Bagaimana untuk mengira tercekik teras. Skim, penerangan

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Juruelektrik

Kimpalan elektrik. Bagaimana untuk mengira tercekik teras. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / peralatan kimpalan

Elemen penting penukar DC-DC ialah pendikit.

Tujuan bahagian ini, tanpa melangkaui kursus fizik sekolah, adalah untuk memberikan kaedah untuk mengira pencekik yang paling biasa - pencekik yang berfungsi dengan berat sebelah. Sebagai permulaan, kami menganggap bahawa arus terus dengan sedikit riak mengalir dalam belitan induktor.

Penggulungan induktor biasanya sepenuhnya menduduki tetingkap teras. Oleh itu, mengetahui magnitud arus I dan ketumpatan arus J (A / mm2) dalam belitan, serta luas tetingkap teras S_o (cm2) dan faktor pengisiannya K_o, adalah mungkin untuk menentukan bilangan pusingan maksimum, yang boleh diletakkan dalam tetingkap teras:

Hubungan fluks belitan tercekik boleh ditentukan jika lilitan diketahui, aruhan maksimum B_m (T), keratan rentas teras S_c (cm2) dan faktor isiannya K_m:

Menggantikan (18.10) kepada (18.11), kita dapat:

Telah diketahui bahawa

Dari (18.12) dan (18.13) kita dapati kearuhan tercekik:

Dari formula induktansi, mudah untuk mendapatkan dimensi keseluruhan teras, yang akan membolehkan anda mendapatkan yang diperlukan kearuhan tercekik:

Untuk memilih B, J, K_c, KEPADA_o Jadual 18.5 boleh digunakan. XNUMX. Pada masa yang sama, kuasa keseluruhan R_geram boleh disamakan dengan 1,25 • S_cS_c.

Untuk wayar aluminium, ketumpatan arus harus dikurangkan dengan faktor 1,6.

Amaran! Untuk mengelakkan ketepuan, teras induktor mesti mempunyai jurang bukan magnet.

Kami percaya bahawa, berbanding dengan jurang bukan magnetik, teras induktor ialah konduktor magnet yang ideal dan semua belitan ampere digunakan pada jurang bukan magnet. Oleh kerana jurang bukan magnet yang panjang, induksi dalam teras berbeza dari hampir sifar hingga V_m.

Panjang jurang bukan magnet dengan pusingan ampere yang diketahui boleh ditentukan dengan formula:

atau:

Daripada (18.10), (18.13) dan (18.17) kami memperoleh formula untuk mencari kearuhan tercekik:

Selalunya kita melihat bahawa pencekik teras keluli digunakan dalam sumber penyongsang pada frekuensi yang lebih tinggi daripada yang kelihatannya boleh diterima untuk mereka. Terdapat penjelasan yang munasabah untuk ini.

Kerugian dalam teras keluli pengubah ditentukan oleh formula:

di mana R_c - kehilangan dalam teras; R_ud - kerugian khusus untuk bahan tertentu pada nilai aruhan maksimum B_у dan kekerapan f_у aruhan magnet sinusoidal; G_с - jisim teras; DALAM_m - induksi maksimum dalam teras; α dan β - penunjuk kekerapan.

Dalam pengubah, julat aruhan mencapai dua kali ganda nilai aruhan maksimum B_m (induksi berubah daripada -B_m kepada +B_m). Dan dalam induktor, walaupun dalam mod arus tak selanjar, julat tidak melebihi nilai V_m (aruhan berubah dari 0 kepada V_m). Jadi, untuk pendikit, formula boleh ditulis semula dalam bentuk berikut:

ΔB ialah julat aruhan dalam teras induktor.

Ia mengikuti daripada formula bahawa kerugian dalam teras meningkat bersama dengan peningkatan dalam julat induksi ΔB dan dengan peningkatan kekerapan operasi f. Walau bagaimanapun, jika, dengan meningkatkan kekerapan, kita mengurangkan julat induksi, maka kerugian tidak akan meningkat.

Dari sini adalah mungkin untuk menentukan julat maksimum aruhan untuk kekerapan operasi yang lebih tinggi:

Pertimbangkan contoh praktikal pengiraan pendikit.

Contoh Pengiraan Tercekik #1

Katakan kita sedang membina sumber kimpalan boleh laras. Sumber dikuasakan oleh rangkaian fasa tunggal 220 V, 50 Hz. Pelarasan arus kimpalan antara I_minit = 50 A hingga I_maks = 150 A dijalankan menggunakan penerus thyristor terkawal.

