Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 6 ... 17 лей или из ферритов. По геометрической форме они могут и отличаться от приведенных на рисунке. Для изготовления магнитопроводов дросселей радиоэлектронной аппаратуры широко применяются электротехнические текстурованные холоднокатаные стали марок Э310, Э320 и ЭЗЗО.  Рис. 1.4. Магнитопроводы дросселей: а, б, в — штампованные наборные (броневой, стержневой и тороидальный); г, д, е — ленточные (броневой, стержневой и тороидальный). а — базисный размер дросселя; Ь — ширина ленты или толщина пакета; h и с — высота и ширина окна; в —длина немагнитного зазора; d — внутренний днакетр торонда. Для уменьшения в сердечниках потерь на вихревые токи их изготовляют из тонких листов стали. Листы, однако, не должны быть чрезмерно тонкими, так как с уменьшением толщины увеличиваются потери на гистерезис. Для различных частот различна оптимальная толщина листа. Например, при 50 гц оптимальна толщина 0,2—0,5 мм, а для частоты 400 гц — толщина 0,1—0,2 мм. Для работы при высоких частотах, порядка нескольких тысяч герц, сердечники, сделанные из листовой стали, непригодны. В этих случаях применяют обычно фер-ритовые сердечники. 18 В соответствии с ГОСТ 802—68 все электротехнические стали можно разбить на три группы: 1)горячекатаные марок Э41, Э42 и Э44; 2)холоднокатаные текстурованные марок Э310, ЭЗЗО; 3)холоднокатаные малотекстурованные с малыми потерями марок Э3100, Э3200. Перспективным ферромагнетиком для изготовления сердечников является холоднокатаная сталь марки ЭЗОП и супермендюр 49КФ-ВИ (ЭЛ-58). Эти материалы имеют большую величину магнитной индукции насыщения, чем обычные холоднокатаные стали, что позволяет значительно уменьшить вес дросселей, и в основном могут применяться лишь для ленточных магнитопроводов, так как имеют резко ухудшенные магнитные свойства в направлении, перпендикулярном прокату. Сердечники дросселей изготовляют наборными, состоящими из отдельных штампованных плоских пластин, и ленточными, состоящими из ленточной стали. Габариты дросселей с ленточным магнитопроводом из холоднокатаной стали на 5—10% меньше габаритов соответствующих дросселей с наборным магнитопроводом благодаря лучшему использованию специфических магнитных свойств холоднокатаной стали — ее текстуры. В настоящее время большинство предприятий применяют ленточные сердечники. Сердечник дросселя должен иметь возможно больший коэффициент заполнения его объема магнитным материалом. Практически этот коэффициент зависит от степени сжатия сердечника, от толщины изоляции и достигает при применении стали ЭЗ10—ЭЗЗО толщиной 0,2— 0,35 мм значения от 0,9 до 0,93, а толщиной 0,15 — от 0,87 до 0,9. Сердечники дросселей с частотой выше 2 400 гц изготовляют из ферритов. Они бывают самой разнообразной конфигурации. Некоторые из них приведены на рис. 1.5. Наибольшее применение для дросселей получили марганец-цинковые и никель-цинковые ферриты. Форма поперечного сечения стержня сердечника в большинстве случаев прямоугольная или круглая. Исследования показывают, что при изменении отношения b/а (рис. 1.4) в пределах 1,5—2 параметры дросселя при равном весе изменяются незначительно. Для дросселей малой мощности отношение b/а желательно 2*19 иметь не более двух. При этом магнитопровод имеет наименьший вес. В последние годы для изготовления дросселей радиоэлектронной аппаратуры применяют стандартные сердечники, предназначенные для маломощных трансформаторов. Как .показали расчеты, иногда это приводит к неоптимальности дросселей. Обмотки дросселей радиоэлектронной аппаратуры обычно делают из круглого медного провода диаметром от 0,06 мм до нескольких миллиметров с эмалевой изоляцией. В последнее время широкое применение для обмоток дросселей находит оксидированная алюминиевая фольга толщиной от 0,05 до 0,15 мм и шириной от 5 до 500 мм. Число витков обмотки дросселя может достигать 40000 при диаметре провода 0,1 мм. Как правило, все витки дросселя соединены последовательно и образуют I только одну цепь. Напряжение 1 на зажимах обмотки обычно не превышает 250 в. Плотность I тока в обмотке зависит от мощ-[ ности и размеров дросселя и условий его эксплуатации. Она обычно лежит в пределах от *1,5 до 10 а/мм2. \ Обмотки броневых и стерж-\ невых дросселей представляют \ собой прямоугольные катушки, *насаживаемые на сердечник. Рис. 1.5. Магнитопроводы Обмотки можно разделить на из феррита.