные каналы охлаждения. Определим значения рабочей индукции и сечения магнитопровода ДН, полагая, что его геометрические показатели соответствуют приведенным в табл. 3.8 для конструкции на рис. 3.3, ж, а именно: 2=4, у=\, х=1,25, /С8 = 6, /к = 4, 1С = 13,6, Як =17, Яс = 4. Изменятся также значения п0 и кок. Для дросселя насыщения без подмагничивающих обмоток п0=1 (у трансформатора было п0=0,Ь), и поскольку обмотки ДН низковольтные, то по табл. 4.1 при Ui<il кВ имеем Поэтому Мр = 4кфП0/СоККзсВо/гю= = 4-1-1-0,15-1 -0,2-104= 1,2-103 В/м2. Значения Mj и Мв остаются такими же, как у трансформатора. Находим индукцию по (1.58) В* = V (30,1-10~3-4)7-1,1-1012-17-6(1,2-103/14,5-1б ~~2*&)* = Уш> = 1,75; Вр = В*В0 = 1,75-0,2 = 0,35 Тл. Как видно, рабочая индукция ДН, допустимая по условиям номинального нагрева аппарата, будет превышать индукцию насыщения феррита (0,3 Тл). Поскольку такую индукцию феррит обеспечить не может, дроссель должен, как и трансформатор, работать в вынужденном тепловом режиме ВТР. Соответственно этому режиму определяем сечение магнитопровода ДН по выражению (3.16), принимая Вр = Во = 0,2 Тл. Sc = vTT4,5-103/1,2-103-1,2)4-(6-1,1 • 1012-17)-2 = = Ю-4 /24М = 2,7 • 10~4 м2 = 2,7 см3. Это сечение при квадратной конфигурации соответствует размерам а = b = VSQ = V2J = 1,7 см. Принимаем а = Ь = 20 мм, Sc = 4 см2. При круглых обмотках и квадратном сечении магнитопровода со стороной а = 20 мм ширина канала охлаждения между ее внутренней поверхностью и сердечником будет меньше, чем это необходимо для эффективной теплоотдачи 6—0,25 а = 0,25 • 20 = 5 мм. Это потребует до определения расчетной плотности тока установить реальные значения срк и NK через коэффициент g по графику на рис. 3.4. Принимаем =0,4. Тогда по (3.48) и (3.42) получим Фкв= 1+1= 1+0,4= 1,4; Якв = ЯкФк6/2=17-1,4/2=12. Плотность тока в обмотках ДН при известных значениях индукции и сечения целесообразно находить по выражению (3.9) j = VM~N~!KW = V 1,Ы012-12/6.(4-Ю-4)0-5 = = 10,7-10° А/м2 = 10,7 А/мм2. Такая плотность тока обмотки дросселя позволяет выбрать проводник с сечением 5Пд = /д/Уд = -гТсТ— = 56,5/1,41 • 10,7 = 3,74 мм2. Как и у трансформатора, потребуется расщепление сечения, поскольку для частоты 20 кГц произойдет увеличение плотности тока и активного сопротивления, если 5ПД0,7 мм2 (рассчитано в разделе 5.1.2). Можно выбрать литцендрат ЛЭШД 0,07X1100, обеспечивающий сечение 4,2 мм2 при диаметре провода с изоляцией примерно 4 мм. Определяем число витков одной катушки обмотки дросселя w Ол кок-п0 363-0,15-1 дс 2 MpSZABJlt 2-1,2-103-4-10-4-1-2 = 28,4 28 вит. Если выполнить катушку бескаркасной, имеющую 2 слоя по 15 и 13 витков, то при диаметре проводника 4 мм и коэффициенте укладки 0,94 получим ее размеры: Лк= 15-4/0,94=64 мм; 0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 27 |
