– Токи вторинних обмоток;

– програма випуску;

– умови експлуатації та ін.

1. Обирається конфігурація магнітопроводу.

2. Визначається потужність вторинної обмотки за формулою (5.87):

, (5.87)

де – напруга та струм вторинної обмотки, відповідно.

3. Визначаються орієнтовані величини.

Необхідно обрати такі величини:

В – індукція;

 – густина струму;

k– коефіцієнт заповнення вікна;

k– коефіцієнт заповнення перерізу магнітопроводу.

При виборі величини В слід мати на увазі, що чим більша індукція, тим менші розміри магнітопроводу та кількість витків обмоток, але більший струм намагнічування і величина втрат. Це збільшує струм первинної обмотки і знижує коефіцієнт корисної дії (ККД), а збільшення втрат в обмотках може призвести до недопустимого перегрівання обмоток. Так, втрати у сталі , а втрати у міді.

Далі обирається сердечник зі стандартизованого ряду. Часто для цього користуються таблицями, в яких задано розміри сердечника та значення відповідної потужності.

Далі визначають параметри обмоток. Для розрахунку кількості витків у первинній і вторинній обмотках обчислюють електрорушійну силу (ерс), індуковану в одному витку при навантаженому трансформаторі:

(5.88)

4. Добуток перерізу магнітопроводу на площу його вікна визначається за формулою 5.89. Однозначно визначають потрібний типорозмір магнітопроводу:

SS=. (5.89)

5. Обираються такі значення та габаритні розміри:

S– активна площа перерізу магнітопроводу;

G– вага магнітопроводу;

– середня довжина магнітної силової лінії;

P– потужність трансформатора;

V_ст– обсяг магнітопроводу;

d – внутрішній діаметр магнітопроводу;

a – товщина магнітопроводу;

в – висота магнітопроводу;

D – зовнішній діаметр магнітопроводу.

6. Струм первинної обмотки знаходиться за формулами (5.90)

I=,, (5.902)

де Р₂– потужність вторинної обмотки;

– табличне значення[3];

cos– згідно з ТЗ (якщо задано).

7. За формулами (5.91)–(5.93) знаходиться кількість витків обмоток:

=, (5.91)

де – ЕРС обмоток трансформатора.

ЕРС первинної обмотки визначається як

, (5.92)

ЕРС вторинної обмотки визначається як

, (5.93)

де UтаU₂– табличні значення.

8. За формулою (5.94) знаходять орієнтовні значення величини густини струму і переріз проводів обмотки.

, (5.94)

де – густина струму (табличне значення) [3].

9. Обирають:

– переріз і діаметри проводів, мм;

– номінальний діаметр проволоки, мм;

– максимальний поверхневий діаметр, мм;

– вагу одного метра дроту, г.

10. Визначають фактичну густину струму за формулою (5.94).

11. За формулами (5.95), (5.96) визначаються зовнішній і внутрішній діаметри магнітопроводу після ізоляції (обирають тип ізоляції)

, (5.95)

, (5.96)

де – товщина стрічки;

–коефіцієнт перекриття стрічки.

12. За формулами (5.91)–(5.101) визначається кількість шарів первинної обмотки по зовнішньому діаметру тороїда:

, (5.97)

, (5.98)

, (5.99)

, (5.100)

, (5.101)

де – коефіцієнт укладання.

13. Згідно з формулами (5.102) і (5.103) визначають кількість шарів первинноїобмотки по внутрішньому діаметру:

, (5.102)

. (5.103)

14. Згідно з формулами (5.104) і (5.105) визначають діаметри трансформаторапісля укладки проводу первинної обмотки:

, (5.104)

. (5.105)

15. Знаходять довжину середнього витка первинної обмотки за формулою:

. (5.106)

16. Обирають тип ізоляції первинної обмотки. Згідно з формулами (5.107) і (5.108) визначають зовнішній і внутрішній діаметри трансформатора після укладання міжшарової ізоляції:

, (5.107)

. (5.108)

17. За формулами (5.109) – (5.113) визначають кількість вторинних шарів обмотки по зовнішньому діаметру тороїда:

, (5.109)

, (5.110)

, (5.111)

, (5.112)

. (5.113)

18. Кількість шарів обмоток по внутрішньому діаметру визначають за формулами:

, (5.114)

