Рішення

Примітка. Довідкові дані для розрахунку приведені в розділі 5.

Визначення опору навантаження:

,

де k₁ вибирається з діапазону (k₁ = 1,2…2) і враховує падіння напруги на робочій обмотці. Вибираємо k₁ = 1,6 (у середині діапазону).

Визначення максимального струму навантаження:

.

Вибір матеріалу сердечника магнітного підсилювача проводимо по діаграмі (рис.5.1) [3], виходячи з потужності магнітного підсилювача. Приймаємо марку пермалоя 50НП, сердечник кільцевого типу. Характеристика намагнічування приведена на рис.5.2.

З характеристик намагнічування можуть бути визначені: та (Значенню B_max відповідає кінець ділянки до «коліна» для характеристики Н_у=0, а H_max відповідає кінець ділянки до «коліна» характеристики Н_у=10 A/см).

Розрахунок і вибір товщини листа сердечника

Попередньо товщину листа вибираємо з умови:

,

де k₂ вибирається з табл. 5.1. (Для 50НП k₂ = 1,9).

З таблиці 5.2 вибираємо товщину листа пермалоя найближчу меншу з ряду [3]:

.

Визначення питомого числа витків:

.

Коефіцієнт товщини сердечника вибираємо з діапазону k_h = (0,5…2)

Приймаємо (як середину діапазону) k_h = 1,25.

Коефіцієнт довжини магнітної лінії вибираємо з діапазону k_l = (10…30). Приймаємо середню k_l =20.

Визначення ширини сердечника (попередньо):

.

Примітка. Знак «» (штрих) означає, що величина визначається в результаті попереднього розрахунку. Її точне значення (без штриха) буде визначене на наступних етапах розрахунку.

Визначення висоти сердечника (попередньо):

.

Визначення довжини середньої магнітної лінії сердечника (попередньо):

.

Визначення середнього діаметру сердечника (попередньо):

.

Визначення зовнішнього діаметру сердечника (попередньо):

.

Визначення внутрішнього діаметру сердечника (попередньо):

.

Вибір магнітопроводу

За розрахованими попередніми даними: , ,

з таблиці 5.3 вибираємо тип К42х30х7 з фактичними розмірами:

, , , .

Визначення остаточного середнього діаметру:

.

Визначення остаточного значення довжини магнітної лінії магнітопроводу:

.

Визначення фактичної ширини сердечника:

.

Визначення перетину обмотувального дроту робочої обмотки:

,

де j – допустима густина струму в моточних вузлах (зазвичай обирається з діапазону j = 2…4А/мм²). Вибираємо середину діапазону j = 3А/мм².

Визначення діаметру проводу робочої обмотки:

.

Вибираємо з табл. 5.4 стандартний провід ПЭЛШО-0.47 мм, у якого: перетин міді q_p= 0,1735 мм², діаметр проводу з ізоляцією d_пр.p.из = 0,58 мм, перетин проводу з ізоляцією q_p.из = 0,262 мм².

Визначення максимального струму управління:

.

Визначення перетину обмотувального дроту обмотки управління (попередньо):

.

Визначення діаметру дроту обмотки управління (попередньо):

.

Вибираємо провід ПЭЛШО-0.05 мм, у якого: перетин по міді q_у = 0,00196 мм²; перетин з ізоляцією q_у.из = 0,0113 мм²; діаметр проводу з ізоляцією d_пр.у.из = 0,12 мм.

Визначення числа витків робочої обмотки:

.

Визначення числа витків обмотки управління:

.

Визначення площі вікна магнітопроводу:

.

Визначення площі, що займає робоча обмотка:

де k_зап – коефіцієнт запасу. Зазвичай приймається k_зап = 0,6.

Визначення площі, що займає обмотка управління:

.

Загальна фактична площа, що займана у вікні:

Визначення коефіцієнта заповнення вікна:

.

Визначення середньої довжини витка:

,

де k_В – коефіцієнт, що враховує товщину намотування (k_В=1,25).

Визначення опору робочої обмотки:

,

де  – питомий опір провідника. (Для міді ).

Визначення опору робочого ланцюга:

Визначення опору обмотки управління:

Графічна побудова еліпса навантаження [1,2,3]

Визначення півосей еліпсу:

.

Ординати еліпса визначаються із співвідношення:

Нm, А/см	0	2	4	6	8	10	12
Вm, Тл	0,46	0,45	0,43	0,4	0,35	0,26	0,06

По точках будуємо еліпс навантаження.

Рисунок 2.1 – Побудова еліпса навантаження

Побудова статичної характеристики [1]

По одержаних точках перетину еліпса з кривими намагнічення будуємо характеристику Н_m = f(H_у):

Ну, А/см	0	1	2	3	4	5	7.5	10	12	14
Нm, А/см	0,1	1,1	2,0	3,0	3,7	4,5	6,7	9,0	11	12

Рисунок 2.2 – Побудова характеристики Н_m = f(H_у)

По одержаній характеристиці шляхом перерахунку по формулах:

і

будуємо статичну характеристику магнітного підсилювача:

Iу,mА	0,0	0,6	1,3	1,9	2,6	3,2	4,8	6,4	7,7	9,0
Iр,mА	6,4	71	128	193	238	289	430	449	706	770

Рисунок 2.3. Побудова статичної характеристики магнітного підсилювача