ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK Pengiraan pengubah bekalan kuasa rangkaian. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Power Supplies Dalam bekalan kuasa linear, yang telah menjadi "klasik", elemen utama ialah pengubah sesalur, biasanya satu step-down, yang mengurangkan voltan sesalur ke tahap yang diperlukan. Cara mengiranya dengan betul (pilih teras magnet, kira diameter wayar belitan, bilangan lilitan dalam belitan, dll.) Akan dibincangkan dalam artikel ini. Bagaimana untuk memilih teras magnet Mengikut reka bentuk mereka, teras magnet untuk transformer rangkaian dibahagikan kepada perisai, rod dan toroidal, dan mengikut teknologi pembuatan - ke dalam plat (Rajah 1) dan jalur (Rajah 2). Dalam Rajah. 1 dan 2 menunjukkan litar magnet: a) - berperisai, b) - rod, c) - toroidal. Dalam pengubah kuasa rendah (sehingga 00 W) dan sederhana (sehingga 1000 W), teras magnet jalur lebih kerap digunakan [1]. Dan antara pita, teras magnet rod adalah yang paling sesuai. Mereka mempunyai beberapa kelebihan berbanding, sebagai contoh, dengan yang berperisai [2]:
Walau bagaimanapun, litar magnet rod juga mempunyai kelemahan:
Dalam transformer toroidal, hampir keseluruhan fluks magnet melalui teras magnet, jadi kearuhan kebocoran mereka adalah minimum, tetapi kerumitan pembuatan belitan adalah sangat tinggi. Berdasarkan perkara di atas, kami memilih litar magnet pita teras [3]. Teras magnet yang serupa dibuat daripada jenis berikut: Pita PL-rod; PLV - pita rod jisim terkecil; PLM - jalur rod dengan penggunaan tembaga yang dikurangkan; PLR - pita rod kos terendah. Dalam Rajah. Rajah 3 menunjukkan sebutan bagi dimensi keseluruhan litar magnet: A - lebar; H - ketinggian; a ialah ketebalan rod; b - lebar pita; c - lebar tingkap; h - ketinggian tingkap; h1 - ketinggian kuk. Teras magnet rod diberi sebutan singkatan, contohnya, PL8x 12,5x16, di mana PL ialah jalur berbentuk U, 8 ialah ketebalan rod, 12,5 ialah lebar jalur, 16 ialah ketinggian tingkap. Dimensi teras magnet PL dan PLR diberikan dalam jadual. 1 dan 2. Pilihan untuk meletakkan gegelung pada litar magnetik Kami akan membandingkan pilihan yang berbeza untuk susunan gegelung pada teras magnet mengikut salah satu parameter utama transformer - kearuhan kebocoran, yang kami kira menggunakan formula dari [2] di mana μ0 = 4π·10-7 H/m - pemalar magnet; w, - bilangan lilitan belitan utama; vsr.ob - purata panjang belokan belitan, cm; b - ketebalan penggulungan, cm; h ialah ketinggian belitan, cm Formula ini diperolehi dengan syarat belitan adalah silinder, tidak berpotongan dan disusun secara sepusat. Gambar rajah sambungan penggulungan untuk semua pilihan ditunjukkan dalam Rajah. 4. Kami akan menjalankan pengiraan perbandingan untuk pengubah pada teras magnet PLx10x12,5x40, yang mempunyai satu penggulungan primer dan satu penggulungan sekunder. Supaya semua pilihan reka bentuk berada dalam keadaan yang sama, kami mengambil ketebalan belitan b = c/4 dan bilangan lilitan belitan primer w1 = 1000. Mari kita pertimbangkan pilihan pertama, apabila belitan primer dan sekunder terletak pada batang yang sama (Rajah 4, a). Lukisan gegelung ditunjukkan dalam Rajah. 5. Mula-mula, mari kita mengira purata panjang lilitan belitan dan kemudian kearuhan kebocoran gegelung pilihan pertama Dalam pilihan kedua, belitan primer dan sekunder dibahagikan kepada dua bahagian yang sama, yang diletakkan pada dua batang (Rajah 4, b). Setiap gegelung terdiri daripada separuh belitan W1 dan separuh w2. Lukisan gegelung ditunjukkan dalam Rajah. 