, (5.115)

19. За такими формулами визначають діаметри трансформатора після укладання проводу вторинних обмоток:

, (5.116)

. (5.117)

20. За формулою (5.118) знаходять довжину середнього витка вторинних обмоток:

,(5.118)

21. За такими формулами знаходять кінцеві розміри трансформатора після ізоляції обмотки

(5.119)

(5.120)

22. Кінцеві габаритні розміри трансформатора з урахуванням коефіцієнта вигину вперед визначаємо за формулами:

(5.121)

(5.122)

(5.123)

23. За формулою (5.124) визначають втрати у матеріалі

. (5.124)

24. За формулою (5.125) визначають активну складову струму холостого ходу:

. (5.125)

25. За формулою (5.126) визначають реактивну складову струму холостого ходу:

. (5.126)

26. За такими формулами визначають струм холостого ходу:

(5.127)

(5.128)

27. Визначають активний опір обмоток за формулою (5.129):

. (5.129)

28. Визначають активні падіння напруги в обмотках трансформатора за формулами:

(5.130)

(5.131)

29. За формулами (5.132)–(5.136) визначають вагу проводів, втрати матеріалу і ККД трансформатора:

, (5.132)

, (5.133)

, (5.134)

., (5.135)

. (5.136)

30. За формулами (5.137), (5.138) визначають розрахунковий коефіцієнт А:

, (5.137)

. (5.138)

31. За формулою (5.139) визначають поверхню охолодження трансформатора:

(5.139)

32. Визначають абсолютну температуру навколишнього середовища за формулою:

Т_о.с.=t_о.с.+273⁰С . (5.140)

33. Приймають поверхневе перевищення температури θ_п=50⁰С і знаходять температуру поверхні трансформатора за формулою:

Т= θ_п+ Т_о.с . (5.141)

34. Визначають коефіцієнт тепловіддачі α (залежить від кольору поверхні випромінювання, її площини та атмосферного тиску [3]).

35. Визначають теплову провідність за формулою:

σ=α·. (5.142)

36. Визначають поверхневе перевищення температури за формулою (5.143), величину β беруть рівною одиниці (для трансформаторів потужністю менше 150 В·А):

θ_п=. (5.143)

Приклади конструктивного виконання трансформаторів та деякі їхні параметри наведено у додатку Н.

6 ВИМОГИ ДО ОФОРМЛЕННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

Курсовий проект представляють пояснювальною запискою з додатком, у якому має бути наведено графічну частину курсового проекту.

Матеріали пояснювальної записки слід розташовувати у такій послідовності:

– титульний аркуш;

– технічне завдання;

– зміст;

– вступ (1 стор.);

– аналіз технічного завдання (1–2 стор.);

– огляд аналогічних конструкцій і вибір напряму проектування (3–5 стор.);

– розрахунок заданого елемента (6–12 стор.);

– опис конструкції (1 стор.);

– паспорт на заданий елемент (1 стор.);

– висновки (1–2 стор.);

– список використаних джерел (1 стор.);

– додатки.

Наведена послідовність розташування розділів обумовлена логікою конструкторської розробки ЕРЕ. Варто відмітити, що у курсовому проекті недоцільно виділяти спеціальні розділи, пов'язані із застосуванням ЕРЕ, оскільки вони мають використовуватися на всіх етапах аналітичного обґрунтування прийнятих конструкторських рішень та інших розрахункових робіт.

Пояснювальну записку (надалі «записка») оформляють відповідно до ГОСТ 2.105-95 «ЕСКД. Общие требования к текстовым документам».

Обсяг пояснювальної записки має складати 20–25 аркушів машинописного тексту одинарним інтервалом, гарнітура Times New Roman, 14 розмір шрифту з основними надписами згідно з ГОСТ 2.104-2006 (форма 2, 2 а).

Розміри полів: ліве – 30 мм, праве – 10 мм, верхнє – 15 мм, нижнє – 20 мм.

Абзац у тексті починається з відступом 15 мм.

Сторінки нумерують арабськими цифрами. У загальну нумерацію входять всі аркуші записки, у тому числі і титульний аркуш.