каркасные и бескаркасные. Первые наматывают на каркас с боковыми щечками или на гильзу (рис. 1.6). Каркас — сборный из гетинакса или текстолита, либо прессованный из пластмассы. Сборные каркасы применяют лишь при мелкосерийном производстве аппаратуры. При намотке на каркас со щечками изоляционные прокладки распределяют равномерно по толщине катушки. Их число выбирают в зависимости от заданной величины напряжения— одна прокладка на каждые 150—200 в. Намотка провода на каркас осуществляется двумя способами [78]: а) беспорядочно, «вразброс» или «внавал»;  б) рядами, виток к витку, с прокладками слоев изоляции, например бумаги, между соседними рядами. Намотка «внавал» может быть рекомендована для изготовления обмоток с большим числом витков и только на каркасе с боковыми щечками. Намотка дросселя рядами с изолирующими слоями между ними производится на гильзах. При намотке рядами тонких проводов получается малый коэффициент заполнения (порядка  Рис. 1.6. Каркасы для обмоток дросселей: а — прессованный из пластмассы; б — сборный, со щечками; в —гильзы. 0,2—0,3), что крайне нежелательно, особенно для малых дросселей. Бескаркасная или галетная обмотка изготовляется на специальных станках, на оправках. Витки скрепляются между собой клеем БФ. После сушки катушка иногда обволакивается эпоксидной эмалью типа ЭП-74Т, что придает ей монолитность и хорошую влагостойкость. Выводы в дросселе открытого исполнения (лепестки) закрепляют чаще всего на щечке каркаса или непосредственно на обмотке. Если же дроссель с кожухом, то лепестки при негерметизированной конструкции располагают на специальной колодочке, запрессованной в заливочную массу. Для выводов концов обмоток гермети- зированных конструкций либо используют проходные изоляторы, либо выводы укрепляют на плате из пластического изоляционного материала. Один из выводов обмотки должен маркироваться точкой или звездочкой, указывающей начало обмотки. Это нужно делать потому, что в ряде случаев дроссель необходимо подключать в схему совершенно определенным образом. 1.5. Нагрев и охлаждение дросселей Во время работы дросселя в его сердечнике и обмотке частично теряется энергия, что цриводит к нагреву отдельных частей дросселя. Тепловой режим дросселя характеризуется нагревом и перегревом. Нагрев — очень важный параметр, так как он определяет допустимую электромагнитную нагрузку дросселя, и, в конечном счете, срок службы. Перегрев сердечника и обмотки дросселя зависит от многих факторов: частоты сети, качества магнитных и проводниковых материалов, соотношения между величинами потерь в сердечнике и обмотке, температуры окружающей среды, конструкции дросселя и др. Допустимая величина перегрева дросселя обусловливается примененными изоляционными материалами и маркой обмоточного провода. Для дросселей с естественным воздушным охлаждением предельно допустимое значение перегрева обусловливается, как правило, изоляцией обмоточного провода. При проводах с классом изоляции А, Е и В допустим согласно ГОСТ 8865—58 нагрев, равный 105—130° С. Важную роль в тепловом процессе играют коэффициент теплоотдачи, величина и состояние поверхности охлаждения. Коэффициент теплоотдачи а представляет собой количество тепла, отдаваемое с единицы охлаждающей поверхности и приходящееся на 1°С. Под поверхностью охлаждения следует понимать наружную поверхность всех открытых частей дросселя. При этом эффективность охлаждения поверхностей, обращенных внутрь дросселя, несколько меньше, чем поверхностей, обращенных наружу. Величина коэффициента теплоотдачи зависит от ряда факторов и обусловливается тремя физическими процессами: конвекцией, лучеиспусканием 22 и теплопроводностью. Влияние последнего фактора в дросселе обычно невелико. Существенное влияние на тепловой режим оказывают условия теплоотдачи в сердечнике дросселя. В тороидальном дросселе отвод тепла осуществляется только через обмотку-—через ее поверхность охлаждения, а в дросселях других типов — также и через поверхности открытых частей сердечника. При участии в теплоотдаче поверхностей сердечника максимальный перегрев обмотки можно характеризовать среднеобъемным перегревом т, определяемым известным методом сопротивления. Максимальный перегрев тм наиболее нагретой точки обмотки, находящейся во внутренней части катушки, при этом незначительно отличается от средне-объемного перегрева. Напротив, в тороидальном дросселе, у которого сердечник не имеет непосредственного контакта с воздухом, тм может быть на 10% больше т. Наиболее нагретой точкой обмотки тороидального дросселя является точка, лежащая на границе с сердечником. Расчет теплового режима дросселя представляет собой сложную задачу. Наиболее строгое ее решение содержится в работах Г. Н. Дульнева *. В этой книге расчет теплового режима дросселя основывается на методике, предложенной P. X. Вальяном [7, 8]. Она исходит из эмпирических формул, но дает достаточно точные значения перегрева. Среднеобъемный перегрев обмотки броневого и стержневого дросселей вычисляется согласно {7] по формуле />„(!+у)/1 оч Х— °(Я0 + 8ЯС) У* где Р0 — потери в обмотке дросселя при реальном режиме его работы, вт; v — отношение потерь в сердечнике к потерям в обмотке; а — коэффициент теплоотдачи, вт/м2 • град; Пс и П0 — расчетные поверхности охлаждения всех открытых частей сердечника и обмотки, определенные с учетом эффективности теплоот- •Дульнев Г. Н. Теплообмен в радиоэлектронных устройствах. Госэнергоиздат, 1963. 0 1 2 3 4 5 6 ... 17
|
