3.2 Расчёт силового трансформатора

Амплитудные значения напряжений на обмотках силового трансформатора при :

;

.

Эффективные значения токов в обмотках:

;

.

Габаритная мощность трансформатора:

.

Плотность тока в обмотках принимается , размах магнитной индукции , коэффициент заполнения окна медью .

Параметр для выбора магнитопровода [5]:

.

Выбирается магнитопровод Ш12х15 из феррита 2500НМС1, ширина стержня , толщина стержня , ширина окна , высота окна [1]. Остальные размеры магнитопровода:

;

;

.

Число витков на один вольт ЭДС в обмотках трансформатора [5]:

.

Число витков обмоток:

;

.

Требуемые диаметры проводов обмоток:

;

.

Для первичной обмотки выбирается провод ПЭВ-2-0,9мм сечением 0,6362 , для вторичной – ПЭВ-2-0,93мм сечением 0,6793 .

Проверочное значение коэффициента заполнения медью:

,

следовательно, трансформатор физически реализуем.

Средняя длина витка составит [5]:

.

Активные сопротивления обмоток:

;

,

где – удельное сопротивление меди при 70° C.

3.3 Расчёт входного выпрямителя

Бестрансформаторный выпрямитель выполнен по мостовой схеме на диодах VD1-VD4. Напряжение на выходе выпрямителя сглаживается индуктивно-емкостным фильтром на элементах L1 и C1-C2.

Максимальное и минимальное значения тока, потребляемого преобразователем:

;

,

где – КПД преобразователя, составляющий , принимается .

Параметры для выбора диодов VD1-VD4:

;

.

Выбираются диоды 2Д203А с параметрами , и [8].

Допустимое значение переменной составляющей напряжения на конденсаторе на частоте 50Гц для конденсаторов К50-20-250В составляет 6% от номинального напряжения [6], т. е. . На частоте пульсаций:

,

где – число пульсаций для мостового выпрямителя.

Коэффициент пульсаций на выходе фильтра:

.

Коэффициент сглаживания:

,

где – коэффициент пульсаций в мостовой схеме без фильтра.

Произведение :

.

Граничное значение индуктивности дросселя:

.

Выбирается дроссель Д272T с параллельным соединением обмоток. Параметры дросселя: , , .

Ёмкость конденсатора фильтра:

.

Выбирается 2 параллельно соединённых конденсатора К50-20-250В-50мкФ.

3.4 Расчёт согласующих трансформаторов

Схема управления должна обеспечить перезаряд ёмкости затвор-исток силовых транзисторов за время переключения. Для выбранных транзисторов допустимый диапазон управляющего напряжения составляет . Выбирается . Коэффициент трансформации согласующих трансформаторов TV1 и TV2 равен . Поскольку для выбранных транзисторов , а перезаряд ёмкости осуществляется двуполярным напряжением вторичных обмоток, амплитуда тока затвора транзисторов будет равен

.

Исходя из этого, рассчитываются номиналы токоограничительных резисторов в цепях затворов (R1-R4):

,

из ряда E24 выбираются резисторы номиналом 18 Ом.

Ток затвора при переключениях изменяется по экспоненциальному закону:

,

где – постоянная времени в цепи затвора.

Учитывая, что перезаряд ёмкости производится дважды за период, эффективное значение тока равно:

.

Поскольку при ток затвора близок к нулю, то можно записать:

.

Мощность, рассеиваемая на резисторах:

.

Выбираются резисторы Р1-12-0,125-18Ом.

Таким образом, максимальный выходной ток схемы управления:

.

Эффективные значения токов обмоток управляющих трансформаторов:

,

.

Габаритная мощность управляющего трансформатора:

.

Величины электромагнитных загрузок принимаются , . Параметр для выбора магнитопровода [5]:

.

Из соображений технологичности выбирается магнитопровод Ш3х3 из феррита 2500НМС1 с размерами , , , . Остальные размеры магнитопровода:

;

;

.

Число витков на один вольт ЭДС в обмотках трансформатора:

.

Количество витков всех обмоток одинаково, т. к. :

.

Требуемые диаметры проводов обмоток:

;

.

С целью сокращения номенклатуры используемых обмоточных проводов для всех обмоток выбирается провод ПЭВ-2-0,15мм сечением 0,01767 .

Проверочное значение коэффициента заполнения медью (поскольку все обмотки имеют одинаковое число витков):

,

следовательно, трансформатор физически реализуем.