Розділи записки повинні мати заголовки, які розташовують по центру і виконують прописними літерами. 3аголовки підрозділів виконують з абзацу рядковими літерами, окрім першої – прописної. За необхідністю розділи і підрозділи можуть бути розбиті на пункти і підпункти. Розділи нумерують у межах записки, підрозділи – у межах розділу, пункти – підрозділу, а підпункти – пункту. Кожен розділ починають з нової сторінки. Не допускається розміщувати заголовки на окремих аркушах, підкреслювати, виділяти їх іншим кольором.

Титульний аркуш пояснювальної записки курсового проекту виконують за формою, прийнятою на кафедрі (додаток А).

Технічне завдання оформляється відповідно до вимог кафедри (додаток Б). Розбіжність між переліком розділів записки і креслень, вказаних у ТЗ, та фактичною їх наявністю неприпустима.

Зміст має бути наведено на окремому аркуші з основним надписом згідно з формою 2а. Найменування розділів і підрозділів наводять із вказівкою номерів сторінок, на яких розміщується їх початок. Список використаної літератури і додатки розташовують у кінці.

Вступ є першим розділом записки. У ньому обґрунтовується актуальність розробки даного виду ЕРЕ, формулюється розв’язуване завдання конструкторського проектування, наголошується на тій частині роботи, яка дозволила отримати оригінальні конструкторські рішення, підкреслюється реальність проекту, вказується область використання досягнутих результатів.

Конструкторську розробку має бути викладено коротко і чітко. Не рекомендується використовувати слова, які виражають особисті переживання автора, наприклад «це дуже легко може бути доведено», «не складає особливих труднощів», «це цілком очевидно» і тому подібне. Терміни і визначення мають бути єдиними у всіх розділах записки. Найменування ЕРЕ при першому згадуванні у тексті записки має збігатися із вказаним на титульному аркуші, завданням і в основному конструкторському документі – специфікації його складального креслення. Найменування починається з іменника, наприклад: фільтр магнітострикційний, а не навпаки. Далі порядок слів найменування може бути змінено. Допускається вживання скорочених назв ЕРЕ з обов'язковою вказівкою у тексті, наприклад «фільтр магнітострикційний – далі «фільтр»». Без розшифровки може бути використано тільки загальноприйняті в українській мові скорочення (ДСТУ 3582-97 «Інформація та документація. Скорочення слів в українській мові. Загальні вимоги та правила»).

У тексті записки не допускається:

1) скорочення позначень одиниць фізичних величин, якщо вони вживаються без цифр, за винятком одиниць фізичних величин у головці і першому стовпці таблиць та у розшифровках літерних позначень, що входять до формул;

2) застосуванням іноземних слів і термінів за наявності рівнозначних слів і термінів в українській мові;

3) використання індексів стандартів ГОСТ, ДСТУ, СТП, СТ СЕВ та ін. без їхніх номерів.

Умовні літерні позначення величин, а також умовні графічні зображення мають відповідати стандартам. Формули можуть мати арабську нумерацію у межах розділу. Пояснення символів, числових коефіцієнтів необхідно наводити відразу після формули у послідовності, яка відповідає наведеній у математичному виразі. У межах всієї записки величини, що входять до формул, повинні мати однакові позначення і фізичний сенс.

Кількість ілюстрацій має бути достатньою для пояснення викладеного тексту. Рисунки нумерують в межах розділу. Найменування розташовують під ілюстрацією, пояснювальні дані – нижче, під найменуванням, а номер рисунка – нижче їх. Рисунок розміщують після першого згадування у тексті.

Цифровий матеріал, як правило, оформляється у вигляді таблиці. Вони можуть мати заголовки, їх нумерують у межах розділу. На всі таблиці і малюнки, розміщені у тексті записки, мають бути посилання.

Паспорт на розроблений ЕРЕ має відображати конструктивні та електричні параметри та оформлятися згідно з додатком В.

Висновки мають містити відомості про відповідність розробленої конструкції технічному завданню, про переваги і недоліки. Вказують передбачувані рекомендації, направлені на удосконалювання ЕРЕ.

Список використаних джерел містить тільки ту літературу, яка була використана студентом під час виконання розрахунків і розробки конструкції ЕРЕ. Відповідно до ДСТУ ГОСТ 7.1-2006 «Бібліографічний запис. Бібліографічний опис. Загальні вимоги та правила складання» об'єктом бібліографічного посилання є книга, журнал, окрема публікація спеціальних видів нормативно-технічної документації (стандарт, каталог устаткування і т.п.), стаття і т.п. У курсових проектах рекомендується наводити короткі бібліографічні посилання.

