Костиков В.Г., Парфенов Е.М., Шахнов В.А. Источники электропитания электронных средств. Схемотехника и конструирование (2-е изд., 2001) (1096748), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В ряде случаев изоляция высоковольтных и высокопотенциальных источников электропитания выполняется методом напыления. Напыленная изоляция отличается монолитной структурой. Она применяется для герметизации обмоток трансформаторов и дросселей, а также конденсаторов, резисторов и других компонентов. Напыление сухих порошкообраэных компаундов эффективно при нанесении изолирующих покрытий вместо жидких красок, эмалей и лаков с органическими растворителями.
Электрические свойства напыленных покрытий определяются маркой порошка. Их особенностью является снижение электрической прочности при толщине менее 200... 300 мкм (рис. 3.20), в то время как у лаковых и других полимерных пленок при уменьшении их толщины электрическая прочность повышается. Эта особенность объясняется процессом пленкообразования при напылении, основанном на коалесценции частиц осажденного порошка при нагревании. Повышенная вязкость расплава затрудняет слияние частиц, что приводит к образованию неоднородного покрытия с точечными несквоэными дефектами.
Е, каули 1и о 1е О,ОО1 П,О1 П,1 1 1О 1ОО 1ПОО ЮООО СЧ РИС. З.ГЗ. ЗаВИСИМОСтИ ЭЛЕКтрИЧЕСКОй ПрОЧНОСтИ Ека КОМПауНдОВ При напряжении постоянного тока от времени действия напряжения 1ОО оп оо 4О гп Юп ооо ~от о! ооо упо ал ллл Рис. 3.20. Зависимость электрической Рис. з.аг. Злектричепрочности Еер напыленных покрытий от их ская схема трансформатора толщины О При введении в состав порошков наполнителей улучшаются механические и теплофизические свойства покрытий, если содержание наполнителей не превышает ориентировочно 40 %.
При большем,содержании добавок имеет место снижение однородности покрытия и, следовательно, снижение электрической прочности. Максимальную электрическую прочность имеют покрытия толщиной 200...400 мкм При дальнейшем повышении толщины наблюдается снижение Е„р, так как возрастает вероятность появления газовых включений, приводящих к неоднородности покрытия. Расчет низковольтного трансформатора Исходные данные. Трансформатор содержит две первичные полуобмотки, на которые поочередно подается напряжение Уь и две выходные обмотки 1эторая и третья), с которых снимаются напряжения Уз Уз (р с. 3.21). Частота тока выбирается с учетом характеристик разрешенной компонентной базы и электрической схемы инвертора. В рассматриваемом примере частота 1 принята равной 50 кГц.
Напряжение Ув на первых полуобмотках определяется входным напряжением источника электропитания и схемой инвертора. При входном напряжении 220 В трехфазного тока, выпрямляемого трехфазным мостом и фильтруемого емкостным фильтром, на каждую полуобмотку подается напряжение, которое с учетом допустимого отклонения в меньшую сторону следует принять равным У1 — — 132 В. Напряжения на второй и третьей обмотках заданы с учетом падения напряжения на диодах выходных выпрямителей: Уз = 4 В; Уз = 10 В. Токи второй и третьей обмоток заданы: 1з = 60 А; 1з — 0,5 А. Диапазон изменения температуры окружающей среды задан с учетом размещения трансформатора в составе аппаратуры; от -50 до +65'С. Расчет перегрева трансформатора проводится с учетом только положительной температуры, которая определяет его работоспособность.
124 125 с м «э д ь- и СЪ иэ о »2 о сэ СЪ «О «э О. Б с к Б Б х О Б 4» д Б х о 43 о 4Х Б Ъ Б О. О 1— ОЗ СЪ «4 СЪ «О Ю л Ю Ръ — — Рг/г1 = 245/0,99 = 247,5 В "А СЪ Ю МЪ СЪ Ю к Б х 3. Входной ток трансформатора х 4а О 4 о 4 Ъ- о д, С 4' С«( х х о и и Д = Ръ/Г/ъ — — 247,5/132 = 1,875 А. СЪ с» СЪ С:4 м сэ Оъ » СЪ сэ Ю к О х ЮСа о, СЪ СЪ СЪ «э «э л МЪ о С ч с» «'4 «э а О. н с о о Б 'г" оз х сэ с» Ю СЪ СЪ СЪ сэ СЪ СЪ Ю «'4 сэ О 2'.: ю и СЪ «О м СЪ г «О Я = (12 х 15) мм = 1,8 смэ.