6. Mari kita hitung kearuhan kebocoran satu gegelung (W1 = 500), dan kemudian gandakan hasilnya, kerana gegelung adalah sama: Dua belitan utama dalam versi ketiga terletak dalam dua gegelung pada rod berbeza, setiap satunya mengandungi 1000 lilitan. Kedua-dua belitan primer disambung secara selari. Penggulungan sekunder juga diletakkan dalam dua gegelung pada rod yang berbeza, dan dua kes mungkin: dua belitan separuh dengan bilangan lilitan penuh yang disambungkan selari (Rajah 4, c), atau belitan sekunder dibahagikan kepada dua separuh- belitan dengan separuh bilangan lilitan yang disambung secara bersiri (Rajah 4, c). 6, d). Lukisan gegelung ditunjukkan dalam Rajah. 3. Dalam pilihan ini, kearuhan kebocoran adalah sama seperti dalam pilihan kedua: LS2 = LS2,13 = XNUMX mH. Harus diingat bahawa dalam pilihan kedua dan ketiga, belitan primer dan sekunder dan separuh belitan mesti dihidupkan mengikut satu sama lain supaya fluks magnet yang mereka cipta dalam teras magnet mempunyai arah yang sama. Dalam erti kata lain, fluks magnet mesti ditambah, bukan ditolak. Dalam Rajah. 7, a menunjukkan sambungan yang salah, dan dalam rajah. 7, b - betul. Keperluan untuk mematuhi peraturan untuk menyambung belitan dan separuh belitan adalah kelemahan pilihan kedua dan ketiga. Di samping itu, dalam pilihan ketiga, jumlah fluks magnet dari belitan primer adalah dua kali lebih besar daripada yang lain, yang boleh membawa kepada ketepuan litar magnetik dan, sebagai akibatnya, herotan bentuk gelombang voltan sinusoidal. Oleh itu, pilihan ketiga untuk menghidupkan belitan harus digunakan dengan berhati-hati dalam amalan. Dalam pilihan keempat, belitan primer terletak sepenuhnya pada satu teras teras magnet, dan belitan sekunder terletak pada yang lain (Rajah 4, e). Lukisan gegelung ditunjukkan dalam Rajah. 8. Oleh kerana belitan tidak terletak secara konsentrik, untuk mengira kearuhan kebocoran kami menggunakan formula dari [2]: di mana b = c/4 - ketebalan belitan, cm; Rin = vob/(2π) - jejari luar belitan, cm; vob = 2a+2b+2πb - panjang luar belitan belitan, cm Mari kita hitung panjang luar belokan dan jejari luar belitan: = 6,5 cm; Rin = 1,04 cm Menggantikan nilai yang dikira ke dalam formula untuk mengira kearuhan kebocoran, kami memperoleh LS4 = 88,2 mH. Sebagai tambahan kepada empat yang dipertimbangkan, terdapat banyak pilihan lain untuk susunan belitan pada teras magnet, bagaimanapun, dalam semua kes lain, kearuhan kebocoran lebih besar daripada pilihan kedua dan ketiga. Menganalisis hasil yang diperoleh, kita boleh membuat kesimpulan berikut:
Oleh itu, apabila membuat transformer berkuasa rendah, anda harus memilih gambar rajah sambungan dan susunan penggulungan yang dibincangkan dalam pilihan kedua. Separuh belitan sekunder boleh disambung secara bersiri jika voltan keluaran yang lebih tinggi diperlukan, dan selari jika arus keluaran yang lebih tinggi diperlukan. Maklumat ringkas tentang bahan litar magnetik Sehingga kini, kami tidak mengambil kira kerugian dalam pengubah sebenar, yang terdiri daripada kerugian dalam litar magnet - untuk arus pusar dan pembalikan magnetisasi (histeresis): dalam pengiraan mereka diambil kira sebagai kehilangan kuasa dalam keluli Rst, dan kerugian dalam belitan - sebagai kehilangan kuasa dalam kuprum Rm. Jadi, jumlah kehilangan kuasa dalam pengubah adalah sama dengan: P∑ = Рst + Рm = Рv.t + Рg + Рm, di mana Рв.