Расчет тока холостого хода трансформатора и его паразитных параметров
Рассчитаем ток холостого тока трансформатора, который впоследствии можно задать в качестве контролируемого параметра при изготовлении и сдачи трансформатора.
Активная составляющая тока холостого хода
.
Реактивная составляющая тока холостого хода
,
где
– длина средней силовой магнитной
линии, см, для выбранного сердечника,
НМ – напряженность магнитного поля в сердечнике трансформатора А/м.
Для вычисления НМ будем считать, что сердечник в однотактных схемах перемагничивается по частному циклу со значением индукции Втр.с, которая является рабочей индукцией идеализированной частной петли гистерезиса:
где
- индукция, определенная в соответствии
с вышеизложенным.
Величина
была определена выше, а остаточная
индукция материала магнитопровода Вr
определена справочными данными на
выбранный тип магнитопровода.
Минимальная магнитная проницаемость сердечника
где
- номинальная магнитная проницаемость
материала магнитопровода;
-
магнитная проницаемость при уменьшении
индукции.
Значения величин
приведены в таблице 1.6.
Таблица 1.6
Параметр |
Значение параметров ферритов марок |
||
|
М2000НМ1-А М2000НМ1-Б М2000НМ1-17 |
М3000НМ1-А |
М6000НМ-А |
Вr, Тл |
0,14 |
0,1 |
0,14 |
|
2000 |
3000 |
6000 |
|
300 |
300 |
1200 |
Эффективное значение тока холостого хода определим из выражения:
Найдем индуктивность рассеивания трансформатора (в микрогенри)
где
находятся по формуле
Расчет емкости между обмотками трансформатора зависит от многих факторов, таких, как геометрия трансформатора. Для одной из таких схем в качестве справочного расчета можно предложить следующую процедуру нахождения собственных емкостей трансформатора.
3.1 Емкость (в пикофарадах) между первым слоем обмотки и магнитопроводом
где
– абсолютная диэлектрическая проницаемость
диэлектрика:
=4;
=8,82*10-14
Ф/см;
D1M/2 – радиус поперечного сечения голого медного провода первичной обмотки;
Dв.н.
– D+2H+4
h
– периметр витка провода;
D1из/2+ h - расстояние между магнитопроводами и осью провода обмотки.
3.2 Емкость (в пикофарадах) между слоями первичной обмотки
Следует помнить, что если первичная обмотка состоит из одного слоя, то С1.2=0.
3.3 Емкость (в пикофарадах) между слоями вторичной обмотки
если вторичная обмотка состоит из одного слоя, то емкость С2.2=0.
3.4 Емкость (в пикофарадах) между обмотками
где Dвн
берем из п.
11.10, а
- из п. 11.17;
(Dвн-2Н2)
- средний периметр канала между первичной
и вторичной соседними обмотками.
3.5 Емкость, приведенная к первичной обмотке:
3.6 Полная собственная емкость (в пикофарадах) трансформатора, приведенная к его первичной обмотке
Следует подчеркнуть, что, как правило, расчет паразитных параметров высокочастотных трансформаторов, приведенные на основе упрощенных выражений, дают заниженные значения по сравнению с реально получаемыми в образцах.
Расчет резонансных частот трансформатора произведем с учетом индуктивности первичной обмотки
, индуктивности рассеяния
и собственной емкости трансформатора
Со.
4.1 Индуктивность первичной обмотки трансформатора зависит от материала магнитопровода и разброса магнитной проницаемости
4.1.1 Индуктивность (в Гн) для ферритов марки М2000НМ1-А; М2000НМ1-Б; М2000НМ1-17.
,
где Sсг (в квадратных сантиметрах) и lср (в сантиметрах)
4.1.2 Индуктивность для сердечника из феррита марки М3000НМ-А
4.1.3 Индуктивность для сердечника из феррита марки М6000НМ-1
4.2 Нижняя резонансная частота трансформатора (в мегагерцах)
4.3 Средняя резонансная частота трансформатора (в мегагерцах)
4.4 Верхняя резонансная частота трансформатора (в мегагерцах)
,
где Ls – в генри; Со – в пикофарадах
Параметры трансформатора преобразователя с рабочей частотой f должны удовлетворять одному из следующих условий