Ю м О Б с х х «О х о м «а ~л м» 9 = 1/«5. «э «э м сэ «Ч 4 «Ъ л МЪ «Ъ О А (4,4 А/мм . г С4 м СЪ С:4 О «" Ъ СЪ Ю «'4 СЪ СЪ сэ сэ «О СЪ Съ Ю Ю й« х дъ = Еъ/А« = 2/2 = 1 ммэ. й ь. с» Ю СЪ «О Ю Ь Б Я. о о о.«о Б О и р д д сс С» х с» м МЪ 4 х «ч » С:4 х мэ ч «О х СЪ л х 4 «О х «О дэ = 60/2,4 = 25 мм . 127 126 Последовательность расчета 1. Выходная мощность трансформатора Рэ = Г/г1э + оэ!э — 4 60+ 10 0,5 = 245 В А.
2. Принимаем КПД трансформатора на базе статистических данных 41 = 0,99. Тогда входная мощность трансформатора Округляем значение входного тока'. 44 = 2 А. 4. По значениям входной мощности Ръ — — 247,5 В . А и частоты / = 50 кГц выбираем из табл. 3.5 типоразмер магнитопровода Ш12х х 15 марки М2000Н М 1-14. Образец записи в технической документации. «Сердечник замкнутый М2000НМ1-14 Ш12 х 15 ОЖО.707.140 ТУ».
5. Площадь поперечного сечения выбранного магнитопровода 6. Площадь поперечного сечения провода обмотки определяется допустимой плотностью тока сХ: Для выбранного магнитопровода иэ табл. 3.5 определяем допустимую плотность 5.1. Для первых полуобмоток принимаем 451 = 2 А/ммэ. Тогда сечение провода первой обмотки В качестве обмоточного выбираем провод марки ПЭТВ-2 (табл.
3.6). Для увеличения коэффициента заполнения окна магнитопровода и снижения потерь мощности берем два провода с диаметрами по меди Имъ — — 0,8 мм (сечение 0,5 ммэ) и по изоляции Ымъь = 0,88 мм. 6.2. Для второй обмотки принимаем Лэ — — 2,4 А/ммэ. Тогйа сечение провода второй обмотки н о о « О Ю э' «ъ м,у и о ъ«э Ф Щ СЬ съ $ 9 Я Б Х о оч О О н ~ и «Э и з О и о о Н О, и Я О а И О О О «4 о и «4 Б Я Ц о О с о и м Таблица 3.6 Параметры провода ПЭТВ-2 Диаметр провода по меди, мм Номинальное сечение провода, мм Диаметр провода по изоляции, мм д~ = 0,5/2,55 = 0,196 мм~. У! .
104 4кфу"ВЯ ' 132 10! 4.1 5 10" 0,115 1,8 9. Число витков второй обмотки У гл пз —— е! 4. 1,005 пз = ' = 0,98 витка. 4,06 128 0,1 0,112 0,125 0,14 0,16 0,18 0,2 0,224 0,25 0,28 0,315 0,355 0,4 0,45 0,5 0,56 0,63 0,71 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1,0 1,06 1,12 1,18 1,25 1,32 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,12 2,24 2,36 2,5 0,00785 0,00985 0,01227 0,01539 0,02011 0,02545 0,03142 0,03939 0,04909 0,06154 0,07789 0,09893 0,1256 0,15896 0,19625 0,24618 0,31157 0,39572 0,44156 0,50265 0,56716 0,63617 0,70846 0,7854 0,88203 0,9852 1,09303 1,2272 1 36778 1,5394 1,7671 2,0096 2,26865 2,5434 2,83365 3,14 3,5281 3,93882 437214 4,90625 0,128 0,14 0,154 0,17 0,198 0,22 0,24 0,264 0,3 0,33 0,364 0,414 0,46 0,51 0,56 0,63 0,7 0,79 0,83 0,88 0,937 0,99 1,04 1,09 1,15 1,21 1,27 1,35 1,42 1,5 1,6 1,71 1,81 1,91 2,01 2,12 2,24 2,36 2,48 2,63 Для второй обмотки выбираем ленту медную ГОСТ 1173-77 с поперечными размерами 25 х 1 мм.