Kekerapan beban PN = 40%. Supaya arka kimpalan tidak keluar semasa jeda voltan, pada arus minimum dan untuk sudut pelarasan maksimum, arus tidak jatuh di bawah I._st = 10 A.

Dari sini anda boleh menentukan kearuhan minimum induktor:

Kami akan menggulung pendikit pada teras berbentuk W yang diperbuat daripada keluli 3411 (E310).

Mari kita pilih dahulu:

B = 1,42 T;
J = 5 A/mm2 (dengan mengambil kira kitaran tugas yang ditentukan);
К_o - 0,35;
К_c = 0,95.

Cari saiz keseluruhan teras:

Untuk pencekik, anda boleh menggunakan dua teras ШЛ40х80 (S_c = 32 cm2, S_o = 40 cm2).

Tentukan bilangan lilitan belitan:

Penggulungan dilakukan dengan bahagian wayar:

Mari kita tentukan panjang jurang bukan magnet:

Mari kita tentukan induktansi yang terhasil:

Hasilnya boleh dianggap memuaskan, walaupun pada hakikatnya induktansi yang diperoleh agak lebih rendah daripada yang diperlukan.

Contoh Pengiraan Tercekik #2

Seperti yang dinyatakan dalam contoh pertama, induktor diperlukan terutamanya untuk mengekalkan arus dalam jeda yang disebabkan oleh operasi penerus (terkawal atau tidak terkawal). Tidak ada keperluan besar untuk ketiadaan jeda dalam pendikit.

Akibatnya, adalah mungkin untuk mengurangkan dengan ketara dimensi induktor jika ia dibuat tidak linear dan tepu. Iaitu, apabila arus dalam induktor berada di bawah arus tepu 1nap, induktor mempunyai kearuhan ketara yang mencukupi untuk mengekalkan arus dalam jeda, dan apabila arus menjadi lebih besar daripada I._kami induktor dimatikan, kerana terasnya memasuki ketepuan.

Marilah kita mengira pencekik tepu dua lilitan tak linear untuk sumber kimpalan dengan pengawal thyristor. Penggulungan utama utama induktor kepada tepu harus mempunyai induktansi 0,3 mH, dan penggulungan sekunder tambahan - 7,5 mH.

Arus maksimum belitan primer ialah I₁ = 180 A, dan menengah - I₂ = 13 A. Teras induktor mesti memasuki ketepuan jika arus primer melebihi I_kami = 132 A.

Kami awalnya percaya bahawa belitan utama induktor akan dililit dengan aluminium, dan sekunder dengan tembaga. Sebelum ini, kami menentukan bahawa pada PV = 20% untuk tembaga, ketumpatan semasa J_Cu = 8 A/mm2.

Oleh kerana aluminium mempunyai kerintangan yang lebih tinggi daripada kuprum, adalah perlu untuk memilih ketumpatan arus 1,6 kali kurang untuknya, iaitu J_Al = 5 A/mm2.

Oleh kerana kearuhan belitan induktor diketahui, nisbah transformasi induktor boleh didapati dengan formula:

Formula yang diperoleh sebelum ini adalah sah untuk induktor belitan tunggal dengan riak arus minimum dalam belitan. Untuk mengambil kira perbezaan antara arus berkesan dan arus tepu, adalah perlu untuk mendarabkan nilai ketumpatan arus J dengan faktor tepu:

Untuk memperuntukkan ruang dalam tetingkap teras untuk penggulungan tambahan, adalah perlu untuk mendarabkan saiz teras dengan faktor:

Sebagai teras untuk induktor, kami akan memilih teras pita berbentuk W yang diperbuat daripada keluli 3411 (E310). Menurut formula yang diubah suai (18.15) kita dapati:

Untuk pencekik, anda boleh menggunakan satu teras ШЛ32х50 (S_c =16 cm2, S_o = 26 cm2, S_cS_o = 416 cm4).

Mari kita tentukan bilangan lilitan belitan primer mengikut formula yang diubah suai (18.10):

Tentukan bilangan lilitan belitan sekunder:

Penggulungan utama dililit dengan wayar dengan keratan rentas:

Penggulungan sekunder dililit dengan wayar dengan keratan rentas:

Mari kita tentukan panjang jurang bukan magnet:

Mari kita tentukan induktansi yang terhasil daripada belitan utama induktor:

Kearuhan ternyata lebih daripada yang diperlukan. Untuk mendapatkan induktansi yang diperlukan, kami mengurangkan bilangan belitan utama kepada Wt \u18d 2. Oleh itu, W90 \u5d 2 pusingan dan XNUMX \uXNUMXd XNUMX mm.