т - kuasa kehilangan arus pusar; Рг - kehilangan kuasa untuk histerisis. Untuk mengurangkannya, keluli tertakluk kepada rawatan haba - karbon dikeluarkan, dan juga aloi - silikon, aluminium, tembaga dan unsur-unsur lain ditambah. Semua ini meningkatkan kebolehtelapan magnet, mengurangkan daya paksaan dan, dengan itu, kehilangan histerisis. Di samping itu, keluli tertakluk kepada penggelek sejuk atau panas untuk mendapatkan struktur yang diperlukan (tekstur bergulung). Bergantung pada kandungan unsur mengaloi, keadaan struktur, dan sifat magnet, keluli ditandakan dengan nombor empat digit, contohnya, 3412. Digit pertama bermaksud kelas keluli elektrik mengikut keadaan struktur dan kelas geleknya: 1 - isotropik gelek panas; 2 - isotropik gelek sejuk; 3 - anisotropik gulung sejuk dengan tekstur tulang rusuk. Digit kedua ialah peratusan kandungan silikon: 0 - keluli tanpa aloi dengan jumlah jisim unsur mengaloi tidak melebihi 0,5%; 1 - dialoi dengan jumlah jisim lebih daripada 0,5, tetapi tidak lebih daripada 0,8%; 2 - 0,8...1,8%; 3 - 1,8...2,8%; 4 - 2,8...3,8%; 5 - 3,8...4,8%. Digit ketiga ialah kumpulan mengikut ciri piawai utama (kerugian khusus dan aruhan magnet): 0 - kerugian spesifik dengan aruhan magnetik 1,7 Tesla pada frekuensi 50 Hz (Pij/so); 1 - kerugian pada aruhan magnetik 1,5 Tesla pada frekuensi 50 Hz (P1,5/50); 2 - dengan aruhan 1 T pada frekuensi 400 Hz (P1/400); 6 - aruhan dalam medan magnet lemah pada kekuatan 0,4 A/m (B0,4); 7 - aruhan dalam medan magnet purata pada voltan 10 A/m (B10) atau 5 A/m (B5). Tiga digit pertama menunjukkan jenis keluli elektrik. Digit keempat ialah nombor siri jenis keluli. Teras magnet pengubah untuk perkakas rumah diperbuat daripada keluli bertekstur gelek sejuk gred 3411-3415 [3] dengan kehilangan spesifik ternormal pada aruhan magnet 1,5 Tesla pada frekuensi 50 Hz dan rintangan khusus 60·10-8 Ohm· m. Parameter beberapa gred keluli elektrik diberikan dalam jadual. 3. Keluli elektrik gelek sejuk mempunyai ciri magnet yang lebih tinggi. Di samping itu, permukaan yang lebih licin memungkinkan untuk meningkatkan faktor isian isipadu teras magnetik (cT) kepada 98% [4]. Data awal untuk mengira pengubah Mari kita hitung pengubah yang mempunyai belitan primer dan dua belitan sekunder yang sama, dengan parameter berikut: voltan berkesan (berkesan) belitan primer U1 = 220 V; voltan berkesan (berkesan) belitan sekunder U2 = U3 = 24 V; arus berkesan (berkesan) belitan sekunder l2 = I3 = 2A. Kekerapan voltan sesalur f = 50 Hz. Nisbah transformasi adalah sama dengan nisbah voltan pada primer kepada voltan pada belitan sekunder terbuka (EMF). Dalam kes ini, ralat yang timbul akibat perbezaan antara EMF dan voltan pada belitan utama diabaikan: di mana w1 dan w2 ialah bilangan lilitan, masing-masing, bagi belitan primer dan sekunder; E1 dan E2 - EMF belitan primer dan sekunder. Arus dalam belitan primer ialah: Kuasa keseluruhan pengubah ialah: Semasa proses pengiraan, adalah perlu untuk menentukan dimensi teras magnet, bilangan lilitan semua belitan, diameter dan anggaran panjang wayar belitan, kehilangan kuasa, jumlah kuasa pengubah, kecekapan, dimensi maksimum dan berat. . Pengiraan litar magnet pengubah Metodologi untuk mengira saiz dan parameter lain diambil terutamanya daripada [1]. Mula-mula, mari kita hitung hasil dari luas keratan rentas rod dan luas tetingkap litar magnetik. Rod ialah bahagian litar magnetik (axbxh) di mana gegelung terletak: di mana B ialah aruhan magnet, T; j - ketumpatan arus dalam belitan, A/mm2; η - kecekapan pengubah, n - bilangan teras magnet; ks ialah pekali mengisi keratan rentas teras magnet dengan keluli; km ialah pekali mengisi tingkap litar magnet dengan kuprum. Nilai aruhan magnet yang disyorkan dan nilai purata ketumpatan arus, kecekapan dan faktor isian tingkap untuk frekuensi f - 50 Hz diberikan dalam jadual. 