6.3. Для третьей обмотки принимаем Ьз —— 2,55 А/мм . Тогда сечение провода третьей обмотки Этому сечению соответствует провод с диаметром по меди И з —— = 0,5 мм и диаметром по изоляции Июз — — 0,56 мм. 7. Число витков первой полуобмотки где 7гф — коэффициент формы трансформируемого напряжения (для синусоиды Йф = 1,11, для меандра Йф = 1). Согласно табл.
3.5 индукция в выбранном магнитопроводе при частоте 5 10" Гц не должна превышать 0,16 Тл. Принимаем значение индукции меньше допустимого приблизительно на ЗО %: В = 0,115 Тл. Тогда число витков Для удобства расположения выводов первичной полуобмотки принимаем п! — — 32,5 витка. 8.
Значение напряжения, приходящегося на один виток первичной полуобмотки, У! 132 В е! = — = — = 4,06 и! 32,5 ' виток где гпз — коэффициент, учитывающий падение напряжения на второй обмотке. Согласно табл. 3.5 для выбранного магнитопровода падение напряжения ЬУ ( 3 %. Принимаем ЬУэ — — 0,5 %. Для этого значения коэффициент гпз = 1,005. Тогда число витков Ьгц = аиг за*6 6з = 1 виток. 11.3. В третьей обмотке 32,5 2 Мз — — ' .2=4,48, 29 130 131 Округляем полученное значение: и = 1 виток.
10. Число витков третьей обмотки Рз пз = е1 Для третьей обмотки принимаем ЬУз — — 0,4 % и глз — — 1,004. Тогда число витков 10 1,004 пз = ' = 2,47 витка. 4,06 Округляем число витков: пз — — 2,5 витка. 11. Число витков, размещаемых в одном ряду. Обмотки размещаются на изолирующем каркасе. 11.1. В первичной полуобмотке 6ябз, "1 "яз Г где Хя — размер из рис. 3.22; Ь„з — коэффициент укладки провода первой обмотки.
Принимаем /с„з = 0,95. Для выбранного магнитопровода б„ю 27 мм. Тогда Ьз = ' = 29,148 витка. 27 0,95 0,88 Число витков округляем в меньшую сторону: Ьз -- 29 витков. 11.2. Во второй оБмотке согласно п,9 имеем ья1уз Ь з— язв где Йуз — коэффициент укладки провода третьей обмотки. Принимаем Ьуз = 0,93.
Тогда число витков в одном ряду третьей обмотки 27 0,93 Ьз = — = 44 84. 0,56 Принимаем Ьз — — 44 (округляем в сторону меньших значений). Рис. з.зз. Эскиз трансформатора с Ш-образным магнитопроводом: з — каркас; 3 — вторая обмотка; 3 — межобмоточняя изоляция; З вЂ” третья обмотка; З вЂ” первая оБмотка 12. Число слоев в обмотках 12.1. В первой обмотке число слоев пгЛ„р Ф1 = — и, Ьз где и = 2 — число полуобмоток. Коэффициент Ьл учитывает количество параллельных проводов, используемых при изготовлении обмотки.
Согласно п.6.1 имеем Ь„р — — 2. Тогда ге С Цэ Б >. а О шо м СО 4 4 ~О Ом '- 444 с» Ф О "4 Ь О4 4О С2 Ф О Сь сл 4Уз = — = — = 0,057 422 2,5 Ьз 44 а о Б а а БС С о а й С о»; Б С4 сэ 4Ч сэ С4 Сэ с» сэ С:4 СЭ сз сч СЭ 54 = [7У4«из 44 р (4У4 — 1)б4]йр4 4й Ь К о с Б Д ~а о " о Б а а Б Б а Б а Б О Б Х К Б а о Б Б Си о 4'4 р а а Д Б О 4Д 42ДМ о Ю о Б а О Б о Ю Б К К Б т о 4 Б СЭ о» ит 4Ь а а ~ к дгп К Б » К'БФ а гч дш ф7 ь, = [4У4«и,4 + (4У4 — 1)б!]бры Б К а Б Б Б х е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