Додатки оформляють, починаючи з нової сторінки. Кожний додаток має заголовок, розташований по центру. Якщо додатків декілька, їх нумерують арабськими цифрами, наприклад додаток 1, або літерами: А, Б, В і т.д. За наявності у додатку рисунків, таблиць або формул нумерацію виконують у межах кожного додатку з додаванням букви П, наприклад рис. П.1.1; табл. П.1.3.

Розроблений ЕРЕ обов’язково повинен мати умовне позначення. Для цього необхідно вивчити відповідний матеріал в [11], [12], а також скористатися інформацією, викладеною у додатку Г. У графічній частині необхідно промаркувати елемент, а в технічних вимогах зазначати засіб нанесення маркування, колір та шрифт.

Графічну частину курсового проекту рекомендується виконувати у графічному редакторі AutoCAD або КОМПАС будь-якої версії, з обов’язковим зазначенням технічних вимог. До складальних креслень обов’язково складаються специфікації.

Загальні вимоги. Як правило, графічні матеріали проекту містять складальні креслення розробленого ЕРЕ та його складальних одиниць.

Приклад ескізного креслення (першого етапу виконання складального креслення) конденсатора змінної ємності наведено у додатку Е.

Графічні конструкторські документи мають містити основні та додаткові написи, оформлені відповідно до ГОСТ 2.104-2006. Необхідно врахувати їх взаємне розташування, розміщуючи основний напис вздовж короткої сторони аркуша. Графи основного напису мають заповнюватися відповідно до ГОСТ 2.104-2006.

Специфікація є основним конструкторським документом складального креслення, яке виконують відповідно до ГОСТ 2.108-68 на окремих аркушах форматом А4 з основними написами за формою 2 і 2а. Для креслень нескладних складальних одиниць, виконаних на форматі А4, допускається розміщення специфікації над основним написом такого креслення. При цьому позначення складального креслення не має шифру СК, а специфікація – розділу «Документація».

Специфікація креслень у курсовому проекті, як правило, містить такі розділи: «Документація», «Складальні одиниці», «Деталі», «Стандартні вироби», «Інші вироби», «Матеріали». Під час їх заповнення необхідно керуватися вказаним стандартом і звернути увагу на таке:

1. у розділі «Документація» вказують тільки ті документи, що потрібні для виконання яких-небудь операцій при складанні ЕРЕ (записку пояснення проекту не вказують);

2. розділи «Складальні одиниці» і «Деталі» заповнюють у порядку збільшення децимального позначення документа з урахуванням трьох останніх цифр порядкового номера розробки виробів. Для запобігання помилкам рекомендується спочатку виписати найменування виробів, які буде дано у специфікації, а потім присвоїти їм децимальні позначення і записати у специфікацію, розташовуючи у вказаному порядку. Після цього кожному виробу присвоюють номер позиції, який проставляють на складальному кресленні;

3. у розділ «Стандартні вироби» заносять вироби за категорією стандартів, у межах кожної категорії – за групами виробів, об'єднаних за функціональним призначенням і розташованих в алфавітному порядку (наприклад, кріпильні вироби, підшипники, електротехнічні вироби і т.п.), у межах кожної групи – в алфавітному порядку найменувань виробів (наприклад, гвинти, гайки, шайби), у межах кожного найменування – в порядку зростання позначень стандартів, а у межах кожного позначення стандарту – у порядку зростання типорозмірів виробів. У загальному заголовку подають найменування тих виробів, кількість яких велика і які відрізняються тільки типорозмірами, далі вони перераховуються у порядку зростання їх основного параметра;

4. у розділі «Інші вироби» вказують вироби за однорідними групами, розташованими в алфавітному порядку, у межах групи – в алфавітному порядку найменувань виробів, а у межах найменування – у порядку зростання основних параметрів або розмірів виробів;

5. у розділі «Матеріали» вказують основні матеріали, тобто ті, кількість яких може бути точно визначена конструктором за кресленням (не записують ті, кількість яких визначається технологом під час виробництва виробів, наприклад лаки, клеї, мастики, припої і т.п.). Запис про застосування таких матеріалів наводять у технічних вимогах на полі складального креслення з обов'язковою вказівкою стандартів або технічних умов на ці матеріали.

