Федеральное агентство по образованию Брянский государственный технический университет

Кафедра “ЭРЭиЭС”

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Магнитные элементы электронных устройств».

на тему: «Расчет трансформатора при действии синусоидального напряжения»

Руководитель

Калинин К.Ю.

«___»____________

Выполнил

Паршин А.В.

«___»____________

Брянск 2011

Содержание

Введение 4

1. Задание на проектирование 5

2. Расчет трансформатора 6

2.1 Выбор материала 6

2.2 Определение объема магнитопровода 6

2.3 Выбор магнитопровода 6

2.5.Токи в обмотках 6

2.6 Коэффициент трансформации 7

2.7 Оптимальное значение магнитной индукции в магнитопроводе 7

2.8 Число витков 7

2.9 Мощность потерь в магнитопроводе 7

2.10 Плотность тока в обмотках 7

2.11 Выбор проводов 8

2.12 Распределение проводов по окну. 8

2.13 Выбор изоляции 9

Коэффициент заполнения по меди. 9

2.15 Мощность потерь в обмотках 10

2.16 Мощность потерь в трансформаторе 10

2.17 КПД трансформатора 10

2.18 Расчет тепловых режимов 10

2.19 Расчет схемы замещения трансформатора 12

2.20 Моделирование схемы замещения трансформатора 14

Введение

Трансформаторы широко используют в усилителях и генераторах низкой частоты в качестве межкаскадных и выходных трансформаторов, а также в цепях высокочастотных контуров приемно-усилительных устройств. Трансформаторы, работающие в особом режиме, используют в схемах транзисторных преобразований постоянного напряжения в переменное.

Источники вторичного питания радиоэлектронной аппаратуры за последние годы существенно изменились. Это вызвано непрерывным стремлением уменьшить их массу и габариты, повысить КПД за счет применения наиболее рациональных схем, использование высокочастотного преобразования энергии постоянного тока. Повысились также требования к питающим напряжениям. Номинальные значения напряжений теперь составляют единицы и десятки вольт при токах нагрузки в десятки и даже сотни ампер. Это привело к созданию разнообразных структурных схем построения источников вторичного электропитания, каждая из которых находит применение в конкретных условиях.

Разнообразие требований, предъявляемых к трансформаторам отдельных групп, естественно, приводит к значительным различиям в методах их расчета и конструирования. Поэтому для каждой группы трансформаторов имеется своя специализированная литература.

В данном курсовом проекте рассмотрен синусоидальный трансформатор малой мощности, расчет и конструирование которого имеют свои особенности по сравнению с другими трансформаторами.

1.Задание на проектирование

Спроектировать согласующий трансформатор со следующими параметрами:

Временная зависимость представлена на рис. 1.

Рис.1

2.Расчет трансформатора

2.1 Выбор материала

Магнитные материалы в основном определяют массогабаритные и энергетические характеристики трансформаторов малой мощности (ТММ). Высокая индукция насыщения и малые удельные потери в материале магнитопровода позволяют выполнить ТММ с меньшими габаритами и массой, а также с более высоким КПД

Частота:

50мкс

Наибольшее применение для ТММ на частотах от 10 кГц и выше находят ферриты и магнитодиэлектрики. Выбираем феррит 1500НМ3 с параметрами:

; ; ; А=64 ;

2.2 Определение объема магнитопровода

Определим граничную частоту работы трансформатора:

.

Так как f<f_кр, то в выражение для определения объема магнитопровода подставляем f.

Определяем объем магнитопровода V_м.

принимаем ; , тогда

2.3 Выбор магнитопровода

На частотах до нескольких десятков кГц применяются магнитопроводы типа ШЛМ. Рассчитанный объем V_м реализуем на магнитопроводе K 20 12 4.При этом

- активный объем V_ст=0,804см³;

• площадь окна ;

• средняя длина витка проводника

• площадь поперечного сечения .

• Отношение диаметров сердечника D/d = 1.7

2.5.Токи в обмотках

;

2.6 Коэффициент трансформации

.

2.7 Оптимальное значение магнитной индукции в магнитопроводе

где k_T =1,4 – коэффициент увеличения сопротивления при изменении температуры.

Где К_Т=1+0,004(Т_ОКР-20⁰+∆Т)=1,29

2.8 Число витков

- число витков первичной обмотки;

.

2.9 Мощность потерь в магнитопроводе

где - базовые значения частоты и индукции.

2.10 Плотность тока в обмотках

где - удельное электрическое сопротивление.

Определим плотность тока в обмотках трансформатора при условии Р_об=Р_м

2.11 Выбор проводов

;

- сечение провода первичной обмотки;

- сечение провода вторичной обмотки.

Для первчиной обмотки:

Номинальный диаметр медной проволоки, мм	площадь поперечного сечения, мм2	электрическое сопротивление 1м проволоки, Ом	максимальный наружный диаметр, мм	минимальное пробивное напряжение, В
0.335	0,088	0.19568	0,372	1300
0.14	0,015	0,07	0.16	800