4. Faktor pengisian bahagian teras magnet untuk keluli 3411-3415 ialah 0,95...0,97, dan untuk keluli 1511-1514 - 0,89...0,93. Untuk pengiraan kita ambil B = 1,35 T; j = 2,5 A/mm2; η = 0,95; Kc = 0,96; km = 0,31; n = 2: Ketebalan teras litar magnetik dikira dengan formula Litar magnet yang sesuai dipilih mengikut jadual. 1 dan 2. Apabila memilih, anda harus berusaha untuk memastikan bahawa keratan rentas teras magnet adalah hampir dengan persegi, kerana dalam kes ini penggunaan wayar penggulungan adalah minimum. Lebar pita litar magnetik dikira dengan formula Kami memilih litar magnet PLR18x25, di mana a ialah 1,8 cm; b = 2,5 cm; h = 7,1cm; Pengiraan belitan pengubah Kira EMF satu pusingan dengan formula Kirakan anggaran susut voltan merentasi belitan: Kemudian kita mengira bilangan lilitan belitan utama: belitan sekunder: Kira diameter wayar belitan tanpa penebat menggunakan formula Menggantikan nilai berangka, kami mendapat diameter wayar utama: dan belitan sekunder: Mengikut jadual 5, pilih jenama dan diameter wayar penggulungan dalam penebat [5]: untuk penggulungan utama - PEL atau PEV-1 di = 0,52 mm; untuk yang menengah - PEL atau PEV-1 d2 = d3 = 1,07 mm. Kami menentukan bilangan lilitan belitan. Untuk melakukan ini, kami mula-mula menjelaskan penurunan voltan merentasi belitan: Hitung purata panjang gegelung, menggunakan Rajah. 5 atau 6: dan kemudian panjang wayar dalam belitan: Nilai yang ditentukan bagi penurunan voltan merentasi belitan adalah: Dengan mengambil kira nilai yang diperoleh, kami mengira bilangan lilitan utama: dan belitan sekunder: Kira jisim wayar belitan: di mana m1 dan m2 ialah jisim linear wayar, masing-masing, bagi belitan primer dan sekunder daripada jadual. 5. Jisim litar magnet ditentukan daripada jadual. 2: Mm = 713 g. Jisim pengubah tanpa mengambil kira jisim bahagian pengikat adalah sama dengan M = 288+2-165+713 = 1331 g Dimensi maksimum: (b+c)x(A+c)xH = 43x72x107 mm. Pekali penjelmaan k = W1/W2 = 1640/192 = 8,54. Pengiraan kehilangan kuasa Kerugian dalam litar magnet adalah sama dengan: di mana bijih ialah kehilangan spesifik dalam litar magnet daripada jadual. 3. Katakan teras magnet diperbuat daripada pita keluli 3413 dengan ketebalan 0,35 mm, kemudian mengikut jadual. 3 kita dapati bahawa kerugian khusus dalam litar magnet sedemikian adalah sama dengan 1,3 W/kg. Sehubungan itu, kerugian dalam litar magnet Pst = 0,713-1,3 = 0,93 W. Kerugian dalam penggulungan - pada rintangan aktif wayar - kami mengira dengan formula di mana r1, r2 ialah rintangan aktif belitan primer dan sekunder, masing-masing, I'1 ialah arus belitan primer dengan mengambil kira kerugian: di mana r1m, r2m ialah rintangan linear bagi wayar, masing-masing, bagi belitan primer dan sekunder daripada jadual. 5. Kami mengira semula arus belitan sekunder ke dalam arus belitan primer: Arus belitan primer, dengan mengambil kira kerugian, adalah sama dengan: di mana η = 0,95 ialah kecekapan pengubah daripada jadual. 4 untuk kuasa 100 W. Kerugian dalam belitan adalah sama dengan: Jumlah kuasa pengubah, dengan mengambil kira kerugian, adalah sama dengan: Kecekapan pengubah dikira dengan formula Pembuatan transformer Kami akan mengeluarkan pengubah mengikut pilihan kedua yang dibincangkan di atas. Lokasi gegelung ditunjukkan dalam Rajah. 