Раздел: Документация
0 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 ск = 2-4 = 8 мм. Принимаем размеры окна магнитопровода равными /г = 80 мм, с = 25 мм. При этом имеем z = hja = 80/20 = 4, х =с/а =25/20 = 1,25, у = 6/а = 1, Ks = ?y = 6, что соответствует значениям этих параметров, при нятым нами ранее по табл. 3.8. 1 i  Рис. 5.3. Основные размеры стержневого СВЧ ДН, рассчитанного в разделе 5.1.5 Эскиз дросселя показан на рис. 5.3. В схеме на рис. 5.1 включается 2 дросселя на фазу при мостовом соединении катушек, соответственно нужно считать и экономические показатели. 5.2. Расчет СВЧ ФМУ по заданным параметрам магнитопровода Допустим, что в нашем распоряжении имеется маг-нитопровод ШЛ по нормали НПО.666.001 с размерами а = Ь = с=40 мм, /г = 100 мм, 5С=16 см2, что обеспечивает х=у=\, 2=2,5 . Изготовлен магнитопровод на ленточной стали 3422 толщиной 0,05 мм. Требуется установить, какие максимально допустимые по нагреву мощности можно получить у низковольтного трансформатора, выполненного на указанном выше магнитопро-воде, при двух конструктивных исполнениях на рис. 33, и, д с вариантами, когда обмотки медные и алюминиевые, охлаждение воздушное принудительное и естественное. Дадим ответы на поставленные вопросы для конкретного случая: /i = 2,5 кГц, материалы допускают перегревы — обмоток до 80°С, сердечников — до 120°С при температуре окружающей среды 20°С. Трансформатор будем выполнять с неполным заполнением обмотками окон магнитопровода для обеспечения охлаждающих каналов. Определить максимальную по допустимому нагреву мощность ферромагнитных устройств при известных параметрах магнитопровода можно с помощью выражений (3.15) или (3.16), решение которых относительно мощности дает Р = Мр{К,МвМв)05-8У°- для ЕТР; (5.10) P = Mp(KiMJNK)-Bj4SJii для ВТР.(5.11) Выберем следующую последовательность анализа. 1. Рисуется эскиз поперечного сечения конструкций (рис. 5.4, а, б), где учет необходимых воздушных зазоров не менее 8 мм для охлаждения определит толщину катушки ск. Эскиз позволяет установить параметры /Сок и Пс: кок= [h—20 ми)-сккзк/Н-с; nc = cKfc.  Рис. 5.4. Варианты исполнения броневого СВЧТ, рассчитываемого на максимальную мощность при заданных размерах маг-нитопровода: а — катушка обмоток круглая; б — катушка обмоток квадратная В нашем примере для двух вариантов исполнения обмоток имеем: а) круглые на рис. 5.4, а 6i=12 мм, б2=8 мм, ск=20 мм, «„к = (100—20) • 20 • 0,35/100 • 40 = 0,14, пс = 20/40 = 0,5; б) квадратные на рис. 5.4, б 6=15 мм, ск=25 мм, Кок = (100—20 )• 25 • 0,35/100 • 40=0,175, пс = 25/40 = 0,625. 2.Выписываются все параметры, не требующие расчетов: а)коэффициенты геометрии (разд. 3.4) r = r = 2, q = p=\, q = n/2, m=nlna, па~2, «M=1, т"=\-\-у (для рис. 5.4, а), т" = 0,7я (для рис. 5.4, б); б)параметры магнитопровода, соответствующие В0 = 0,5 Тл, /ю = 2,5 кГц стали 3422 с толщиной ленты 0,05 мм, рсо = 26 Вт/кг (см. табл. 3.3), кр=1,6, gc = 7,65 г/см3, кзс = 0,75 (см. табл. 3.5), у=1,4 (см. табл. 3.4); в)параметры обмоток (см. табл. 3.7) gK = 8,8 г/см3, рк20= 1,75-10~8м • Ом — медные, gK = 2,7 г/см3, рк2о = 2,8- 10 8м • Ом — алюминиевые, рк8о = Рк2<г 1,32 — формула (4.4). 3.Рассчитываются геометрические показатели по выражениям (3.41) —(3.47), (1.17а) —(1.176), (1.18в) — (1.18 г). Результаты представлены в табл. 5.6. Таблица 5.6 Геометрические показатели конструкций на рис. 5.4
