Расчет трансформатора двухтактных преобразовательных устройств (стр. 2 из 3)
; 
.C1=30000×1,06=31800
C2=30000×8+(2×30000)2/26000=378461
DBопт=-31800/378461+[(31800/378461)2 +1,597/(2×378461×0,000188)]0.5=1,76
Получили DBопт =1,76 Тл. т.к. DBопт > Bmax то за величину DBопт приняли Bmax=2×Вm2:
DBопт=0.76 Тл;
2.2.4. Для найденных значений DBопт определили амплитудное значение напряженности магнитного поля Hm при DBопт:
, (2.6.)где dHo/dBm , b взяты из таблицы 2.1, b=3.849×109.
Для выбранного сердечника
Hm= 1,06 + (0,76/2) × (8+80) + 3.849×109× (0,76 /2)16
Hm = 762,1 А/м.
2.2.5 Определили относительную величину амплитуды тока намагничивания
по формуле, в которую поставляли DB=DBопт и Hm, вычисленное ранее по выражению (2.5.) при DBопт:
, (2.7.)Где Pвых - мощность, Вт, которая может быть передана в нагрузки на вторичной стороне при числе вторичных обмоток n³2:
Pвых=åPn
где Pn- мощность, Вт, передаваемая через каждую из вторичных обмоток, из исходных данных;
d - отношение потерь мощности в каждой из обмоток Pwn к мощности Pn, передаваемой через нёё;
Величину d определили по выражению:
, (2.8.)где m1,m2 - фазность, соответственно, первичной и вторичной обмоток. Для вторичных обмоток учитывается в виде:
q=åmn×Pn/Рвых=3;
Рс - потери в сердечнике, Вт, определяемые через удельные потери по формуле (2.1) и для выбранного сердечника равны - 0,0352Вт;
P*p- приведенная расчётная мощность сердечника, из таблицы 2.2 с учетом поправки на 130 оС:
P*p= 4,71 / (1+0.004×(130оС-40оС)) = 3,46 (Вт). (2.9.)
Подставляя числовые значения, получили
d = 0.5×((3+1)×100+3×0,352)/3,46×(30000×0,76)2-10·(3+0.5×3), (2.8.)
d=0,0021.
Таким образом, величина тока намагничивания
м=2×0,000188×0,76×30000× 799,88/(1+0,021) ×10 +0,352
Imм =0.651.
2.2.6 Вычислили максимальную выходную мощность трансформатора, выполненного на выбранном сердечнике:
, (2.10.)Pвых макс=[2× 3,46× (30000×0,76)2× ( 1,597-0,352)/(3+3)]0.5 = 10.247 Вт.
2.2.7 По таблице 2.2 определили объём трансформатора, соответствующий вычисленному значению максимальной мощности, т.е. VТ (Pвых.макс)
Vт=1,15см3.
Аналогично проводится расчет и для других сердечников. Вычислили значения Pвых.макс и VТ для типоразмера для К28´16´9:
Pвых.макс =1540,71 Вт,
Vт=12,28см3.
2.2.8 Построили зависимость
Vт(Pвых.макс). По графику этой зависимости определили ориентировочный объём трансформатора, для которого Pвых.макс = 10 Вт (рис. 2.2.). Получили ориентировочный объём равный:
Vт = 0,9 см3.
2.2.9. По таблице 2.2 выбрали типоразмеры сердечников, для которых при lо=l0макс=0,7 трансформаторы имеют объём, отличающийся от найденного в значениях на +20...40%: 2К10´6´3, К12´8´3, К12´5´5.5.
2.3. Для выбранных в пункте 2.2.9. сердечников определим минимальный размер массу трансформатора с заданными исходными параметрами. С этой целью для каждого из выбранных сердечников при нескольких значениях lо (0.7; 0.5; 0.3; 0.1) проведем следующие операции.
2.3.1. По уравнению (2.3.) определим Рт.макс(0). Величина Sт(0), необходимая для расчета, находится по таблице 2.2.
Рис. 2.2.
