Усилитель мощности миллиметрового диапазона длин волн (стр. 9 из 13)
6.3. Для третьей обмотки принимаем
= 2,55 А/мм. Тогда сечение провода третьей обмоткиq3 = 0,5 / 2,55 = 0,196 мм2. (8)
Этому сечению соответствует провод с диаметром по меди dм3 = 0,5 мм и диаметром по изоляции dиз3 = 0,56 мм.
7. Число витков первой полуобмотки
n1 = U1 * 10
/ 4 * Kф * f *B * Q (9)где Kф — коэффициент формы трансформируемого напряжения (для синусоиды Kф = 1,11, для меандра Kф — 1).
Согласно табл. 4.2 индукция в выбранном магнитопроводе при частоте 50000 Гц не должна превышать 0,16 Тл. Принимаем значение индукции меньше допустимого приблизительно на 30 %: В — 0,115 Тл.
Тогда число витков
n1 = 132 * 100000 / 4 * 1 * 50000 * 0,115 * 1,8 = 31.99
Для удобства расположения выводов первичной полуобмотки принимаем
n1 = 32,5 витка.
8. Значение напряжения, приходящегося на один виток первичной полуобмотки,
e1= U1 / n1= 132 / 32.5 =4.06 B/виток (10)
9. Число витков второй обмотки
n2 = U2 * м2 / e1 (11)
где м2 — коэффициент, учитывающий падение напряжения на второй обмотке.
Согласно табл. 4.2 для выбранного магнитопровода падение напряжения
U < 3 %. Принимаем U2 = 0,5 %. Для этого значения коэффициент м2 = 1,005. Тогда число витковn2 = 4 * 1.005 / 4.06 = 0,98 витка.
Округляем полученное значение: n2 = 1 виток.
10. Число витков третьей обмотки
n3 = U3 * m3 / e1 (12)
Для третьей обмотки принимаем 
U3 = 0,4 % и m3 = 1,004. Тогда число витков
n3 = 100 / 1.004 = 24.7 витка.
Округляем число витков: n3 = 25 витка.
11. Число витков, размещаемых в одном ряду. Обмотки размещаются на изолирующем каркасе.
11.1. В первичной полуобмотке
b1 = Lн * Ку1 / d из1 (13)
где Lн — размер из рис. 3.22;
Ку1 — коэффициент укладки провода первой обмотки.
Принимаем Kу1 = 0.95
Для выбранного магнитопровода Lн = 27 мм. Тогда
b1 = 27 * 0.95 / 0.88 = 29,148 витка.
Число витков округляем в меньшую сторону: b1 = 29 витков.
11.2. Во второй обмотке согласно п. 9 имеем
b2 — 1 виток. (14)
11.3. В третьей обмотке
b3 = Lн * Ку3 / d из3 (15)
где Ку3 — коэффициент укладки провода третьей обмотки.
Принимаем Ку3 = 0,93. Тогда число витков в одном ряду третьей обмотки
b3 = 27 * 0.93 / 0.56 = 44.84
Принимаем b3 = 44 (округляем в сторону меньших значений).
12.Число слоев в обмотках
12.1. В первой обмотке число слоев
N1 = (n1 * Кпр / b1) * v , (16)
где v = 2 — число полуобмоток.
Коэффициент Kпр учитывает количество параллельных проводов, используемых при изготовлении обмотки.
Согласно п. 6.1 имеем Кпр = 2. Тогда
N1 = (32.5 * 4 / 29) * 2 = 4.48
Число слоев округляем в сторону больших значений: N1= 5.
12.2. Во второй обмотке согласно п. 9 число слоев N2 = 1.
12.3. В третьей обмотке число слоев
N3 = n3 / b3 = 25 / 44 = 0.57 (17)
Третью обмотку размещаем в незаполненном слое первой обмотки с промежутком 5 мм от крайнего витка первой обмотки.
Размеры обмоток по высоте намотки
Высота i- и обмотки ; i = 1; 2; 3.
h i = [N i * d из + (Ni- 1) *
i ] * Крi, (18)где Кр — коэффициент разбухания обмотки;
— толщина межслоевой изоляции (табл. 3.7); г = 1; 2; 3.13. 1. У первой обмотки
h 1 = [N 1 * d из1 + (N1- 1) *
1 ] * Кр1 , (19) = 0,12 мм — толщина слоя изолирующей бумаги марки К-120. Принимаем коэффициент разбухания Кр1 = 1,15. Таким образом,h1= [5 • 0,88 + (5 - 1) • 0,12] • 1,15 = 5,612 мм.
