Сенсорний вимикач з пультом дистанційного керування (стр. 3 из 8)
7 Проектування оригінального вузла
В якості оригінального вузла в даному курсовому проекті використано трансформатор живлення Т1(див. РВ12.464311.001Е3).
7.1 Вихідні дані для розрахунку випрямляча
- випрямлена напруга на навантаженні Uвих = 9В
- випрямлений струм на навантаженні Iвих = 0.125А
- напруга мережі U1=220В(-15%…+10%)
- частота мережі f = 48…60Гц
7.2 Розрахунок випрямляча вторинної обмотки
Для розрахунку випрямляча вторинної обмотки попередньо необхідно визначити значення напруги та струму, що випрямлені випрямлячем U02 та І02 відповідно.
, де
- напруга, що споживається мікросхемою КРЕН9Б,Оскільки напруга живлення має розкид параметрів U1=220В(-15%…+10%), то для забезпечення стабільної напруги на виході, при U1=187В потрібно збільшити сумарну випрямлену напругу на 15%, отже
≈ 13.5 + 2 ≈ 15.5В. 
,
де
- струм, що споживається мікросхемою КPЕН9Б.По наближеним формулам [2, табл.VIII.5], знаходимо значення зворотної напруги на
діодах Uзв2, середнього струму Iср2 та амплітуди струму Iм2, через діоди:
, де U02 та І02 – значення напруги та струму, що випрямлені випрямлячем.
Вибираємо діоди КД405А [2, табл.IV.4] зі наступними параметрами:
= 50В, 
, Uпр2 = 1В, ΔTроб = -60°С...+130°С.Визначаємо опір навантаження випрямляча:
Приймаємо опір вторинної обмотки трансформатора рівним:
,[3, с.505]Визначаємо прямий опір діода,[2, с.505]:
Визначаємо активний опір фази випрямляча,[2, с.505]:
Визначаємо основний розрахунковий коефіцієнт по формулам в [2, табл.VIII.5]:
В залежності від знайденого коефіцієнта А2, з (рис.5) та (рис.6) знаходимо допоміжні коефіцієнти B2, D2, F2, H2.
B2 = 1.1, D2 = 2.2, F2 = 11, H2 = 470 Ом·мкФ.
Визначимо деякі параметри вторинної обмотки[2, табл.VIII.5]:
,
де
- напруга холостого ходу вторинної обмотки,І2 - струмвторинної обмотки.
Визначаємо уточнені параметри діодів[2, табл.VIII.5]:
Параметри діодів, що були вибрані раніше, не перевищують максиммальних, тобто діоди вибрані правильно.
7.2.1 Розрахунок згладжуючого конденсатора
Визначаємо вихідну ємність випрямляча, [2, с.506]:
де
- коефіцієнт пульсацій (0.05...0.15).Вибираємо конденсатор К50-5 [2, табл.II.10] з слідуючими параметрами:
С18 = 220(-10...+50%)мкФ, Uном = 25В, ΔTроб = -40°С...+70°С.
7.3 Вибір елементної бази
В трансформаторах, потужність яких не перевищує 100Вт, а напруга не перевищує 1000В при частоті f = 50Гц, для забезпечення мінімальної маси, найменших габаритів, менших втрат та забезпечення найменшого зовнішнього поля застосовуються кільцеві стрічкові магнітопроводи типу ОЛ. Для забезпечення найменшої вартості при достатніх магнітних властивостях магнітопроводу доцільно застосувати сталь 2411 з товщиною листа, що відповідає даній частоті - 0.35мм. Обмотки трансформаторів даних потужностей виконуються з емальованих провідників ПЕВ-1.
В якості міжшарової, міжобмоточної та зовнішньої ізоляції використаємо кабельний папір товщиною 0.1 мм. Конкретний вибір матеріалу та розмірів магнітопровода, провідників, ізоляції наведено в розділі 7.4.
7.4 Конструкційний розрахунок трансформатора
7.4.1 Вихідні дані для розрахунку трансформатора
- напруга вторинної обмотки U2 = 17В
- струм вторинної обмотки I2 = 0.2А
- напруга мережі U1=220В(-15%…+10%)
- частота мережі f = 48…60Гц
7.4.2 Вибір типу та матеріалу магнітопроводу
Визначимо потужність трансформатора:
де P2 -потужності вторинної обмотки.
Згідно з рекомендаціями, що наведені в [1,c.35] вибираємо кільцевий стрічковий магніто- провід.
Як матеріал вибираємо сталь 2411 , з товщиною листа, що відповідає заданій частоті, 50Гц - 0.35мм. По знайденому значенню Р з [1, табл 2.4], [1, табл 2.6-7], отримаємо орієнтовні параметри магнітопроводу та сталі:
Вм = 1.4 Тл (магнітна індукція),
j = 8 A/мм2 (густина струму),
Кв = 0.25 (коефіцієнт заповнення вікна магнітопроводу міддю),
Кст = 0.9 (коефіцієнт заповнення магнітопроводу сталлю),
η = 0.6 (ККД),
соsφ = 0.9 (зсув фази).
Визначимо добуток площі перерізу сталі на площу вікна:
Згідно з рекомендаціями, що наведені в [1,c.35] з [1, додаток 6], по величині Sст
Sв, вибираємо магнітопровід ОЛ 25/40-12.5, (рис.7) з наступними характеристиками:Sст = 0.94см2 (площа перерізу магнітопроводу),
lст = 10.2см (середня довжина магнітної лінії),
Vст = 9.57см3 (об’єм сталі),
Gст = 0.064кг (маса сталі),
d = 25мм, а = 7.5мм, b = 12.5мм, D = 40мм.
рис.7
7.4.3 Розрахунок кількості витків обмоток
, де N1 – кількість витків первинної обмотки, N2 - кількість витків вторинної
обмотки, ΔU1 – відносне падіння напруги у первинній обмотці, ΔU2 - відносне падіння напруги у вторинній обмотці [1, табл. 2.4], Sстакт = Sм(см)·Кст .
ΔU1 = 20В, ΔU2 = 35В, Sстакт = 0.75·1.25·0.9 = 0.844 см2.
7.4.4 Розрахунок струму холостого ходу
Визначимо повні втрати в сталі, при величині індукції 1.4Тл:
де pст – питомі втрати в сталі [1, рис. 2-9],
- маса сталі [1, додаток 6].Визначимо активну складову струму холостого ходу:
Визначимо повну потужність намагнічування, при величині індукції 1.7Тл:
, де qст – питома потужність намагнічування [1, рис. 2-11].
Визначимо реактивну складову струму холостого ходу:
Визначимо струм холостого ходу:
= 
0.015A