Contoh Pengiraan Tercekik #3

Mari kita hitung induktor L2 ERST. Arus induktor maksimum ialah 315 A, minimum ialah -10 A.

Kekerapan riak semasa dalam induktor sepadan dengan kekerapan PWM dan sama dengan F_PWM = 25000 Hz.

Mari kita tentukan parameter induktor yang diperlukan untuk memastikan kesinambungan arus kimpalan. Pada rajah. 18.25 menunjukkan bentuk arus dalam induktor L2, sepadan dengan sempadan kesinambungan.

Cara Mengira Tercekik Teras
nasi. 18.25. Bentuk semasa sepadan dengan sempadan kesinambungan

Semasa keadaan terbuka kunci ERST, arus dalam induktor meningkat dari sifar kepada nilai amplitud. Selanjutnya, semasa jeda, arus berkurangan kepada sifar. Bahaya melampaui sempadan kesinambungan wujud pada arus kimpalan minimum I_{sv min} = 10 A dan voltan masukan maksimum ERST. Tentukan voltan arka untuk arus kimpalan minimum:

Mari kita tentukan hubungan antara amplitud dan nilai purata arus segi tiga. Nilai min fungsi ialah kamiran fungsi ini, atau, secara ringkasnya, kawasan yang disempadani oleh fungsi ini dan garis aras sifar.

Luas segi tiga ditakrifkan sebagai hasil darab ketinggian segi tiga dan separuh panjang tapak:

Dari sini kita dapati hubungan antara nilai purata dan amplitud arus:

Jika kunci terbuka, maka voltan dikenakan pada pendikit:

Arus dalam induktor meningkat daripada 0 kepada I_a.

Semasa jeda, voltan -U dikenakan pada pendikit_{d min}, dan arus di dalamnya berkurangan kepada 0.

Sejak perubahan arus () dalam kedua-dua kes akan mempunyai nilai yang sama, tetapi tanda yang berbeza, kemudian

Katakan bahawa sebagai bahan teras induktor, kami berhasrat untuk menggunakan keluli elektrik dengan ketebalan kepingan 0,08 mm, yang pada frekuensi f_y = 1000 Hz, pada aruhan B_y = 1 T dan voltan segi empat tepat mempunyai kehilangan P_y = 22 W/kg.

Penunjuk kekerapan keluli α = 1,4 dan β = 1,8. Mari cari julat aruhan yang dibenarkan untuk frekuensi 25000 Hz, yang akan memberikan tahap kerugian yang sama seperti pada frekuensi 1000 Hz:

Mari kita tentukan dahulu bahawa aruhan dalam teras untuk arus terus boleh mencapai B = 1,42 T, ketumpatan arus J = 3,5 A / mm2, K_o = 0,35 dan K_c = 0,10. Cari saiz keseluruhan teras:

Saiznya sesuai dengan teras ШЛ25х50 (S_c = 12,5 cm2, S_o = 16 cm2). Saiz teras S_cS_o = 12,5 • 16 = 200 cm4.

Mari tentukan bilangan lilitan:

Penggulungan dilakukan dengan bas tembaga dengan keratan rentas:

Mari kita tentukan jurang bukan magnet:

Mari kita tentukan induktansi yang terhasil:

Sekarang anda harus memastikan bahawa amplitud riak aruhan frekuensi tinggi tidak melebihi ΔB = 0,16 T

Julat maksimum aruhan dalam teras induktor berlaku pada voltan masukan maksimum U_{dalam maks} = 80 V dan duti nadi D = 0,5, dan boleh didapati dengan formula:

yang tidak melebihi nilai yang dibenarkan.

Pengarang: Koryakin-Chernyak S.L.

Lihat artikel lain bahagian peralatan kimpalan.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Papan kekunci Seneca Prime 05.05.2024

