2.5. Расчет цепей рабочих обмоток, обратной связи, смещения и управления

2.5.1. Цепь рабочих обмоток

Число витков одной рабочей обмотки рассчитаем по формуле:

(2.5.1.1)

Сопротивление рабочей обмотки найдем по формуле:

, (2.5.1.2)

где - средняя длина рабочей обмотки, где χ – припуск на углы;

- удельное сопротивление меди, равное 1,78 · 10^-8 Ом·м = 1,78 · 10^-5 Ом·мм;

q - сечение обмотки по меди, выберем провод стандартного сечения q_p = 1,227 мм², d_p = 1,25 мм.

Длина провода рабочей обмотки:

2.5.2. Цепь обратной связи

Величину коэффициента обратной связи определим по формуле:

, (2.5.2.1)

где - коэффициент усиления по току без обратной связи. Примем его равным 5;

К₁ – требуемое значение усиления по току, равное 20.

В случае внешней обратной связи рассчитываем число витков обмотки обратной связи:

виток. (2.5.2.2)

2.5.3. Цепь смещения

Ток холостого хода магнитного усилителя с обратной связью равен

А. (2.5.3.1)

Число витков обмотки смещения, необходимое для перемещение рабочей точки из положения, соответствующего I_xx, в положение, соответствующее I_{н мин} определим по формуле:

витков, (2.5.3.2)

где I_см - принятое значение тока смещения.

Так как I_{н мин} < I΄_xx, зададимся I_см = 2,5 А.

Для регулировки смещения в эту цепь включим сопротивление R_рег, величину которого в случае питания цепи смещения от постороннего источника постоянного тока, найдем следующим образом:

Ом, (2.5.3.3)

где R_см – активное сопротивление обмотки смещения. Его рассчитаем по формуле:

Ом. (2.5.3.4)

где - удельное сопротивление меди, оно равно 1,78 · 10^-8 Ом·м = = 1,78 · 10^-5 Ом·мм;

q - сечение обмотки по меди, выберем провод стандартного сечения q_p = 1,227 мм², d_p = 1,25 мм;

l_см – средняя длина витка обмотки смещения , которая равна

мм. (2.5.3.5)

Величину U_см выберем из ряда номинальных величин напряжений стандартных источников постоянного тока в вольтах, пусть U_см = 250 В.

2.5.4. Цепь управления

Число витков обмотки управления рассчитаем по формуле:

5·82 = 410 витков. (2.5.4.1)

Диаметры проводов обмоток w_p, w_oc, w_см и w_у выберем, исходя из максимальных токов, протекающим по этим обмоткам, и допустимой плотности тока:

мм. (2.5.4.2)

Сопротивление обмотки управления найдем по формуле:

, (2.5.4.3)

где - средняя длина обмотки управления, где χ – припуск на углы;

- удельное сопротивление меди, равное 1,78 · 10^-8 Ом·м = 1,78 · 10^-5 Ом·мм;

q - сечение обмотки по меди, выберем провод стандартного сечения q_у = = 0,0314 мм, d_p = 0,2 мм.

Длина провода рабочей обмотки:

2.6. Конструктивный расчет дросселя тороидального типа

Толщину изоляции с наружной и внутренней стороны магнитопровода (перед намоткой рабочей обмотки) определим следующим образом:

мм, (2.6.1)

мм, (2.6.2)

где - толщина изоляционного материала;

N – число слоев изоляции, примем равным 2;

и - соответственно наружный и внутренний диаметры магнитопровода или каркаса, в который заключен магнитопровод.

Материал изоляции и число слоев выберем исходя из электрической прочности и величины рабочего напряжения U_раб. Это будет телефонная бумага КТН с толщиной материала 0,05 мм и средним пробивным напряжением 500 В.

Т.к. U_раб превышает 100 В, величину напряжения, при котором испытывается изоляция, найдем по формуле:

(2.6.3)

Наружный D_нр и внутренний D_вр диаметры дросселя с рабочей обмоткой найдем по формулам:

мм, (2.6.4)

мм, (2.6.5)

где

мм, (2.6.6)

где - площадь поперечного сечения провода обмотки с изоляцией;

- коэффициент укладки, значение которого для тороидальных дросселей с диаметром провода =1,25 мм будет равно 0,55.

Далее определим толщину изоляции с наружной и внутренней сторон дросселя перед намоткой обмотки обратной связи (или после намотки рабочей обмотки):

мм, (2.6.7)

мм, (2.6.8)

где - толщина изоляционного материала;

N – число слоев изоляции, примем равным 1;

и - соответственно наружный и внутренний диаметры дросселя с рабочей обмоткой.

Наружный D_н.ос и внутренний D_в.ос диаметры дросселя с обмоткой обратной связи найдем по формулам:

мм, (2.6.9)

мм, (2.6.10)

где

мм, 2.6.11)

где - площадь поперечного сечения провода обмотки с изоляцией;

- коэффициент укладки, значение которого для тороидальных дросселей с диаметром провода =1,25 мм будет равно 0,55.

Далее определим толщину изоляции с наружной и внутренней сторон дросселя перед намоткой обмотки управления:

мм, (2.6.12)

мм, (2.6.13)

где - толщина изоляционного материала;

N – число слоев изоляции, примем равным 2;

и - соответственно наружный и внутренний диаметры дросселя с рабочей обмоткой.

Наружный D_н.у и внутренний D_в.у диаметры дросселя с обмоткой управления связи найдем по формулам:

46,98 мм, (2.6.14)

мм, (2.6.15)

где

мм, (2.6.16)

где - площадь поперечного сечения провода обмотки с изоляцией, примем равным q_из = 0,24 мм, q_p = 0,0314 мм, d_p = 0,2 мм;

- коэффициент укладки, значение которого для тороидальных дросселей с диаметром провода =0,2 мм будет равно 0,67.

Далее определим толщину изоляции с наружной и внутренней сторон дросселя после намотки обмотки управления:

мм, (2.6.17)

мм, (2.6.18)

где - толщина изоляционного материала;

N – число слоев изоляции, примем равным 1;

и - соответственно наружный и внутренний диаметры дросселя с рабочей обмоткой.

Наружный D_н.см и внутренний D_в.см диаметры дросселя с обмоткой смещения найдем по формулам:

мм, (2.6.19)

мм, (2.6.20)

где

мм, (2.6.21)

где - площадь поперечного сечения провода обмотки с изоляцией, примем равным q_из = 0,24 мм, q_p = 0,0314 мм, d_p = 0,2 мм;

- коэффициент укладки, значение которого для тороидальных дросселей с диаметром провода =0,2 мм будет равно 0,67.

После расчета всех обмоток определим наружный D_н.д и внутренний D_в.д диаметры дросселя насыщения со всеми обмотками и изоляцией:

47,24 + 2 · 0,075 = 47,39 мм, (2.6.22)

12 + 2 · 0,264 = 12,528 мм. (2.6.23)

Т.к. D_в.д > 10 мм, то все обмотки разместяться в обмоточном окне.

Высоту дросселя насыщения определим по эскизу.

(2.6.24)