6. Untuk melakukan ini, perlu membuat dua gegelung, setiap satunya mengandungi separuh lilitan primer dan setiap lilitan sekunder: w'1 = 820 lilitan wayar PEL (atau PEV-1) dengan diameter 0,52 mm; w'2=w'3= 96 lilitan wayar PEL (atau PEV-1) dengan diameter 1,07 mm. Oleh kerana pengubah mempunyai kuasa dan dimensi yang rendah, gegelung boleh dibuat tanpa bingkai. Ketebalan gegelung b ≤ с/2 = 9 mm, ketinggiannya hK ≤ 71 mm. Bilangan lilitan dalam lapisan utama bilangan lapisan Bilangan lilitan dalam lapisan kedua bilangan lapisan Penggulungan dililit pada mandrel kayu yang dibuat mengikut tepat dengan dimensi bahagian litar magnet di mana gegelung akan ditempatkan (18x25x71 mm). Pipi dilekatkan pada hujung mandrel. Walaupun fakta bahawa wayar penggulungan ditutup dengan penebat enamel dan oleh itu mempunyai kekuatan elektrik yang tinggi, biasanya penebat tambahan, sebagai contoh, penebat kertas, diletakkan di antara lapisan penggulungan. Selalunya, kertas pengubah setebal 0,1 mm digunakan untuk melindungi belitan dari teras magnet dan antara mereka. Mari kita hitung voltan maksimum antara dua lapisan bersebelahan belitan primer Oleh kerana voltan antara lapisan adalah kecil, penebat tambahan boleh diletakkan di seluruh lapisan atau dibuat lebih nipis, contohnya, menggunakan kertas kapasitor. Belitan pelindung hendaklah diletakkan di antara belitan primer dan sekunder - satu pusingan terbuka kerajang tembaga nipis atau satu lapisan wayar belitan, yang menghalang gangguan daripada rangkaian daripada menembusi belitan sekunder dan sebaliknya. Pertama, mandrel dibalut dengan tiga lapisan pita kertas (Rajah 9), kelopak pita dilekatkan pada pipi. Kemudian penggulungan utama adalah luka, meletakkan setiap lapisan dengan penebat. Dua lapisan penebat diletakkan di antara belitan primer, pelindung dan sekunder. Jumlah ketebalan gegelung yang dihasilkan tidak melebihi 8 mm. Pemeriksaan transformer Transformer yang dipasang pertama kali diperiksa dalam mod melahu - tanpa beban. Pada voltan sesalur 220 V, arus dalam belitan primer voltan penggulungan sekunder Voltan pada belitan sekunder hanya boleh diukur dengan tepat dengan voltmeter dengan impedans masukan yang tinggi. Akhirnya, voltan pada belitan sekunder pengubah diukur pada beban undian. Kesusasteraan
Pengarang: V. Pershin, Ilyichevsk, wilayah Odessa, Ukraine Lihat artikel lain bahagian Power Supplies. Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini. Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu: Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan
15.04.2024 Petgugu Global kotoran kucing
15.04.2024 Daya tarikan lelaki penyayang
14.04.2024
Berita menarik lain: ▪ Suar akustik melindungi daripada serangan burung ▪ Alat menyebabkan penuaan dipercepatkan ▪ Komunikasi tanpa wayar untuk telefon bimbit Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu
Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma: ▪ bahagian laman web Juruelektrik. PTE. Pemilihan artikel ▪ pasal Slavic promiscuity. Ungkapan popular ▪ artikel articok Sepanyol. Legenda, penanaman, kaedah aplikasi ▪ artikel Pengesan buatan sendiri. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik ▪ pasal Pembesar suara dalam kereta. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik
Tinggalkan komen anda pada artikel ini: Komen pada artikel: tetamu Pada dasarnya, formula semasa membantu piripesh dan tapak [atas] [atas] Valery Meja yang sangat baik [atas] Nicholas barang bagus [up] Anatoly Artikel berguna secara nominal, secara ringkas dan mudah difahami tentang pengubah rod. [atas] tetamu Seronoknya ada meja untuk saiz besi. Semua bahasa halaman ini Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web www.diagram.com.ua |