Зависимость объема трансформатора от мощности потерь в трансформаторе.
| 1540 |
| l | Типоразмер сердечника | ||
| 2К10´6´3 | К12´8´3 | К12´5´5.5 | |
| 0.1 | 749.8 | 658 | 986.4 |
| 0.2 | 848.2 | 816.7 | 1054.2 |
| 0.3 | 947.6 | 979.1 | 1119.7 |
| 0.4 | 1047 | 1148.7 | 1187.5 |
2.3.2. По вычисленной таблице Рс.уд.(В) данного сердечника объемом Vc нашли зависимость Рс(В) c учетом выражения (2.1.)
2.3.3. С использованием уравнения:
, (2.11.)где Рт - мощность потерь в трансформаторе, Вт, а также уравнений (2.8.) и (2.1.), находя по таблице 2.2 значения Р*р с учётом поправки (2.9.), вычислим зависимость Рт(DВ) (табл.2.4.-2.6.).
Таблица 2.4.
Рт для сердечника 2К10´6´3, Вт
| | B, Тл | |||||
| 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | |
| | - | - | 18.75 | 12.50 | 9.50 | 7.50 |
| | 18.75 | 10.50 | 6.75 | 5.00 | 4.00 | 3.75 |
| | 16.25 | 9.51 | 6.05 | 4.43 | 3.53 | 3.36 |
| | 12.05 | 7.22 | 4.55 | 3.50 | 3.00 | 3.00 |
Таблица 2.5.
Рт для сердечника К12´8´3, Вт.
| | B, Тл | ||||||
| 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | |
| | - | - | 17.00 | 11.00 | 7.00 | 5.00 | 4.75 |
| | - | 11.00 | 5.00 | 3.50 | 2.32 | 1.87 | 1.75 |
| | 15.70 | 6.50 | 3.50 | 2.00 | 1.31 | 1.25 | 1.25 |
| | 10.50 | 5.00 | 2.20 | 1.14 | 0.75 | 0.75 | 1.00 |
Таблица 2.6.
Рт для сердечника К12´5´5.5, Вт.
| | B, Тл | ||||||
| 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | |
| | - | - | 10.00 | 5.50 | 4.30 | 3.35 | 3.00 |
| | 15.00 | 6.25 | 3.25 | 2.00 | 1.27 | 1.00 | 1.00 |
| | 9.75 | 3.94 | 2.00 | 1.00 | 0.75 | 0.67 | 0.75 |
| | 6.25 | 2.75 | 1.00 | 0.52 | 0.38 | 0.43 | 0.51 |
Графики этих зависимостей представлены на рис. 2.3.-2.5.
Зависимость Рт от B для сердечника 2К10´6´3.
 |
| |
Зависимость Рт от B для сердечника К12´5´5.5.
2.3.4. По графикам (рис. 2.3.-2.5.), при каждом значении 0, определили Ртопт - минимальную величину Рт. Если график имеет минимум при DВ>DВm, то за Ртопт приняли значение Рт соответствующее DВm. Найденные значения Ртопт и вычисленные в п.2.3.1. величины Рт.макс. заносли в таблицы 2.7.-2.9..
Таблица 2.7.
Сердечник 2К10´6´3 Рт, Вт.
| | ||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | |
| Рт.опт. | 9.80 | 4.20 | 3.80 | 3.00 |
| Рт.макс. | 0.75 | 0.85 | 0.95 | 1.05 |
Таблица 2.8.
Сердечник К12´8´3 Рт, Вт.
| | ||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | |
| Рт.опт. | 7.0 | 2.00 | 1.2 | 0.9 |
| Рт.макс. | 0.66 | 0.82 | 0.98 | 1.15 |
Таблица 2.9.
Сердечник К12´5´5.5 Рт, Вт.
| | ||||
| 0,1 | 0,3 | 0,5 | 0,7 | |
| Рт.опт. | 3.5 | 1.50 | 0.8 | 0.60 |
| Рт.макс. | 0.99 | 1.05 | 1.12 | 1.2 |
На рис.2.6.- 2.8. представлены зависимости мощности потерь в оптимальном режиме и предельно допустимой мощности трансформатора от коэффициента заполнения окна сердечника обмотками. Пунктиром обозначена величина заданных потерь
Рт = Рвых.(1/ .
Рт = 70×(1/0,9 .
