Последовательный автономный резонансный инвертор с обратными диодами (стр. 7 из 7)
( 8.21 )Получаем: D`2=0.2 м.
Внешний диаметр обмотки w2:
( 8.22 )Получаем: D``2=0.2225 м.
Масса металла обмотки:
( 8.23 )где: gм=8360 кг/ м3 – удельный вес меди;
S`2 – сечение провода первичной обмотки без изоляции.
Получаем: G2=13.18 кг.
Масса провода обмотки w2:
( 8.24 )где: Ку=0.03 – коэффициент увеличения массы провода за счёт изоляции (табл.10 из [6]).
Получаем: Gоб2=13.578 кг.
8.12 Рассчитываем массу трансформатора:
( 8.25 )Получаем: G=274.73 кг.
8.13 Расчёт основных потерь в обмотках:
Основные потери в обмотке w1:
( 8.26 )где: Кt=1.97(1+0.004(t-20))=2.719 – коэффициент;
j1=I1/S`1=2.3 А/мм2.
Получили: Р`1=208.9 Вт.
Основные потери во вторичной обмотке:
(8.27)где: j2=I2/S`2=2.33 А/мм2.
Получили: Р`2=195 Вт.
8.14 Определение добавочных потерь в обмотках от вихревых токов основной частоты.
Добавочные потери в первичной обмотке:
( 8.28 )где: Кд=7680 – коэффициент добавочных потерь (табл.11 из [6]);
апр1=а=3.5 мм – перпендикулярный полю рассеяния линейный размер проводника;
Вэ1 – эквивалентная магнитная индукция поля рассеяния, определяемая из выражения:
( 8.29 )здесь Вm1 – амплитуда осевой составляющей магнитной индукции рассеяния, найденная по выражению:
( 8.30 )Получили: Вm1=0.024 Тл; Вэ1=0.0124 Тл; Рв1=481.49 Вт.
Добавочные потери во вторичной обмотке:
( 8.31 )Используя выражения (8.29) и (8.30) для вторичной обмотки нашли: Вм2=0.023 Тл; Вэ2=0.0119 Тл; Pв2=649.7 Вт.
8.15 Находим потери холостого хода в магнитопроводе трансформатора.
( 8.32 )где: Кх=1.47 – коэффициент, учитывающий суммарные добавочные потери в магнитопроводе трансформатора.
Получаем: Р0=455.9 Вт.
8.16 Общие потери в трансформаторе.
( 8.33 )Получили: Р=1991.34 Вт.
8.17 Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора:
( 8.34 )Получили: h=0.9891. Найденная величина КПД весьма близка к единице, что говорит о малых потерях в трансформаторе.
В настоящем курсовом проекте проводился расчёт схемы автономного резонансного инвертора с обратными диодами, предназначенного для установки индукционного нагрева. Были рассчитаны различные режимы работы инвертора в зависимости от степени нагрева индукционной установки.
Рассмотрение особенностей расчёта трансформаторов с естественным воздушным охлаждением, применяемых в автономных инверторах, работающих на повышенных частотах, для согласования режима работы нагрузки и преобразователя, позволило сделать вывод, что такие параметры, как число фаз, мощность, вид системы охлаждения существенно влияют на подходы к расчёту трансформатора.
Результатом проведённых расчётов явился выбор следующих электронных компонентов инвертора: силовые тиристоры типа ТБ171-160, устанавливаемые на стандартные охладители; обратные диоды ВЧ2-100-8; демпфирующие цепочки в цепи каждого тиристора; определены параметры коммутирующего конденсатора типа К75-46. Специально для данной схемы инвертора был рассчитан дроссель без сердечника с индуктивностью 99,1 мкГн, а также согласующий трансформатор с коэффициентом трансформации равным 6, мощностью 183 кВт, с коэффициентом полезного действия 0,9891 и совокупной массой, без учёта крепёжных элементов, порядка 275 кг.
1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. - М.: Высшая школа, 1982. - 496 с.
2. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчёт индуктивностей: Справочная книга. - 3-е изд., перераб. И доп. Л.: Энергоатомиздат, 1986 г., 488 с.; ил.
3. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.С. Мошкович и др.; под ред. канд. техн. наук В.М. Перельмутера. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319 с., ил.
4. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник/ В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов, - М.: Радио и связь, 1987 г. - 576 с., ил.
5. Расчёт автономных резонансных инверторов для индукционного нагрева: Метод. Указания к курсовому проектированию по дисциплине «Автономные преобразователи»/ Сост. В.А. Медведев, - г. Тольятти: ТолПИ, 1992 г.
8. Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Сахаров Ю.В., Силовые полупроводниковые приборы: Справочник., - М.: Энергоатомиздат, 1975 г., 512 с.
9. Тихомиров П.М. Расчёт трансформатора. М.: Энергоатомиздат, 1986, 528 с.
Cхема подключения демпфирующей цепочки к тиристору
Рис. 11