У второй обмотки
h2 = [N 2 * d из2 + (N2- 1) *
2 ] * Кр2 , (20)Принимаем коэффициент разбухания Кp2 =1,2 мм. Таким образом,
h2 = [1 . 1 + ( 1 - 1) . 0,12] • 1,2 = 1,2 мм.
13.3. У третьей обмотки
h 3 = [N 3 * d из3 + (N3- 1) *
3 ] * Кр3 , (21) 3 = 0,12 мм.Принимаем коэффициент разбухания Кр3 = 1,1. Таким образом,
h3 = [1 -0,56 + (1 - 1)-0,12] * 1,1 = 0,616 мм.
Изолирующие зазоры в конструкции катушки Воздушный
зазор между магнитопроводом и каркасом составляет обычно 0,4. . .0,5 мм. Выбираем зазор равным 0,4 мм. Толщина каркаса определяется размерами магнитопровода и значением испытательного напряжения. Для приведенных выше условий она принята hк = 0,8 мм.
Межслоевая и межобмоточная изоляция выбирается в соответствии с рекомендациями, помещенными в таблице 4.3.
Между каркасом и первой обмоткой помещены два слоя изоляционной бумаги марки К-120 (толщина двух слоев 0,12 ммх2=0,24 мм) и один слой пленки марки ПЭТ-Э толщиной 0,012 мм. Так же выполнены изоляция между первой и второй обмотками и внешняя изоляция. Кроме того, дополнительно снаружи помещается слой ленты из бумаги К-120 (толщина слоя 0,12 мм).
Таким образом, суммарная толщина изоляции hк-1 между каркасом и первой обмоткой равна 0,252 мм. Такая же толщина изоляции h1-2 = 0,252 мм между первой и второй обмотками. Толщина внешней изоляции
hвн = 0,252 + 0,12 = 0,372 мм. (22)
15. Толщина катушки, включающая в себя обмотки, каркас и электроизоляционные зазоры,
h = 0,4 + 0,8 + 0,24 + 0,012 + 5,612 + 0,24 + 0,012 +1,2+ +0,24 +
0,012+0,12 = 8,888 мм. (23)
Таблица 4.3- Рекомендации по выбору межслоевой и межобмоточной изоляци и расчетных коэффициентов
| Иаметр провода по изоляции с dиз, Мм | Коэффициент укладки провода Kу | Коэффициент разбухания Kp | Наименование межслоевой изоляции | Толщина межслоевой изоляции Мм | ГОСТ на Бумагу |
0,07. ..0.20 | 0.83 | 1,1 | Бумага конденсаторная марки КОН-2 | 0,022 | ГОСТ 1908-88 |
0,21. ..0.28 | 0,86 | 1.1 | 0,022 | ||
0,30... 0,38 | 0.92 | 1,1 | Бумага электроизоляционная намоточная марки ЭН-50 | 0,050 | ГОСТ 1931-80 |
0,41.. .0,64 | 0,93 | 1,1 | 0,050 | ||
0.66... 0.99 | 0,95 | 1,15 | Бумага кабельная марки К-120 | 0,120 | ГОСТ 23436-83 |
Более 0,99 | 0,87 | 1,15 | 0.120 |
Полученное значение h меньше минимального размера окна маг-литопровода hо = 9 мм, что обеспечивает размещение катушки в окне.
16. Длины средних витков обмоток
16.1. Длина среднего витка первой обмотки
Lср1 = 2а + 2с + 2п(гк + hk-1 + h1/2) = 2 • 12,8 + 2 • 16 + 2п(1,2+ +0,252 + 5,612/2) = 84,353 мм. (24)
16.2. Длина среднего витка второй обмотки
Lср2 = 2а + 2с + 2п(гк + hk-1 + h1 + h1-2 + h2/2) = 2 • 12,8 + 2 • 16 + 2п(1,2 + 0,252 + 5,612 + 0,252 + 1,2 / 2) = 107,336 мм. (25)
Длина среднего витка третьей обмотки
Lср3 = Lср1 = 84,353 мм (26)
17. Сопротивление обмоток постоянному току при температуре окружающей среды tос = +20°С.