4, Выбираются значения v и о0, по ним определяются тк и ак. В нашем примере принимаем v = l,5, ао=10 Вт/град-• м2 и определяем лгт=v/p = 1,5/ (0,87 -f-1) ~ 1,5; °к = ао V• V5 см//гк • тт = = 10-К80/50-57ТО-тт = /ят-10 Вт/град-м2. Для естественного охлаждения считаем тт=1, для принудительного — тт = 3. 5. Рассчитываются физические показатели Мр, Mj, Мв по выражениям (1.10), (1.40), (1.50). В нашем примере результаты для медных обмоток и принудительного охлаждения приведены в табл. 5.7. Таблица 5.7 Расчетные физические показатели конструкций на рнс. 5.4 с параметрами в разд. 5.2
6.Определяется индукция по (3.10), что определит характер теплового режима — ВТР или ЕТР. В нашем примере индукция будет наибольшей при круглых обмотках (рис. 5.4., б), поэтому ее и находим: B., = (MB-NQ)!f-S°S5 = = (1,5-102-6)05/1°-7(1,6-Ю-4)025 = 1,5; Вр=В*-В0 = 0,5-1,5 = 0,75 Тл. Поскольку BP<CBS, то имеем дело с естественным тепловым режимом для магнитопровода — ЕТР. 7.Определяется максимальная для допустимого нагрева мощность по одному из выражений—(5.10) или (5.11). В нашем примере пользуемся выражением (5.10), поскольку установлен ЕТР. Получим для конструкции на рис. 5.4, а Р = 2,64-102(2,5-7,5-10"-6-1,5-10-2 • 6 )0-5 (1,6 -10-4)5 = = 17 кВА; для конструкции на рис. 5.4, б Р = 3,3-102(2,5-5,4-1011-3)15-1,36-10-2-5,2)°.5(1,6Х ХКНр-ЫП.б кВА. Эти данные соответствуют медным обмоткам и принудительному воздушному охлаждению, которое независимо от исполнения ФМУ обеспечивает по отношению к естественному охлаждению увеличение мощности в тт = 3 раза, так как по (5.10) имеем Р = (МгМв)°5=0отт.(5.12) Алюминиевые обмотки при любом способе охлаждения уменьшают показатель Mj и мощность в (ркал/ /р?с мед) раз. В нашем примере это составит (3,7/2,3)°>5 = 1,27. Выражение (5.10) показывает также, что при постоянстве всех параметров мощность аппарата может быть увеличена за счет повышения частоты входного напряжения. При этом имеем Если в нашем случае взять ft = 5 кГц, что соответствует fi* = 2 (было fi* = l), то при у =1,4 получим увеличение мощности в /;0-5.= 2°3= 1,23 раза (на 23 %). Аналогичным путем можно пересчитать мощность на другие частоты. Отметим, что при сохранении витко-вых данных и электрических нагрузок тока повышение частоты относительно начальной, при том же входном напряжении, всегда допустимо для ФМУ, поскольку из условия Ui = 4K$K3cSc-WiBpfi увеличение ft во столько же автоматически уменьшает индукцию. При постоянстве параметров ФМУ потери в стали уменьшатся, так как ДРС = В;-/?, где Т < 1,6. Уменьшение частоты более опасно, так как при этом увеличиваются индукция, потери в стали и ток намагничивания. 0 ... 20 21 22 23 24 25 26 27
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