Papan kekunci adalah bahagian penting dalam kerja komputer harian kami. Walau bagaimanapun, salah satu masalah utama yang dihadapi pengguna ialah bunyi bising, terutamanya dalam kes model premium. Tetapi dengan papan kekunci Seneca baharu daripada Norbauer & Co, itu mungkin berubah. Seneca bukan sekadar papan kekunci, ia adalah hasil kerja pembangunan selama lima tahun untuk mencipta peranti yang ideal. Setiap aspek papan kekunci ini, daripada sifat akustik kepada ciri mekanikal, telah dipertimbangkan dengan teliti dan seimbang. Salah satu ciri utama Seneca ialah penstabil senyapnya, yang menyelesaikan masalah hingar yang biasa berlaku pada banyak papan kekunci. Di samping itu, papan kekunci menyokong pelbagai lebar kunci, menjadikannya mudah untuk mana-mana pengguna. Walaupun Seneca belum tersedia untuk pembelian, ia dijadualkan untuk dikeluarkan pada akhir musim panas. Seneca Norbauer & Co mewakili piawaian baharu dalam reka bentuk papan kekunci. dia ...>>

Balai cerap astronomi tertinggi di dunia dibuka 04.05.2024

Meneroka angkasa dan misterinya adalah tugas yang menarik perhatian ahli astronomi dari seluruh dunia. Dalam udara segar di pergunungan tinggi, jauh dari pencemaran cahaya bandar, bintang dan planet mendedahkan rahsia mereka dengan lebih jelas. Satu halaman baharu dibuka dalam sejarah astronomi dengan pembukaan balai cerap astronomi tertinggi di dunia - Balai Cerap Atacama Universiti Tokyo. Balai Cerap Atacama, yang terletak pada ketinggian 5640 meter di atas paras laut, membuka peluang baharu kepada ahli astronomi dalam kajian angkasa lepas. Tapak ini telah menjadi lokasi tertinggi untuk teleskop berasaskan darat, menyediakan penyelidik dengan alat unik untuk mengkaji gelombang inframerah di Alam Semesta. Walaupun lokasi altitud tinggi memberikan langit yang lebih jelas dan kurang gangguan dari atmosfera, membina sebuah balai cerap di atas gunung yang tinggi memberikan kesukaran dan cabaran yang besar. Walau bagaimanapun, walaupun menghadapi kesukaran, balai cerap baharu itu membuka prospek yang luas kepada ahli astronomi untuk penyelidikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Honeywell HPMA115S0 - Meter Habuk PM2.5 29.05.2019

Honeywell telah memperkenalkan meter jisim habuk HPMA115S0 baharu yang mengukur zarah halus bawaan udara sekecil 2,5 mikron. HPMA115S0 direka untuk disepadukan ke dalam instrumen kualiti udara mudah alih dan tetap. Peranti 43mm x 36mm x 24mm 5V 80mA menggunakan kipas bersepadu untuk menarik udara melalui ruang dalaman tempat pasangan laser-fotodiod mengira dan menganalisis zarah habuk, dan mikropengawal atas kapal menterjemah maklumat ini kepada kepekatan jisim habuk di udara.

Dalam satu pakej maklumat, boleh diakses melalui antara muka UART, terdapat maklumat berasingan tentang kepekatan zarah yang lebih kecil daripada 2,5 mikron (PM2.5, zarah asap atau bakteria) dan zarah yang lebih kecil daripada 10 mikron diameter (PM10, habuk, debunga atau acuan).

Sensor mempunyai ciri teknikal berikut:

Masa operasi 20000 jam, yang bersamaan dengan 7 tahun operasi dengan beban 8 jam sehari.
Masa pengukuran 6 saat.
Julat ukuran dari 0 hingga 1000 µg/m3.
Ketepatan +- 15 µg/m3 dalam julat dari 0 hingga 100 µg/m3 dan +- 15% dalam julat dari 100 hingga 1000 µg/m3.
Julat suhu operasi -10 °C hingga 50 °C.
Keserasian elektromagnet mengikut kumpulan piawaian IEC61000.

Kehadiran UART dengan tahap 3,3 V memungkinkan untuk menyambung ke mikropengawal luaran tanpa penukaran tahap isyarat. Adalah mungkin untuk memindahkan peranti ke mod penggunaan kuasa rendah dengan kipas terbina dalam dimatikan dan penggunaan semasa dikurangkan kepada 20 mA.

Mungkin juga penting bagi pemaju untuk mempunyai penstabil terbina dalam pada peranti yang menukarkan voltan bekalan 5 V kepada voltan keluaran 3,3 V, yang boleh digunakan untuk menggerakkan litar luaran, contohnya, kawalan atau petunjuk.

Meter habuk Honeywell HPMA115S0 boleh digunakan dengan peranti berikut:

Penghawa dingin dan pembersih udara.
Meter kualiti udara mudah alih.
Pemantau persekitaran bersepadu.
Penapis udara kereta.

Modul Honeywell HPMA115S0 adalah bebas penentukuran, mematuhi RoHS dan mematuhi REACH.