Складальне креслення. Складальне креслення виконують відповідно з ГОСТ 2.109-73 і ГОСТ 2.305-2008.

Кількість проекцій та видів обирають такою, щоб забезпечувалося зображення установки і кріплення всіх деталей конструкції. Розрізи і перерізи застосовують у тому випадку, коли зовнішні обриси або форма деталей не дають чіткого уявлення про характер, порядок їх взаємного розміщення і з'єднання. Бажані розрізи, що показують способи реалізації кріплення деталей (розвальцювання, запресовування, склеювання і т. п.).

Бажано використовувати способи спрощеного зображення елементів конструкції, особливо якщо вони представлені у проекті у вигляді креслень деталей або є уніфікованими (стандартними), наприклад гвинти, гайки та ін. Це важливо для креслень ЕРЕ, що містять декілька однакових частин конструктивних елементів. У даному випадку детально викреслюють один елемент, а останні – спрощено.

Всі складові частини ЕРЕ мають нумерацію, відповідну номерам позицій специфікації. Номери позицій вказують, як правило, на основних видах і розрізах. За необхідності вони можуть бути вказані повторно, але без додаткового підкреслення полиць.

На складальному кресленні вказують габаритні, установлювальні, приєднувальні розміри і розміри центра маси (якщо необхідно). Приклади складальних креслень наведено у додатку Е. Приєднувальні та установлювальні розміри повинні мати граничні відхилення незалежно від того, виконавчими або довідковими вони є.

Для спрощення читання креслення рекомендується:

1) для кріпильних виробів робити загальну лінію-виноску і вертикальне розташування номерів позицій кріпильних деталей із вказівкою їх числа (для двох одиниць і більше);

2) не допускати збігу розмірних ліній з лініями-виносками;

3) габаритні розмірні лінії задавати таким чином, щоб вони розташовувались праворуч і знизу відносно проекції.

На кресленнях слід вказувати технічні вимоги (див. додаток М).

Креслення деталей. Робоче креслення деталі має містити інформацію про її форму, розміри і граничні відхилення, шорсткість поверхонь, вид покриття, способи обробки та ін. Якщо деякі розміри, шорсткість або покриття поверхні деталі досягатимуться в процесі збірки, то на полі креслення розміщують відповідні вказівки, наприклад: «Розмір А забезпечити при збірці».

Загальні вимоги до робочих креслень деталей викладені у ГОСТ 2.109-73, правила нанесення розмірів і їх граничних відхилень – у ГОСТ 2.307-68, класів шорсткості поверхонь – у ГОСТ 2.309-73, видів покриття і обробки – у ГОСТ 2.310-68, виконання написів, таблиць і технічних вимог – у ГОСТ 2.316-2008.

Слід звернути увагу на те, що в основному написі має бути вказано матеріали відповідно до позначень, прийнятих у стандартах на сортамент. Умовні позначення матеріалів в основному написі наведено у додатку Л.

Під час креслення деталей для забезпечення однозначного їх розуміння робітником і технологом рекомендується звернути увагу на таке:

1. розташування головного виду деталі на кресленні має відповідати положенню заготівки, в якому вона буде знаходитися у процесі переважної обробки (наприклад, під час обробки точінням зображення деталі має бути паралельне основному напису);

2. конструкторські бази для нанесення розмірів необхідно вибирати з урахуванням передбачуваної технології виготовлення деталі;

3. граничні відхилення розмірів мають даватися з урахуванням програми випуску виробів, а саме: у цифровій формі – для одиничного, малосерійного виробництва, у літерній формі – для серійного і масового виробництва;

4. граничне відхилення між центрами кріпильних отворів слід вказувати залежно від зазору між отворами і гвинтами, а також від характеру їх взаємного розташування;

5. при записі текстових технічних вимог до граничних відхилень розмірів потрібно прагнути до того, щоб давалися найменш «відповідальні» з них і лише ті, які мають місце на кресленні;

6. клас шорсткості основних поверхонь деталі вказують на її зображенні, а решти поверхонь – у правому верхньому куті креслення.

Приклади креслень деталей наведено у додатку Е.

Разом із пояснювальною запискою та графічною частиною студент повинен здати електронну копію курсового проекту керівникові.