Магнитные элементы электронных устройств.-2

82

магнитного материала ГАММАМЕТ 412В 7400 кг . м 3

Подставляя числовые значения в формулу в формулу (4.34), находим мощность потерь в магнитопроводе ГМ 412В – 2кл ОЛ40/64-10

Мощность потерь в проводе первичной обмотки трансформатора опре-

деляется по формуле

где PTV – номинальная мощность трансформатора; U1 – среднеквадратич-

ное значение напряжения на первичной обмотке трансформатора; w1 – число

тивление материала провода обмотки при начальной температуре To ; ср.в –

средняя длина одного витка первичной обмотки; kдоб – коэффициент доба-

вочных потерь (учитывает добавочные потери, которые возникают при пере-

менном токе высокой частоты); k т – коэффициент увеличения удельного

T 50 C коэффициент увеличения удельного электрического сопротивле-

Подставляя числовые значения в формулу (4.38), находим величину потерь в проводе первичной обмотки трансформатора

Следовательно, можно увеличить потери в обмотках трансформатора до значения 2,87 Вт, например, путем увеличения плотности тока, но при

условии, что перегрев трансформатора не превысит заданной величины.

При частоте 50 кГц рекомендуется выбирать провод с диаметром оди-

ночной медной жилы d1 0,125 мм (или d1 0,100 мм) [1]. При выполнении этого условия kдоб 1,0.

Выбираем для первичной обмотки медный провод марки ПЭВТЛ-2

диаметром одиночной медной жилы без изоляции dпр1 0,125 мм

84

(ГОСТ26615-85).

Число жил провода первичной обмотки определяется по формуле

j2 – плотность тока в проводе вторичной обмотки трансформатора; w1 –

число витков первичной обмотки трансформатора; w2 – число витков вто-

ричной обмотки трансформатора.

Выбираем для вторичной обмотки медный провод марки ПЭВТЛ-2

диаметром одиночной медной жилы без изоляции dпр 2 0,125 мм

(ГОСТ26615-85).

Тогда число жил провода вторичной обмотки

85

Суммарные потери мощности в трансформаторе определяются по фор-

муле

где Pоб – мощность потерь в первичной и вторичной обмотках трансформа-

тора; Pм – мощность потерь в магнитном материале магнитопровода транс-

форматора.

Тогда суммарные потери мощности в трансформаторе

матора (площадь охлаждения трансформатора).

Коэффициент теплоотдачи при естественном охлаждении

где D к – наружный диаметр контейнера магнитопровода ленточного кольце-

вого; d к – внутренний диаметр контейнера; hк – высота контейнера.

Тогда площадь охлаждения трансформатора

86

а расчетная температура перегрева трансформатора

полняется.

На заключительном этапе расчета магнитного элемента рекомендуется проверить выполнение условия

где kок.расчетное – расчетный коэффициент заполнения окна магнитопровода проводом первичной и вторичной обмоток; kок. рекомендуемое– коэффициент

заполнения окна магнитопровода проводом первичной и вторичной обмоток,

рекомендуемый специалистами по магнитным элементам.

Расчетный коэффициент заполнения окна магнитопровода много-

жильным проводом обмоток магнитного элемента, выполненном на кольце-

вом магнитопроводе в защитном контейнере, определяется по формуле

витков i-ой обмотки.

Для двухобмоточного трансформатора формула (4.48) принимает вид

Площадь сечения эмалированного провода круглого сечения определя-

ется по формуле

87

где d из.max – максимальный наружный диаметр провода в изоляции.

Подставляя числовые значения в формулу (4.49), находим расчетное значение коэффициента заполнения окна магнитопровода многожильным проводом обмоток трансформатора

полняется.

4.4 Методика расчета трансформатора двухтактного мостового

высокочастотного транзисторного преобразователя

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА. На первичной обмотке w1

трансформатора высокочастотного транзисторного преобразователя (рисунок

4.7) формируется переменное напряжение прямоугольной формы с амплиту-

88

w1

U вх

w 2

_

Рисунок 4.7 – Двухтактная мостовая структура высокочастотного

транзисторного преобразователя (Full Bridge)

Рисунок 4.8 – Формирование переменного напряжения на первичной

обмотке высокочастотного транзисторного преобразователя

89

Расчет трансформатора сводится к определению конструктивных и электромагнитных параметров трансформатора и предполагает выполнение ряда последовательных шагов.

ВЫБОР ТИПОРАЗМЕРА МАГНИТОПРОВОДА. Для первоначального выбора типоразмера магнитопровода используется габаритный параметр

Gрасч. . Габаритный параметр трансформатора в режиме переменного напря-

жения прямоугольной формы определяется выражением [3]

T

где q – скважность импульсов; T – период переменного напряжения

2 и

прямоугольной формы; и – длительность импульса; Pтv – мощность транс-

форматора; j1 – плотность тока в первичной обмотке трансформатора;

o – удельное электрическое сопротивление материала провода обмотки; kдоб – коэффициент увеличения сопротивления провода вследствие скин-

эффекта; k т – коэффициент увеличения удельного электрического сопротив-

потерь в материале магнитопровода при несинусоидальном напряжении;

90

значение коэффициента теплоотдачи при естественной конвекции в интерва-

ле температуры перегрева 20...50 С); плотность материала магнитопровода

7400 кг ; коэффициент увеличения удельного электрического сопротив- м 3

ления материала провода вследствие нагрева kт 1,1(при температуре пере-

Для определения коэффициента н увеличения потерь в материале

магнитопровода при напряжении прямоугольной формы используется выра-

жение

4 T . (4.51)

Подставляя числовые значения параметров переменного напряжения прямоугольной формы в формулу (4.51), находим коэффициент увеличения потерь в материале магнитопровода при воздействии на первичную обмотку трансформатора напряжения прямоугольной формы

при несинусоидальной форме напряжения к удельным магнитным потерям для первой гармоники магнитной индукции при заданном максимальном напряжении Um .

Выбираем магнитопровод ленточный кольцевой ГАММАМЕТ в за-

щитном контейнере, материал магнитопровода ГМ 412В – 2 кл. На рисунке