62785 (588836), страница 4

Файл №588836 62785 (Проект гелеоисточника для энергохозяйства) 4 страница62785 (588836) страница 42016-07-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

3) оптимальным является сочетание конструктивных данных, при котором отношение потерь мощности в каждой из обмоток к мощности, передаваемой через нее одинаково;

4) удельное сопротивление обмоток, расположенных вблизи и вдали от зон повышенного нагрева, считается одинаковым.

Исходные данные для расчета:

совокупность чисел, характеризующих фазность обмоток: m1=2, m2=3;

напряжение, подключённое к вторичной обмотке: U21=15 В; U22=5; U23= 12

мощность: P2=60 Вт;

электродвижущая сила (ЭДС) прикладываемая к первичной обмотке: E1=600 B;

частота коммутаций силовых ключей: f=30 кГц;

температура окружающей среды: То=20 оС;

максимально допустимая относительная величина тока намагничивания:

Im max<=0.2;

максимально допустимая температура наиболее нагретой точки трансформатора: Tт max=130 оС;

коэффициент теплоотдачи: =1.210-3 Вт/(см2 К);

коэффициент полезного действия (КПД): =0.9.

максимальный коэффициент заполнения окна сердечника обмотки: 0 max=0.7.

Расчёт ориентирован преимущественно на проектирование трансформаторов тороидальной конструкции и состоит из двух частей: оценочного и конструктивного.

Целью оценочного расчета является определение основных параметров трансформатора, выполненного на кольцевом сердечнике разных типоразмеров их стандартного ряда.

Для работы на частоте от 10 кГц и выше в качестве материала сердечника применяются ферриты 2000НМ‑1, 1500НМ‑1 и др. Выбирали марку сердечника. Для этого построили зависимости удельных потерь мощности в сердечнике от перепада индукции В в нём:

(2.3)

где Рс - потери мощности в сердечнике, Вт;

Vc - объём сердечника, м3.

Использовали выражение:

(2.4)

где f – заданная частота, кГц;

В-изменение магнитной индукции в сердечнике трансформатора за ту часть периода Т/2, когда это изменение происходило в одном направлении, Тл;

Hco, dHc/dBm, Rв – величины найденные по таблице 2.4.

По формуле (2.4.) рассчитали для каждого материала зависимость Рс.уд. от В в виде таблицы, задаваясь последовательно значениями:

где N – целое число;

х = 0,1.. 0,2;

Bm – амплитудное значение магнитной индукции, Тл (табл. 2.4).

Данные для расчета взяли из таблицы 2.4 [8]:

Таблица 2.4. Параметры аппроксимирующих выражений, описывающих магнитные свойства ряда ферримагнетиков

№ пп

Тип фер.

B, Тл

Hco,

A/m

dHc/dBm

A/(mТл)

DH0/dBm,

A/(mТл)

H0,

A/mH0, A/m

Bm2,

Тл

RВ

коМ/м

1.

6000НМ

6.4

0

48.3

776

0.355

15

4.4

2.

4000НМ

1.06

8

80

758

0.38

16

26

3.

3000НМ

3.68

16

94.4

755

0.37

20

31

4.

2000НМ

1.2

40

164

719

0.39

12

56

5.

2000НМ1

7.2

40

160

725

0.34

7

63

6.

1500НМ2

0

65.4

240

699

0.33

10

180

7.

1500НМ3

6.77

37

212

699

0.38

10

180

8.

1000НМ3

20

0

250

715

0.258

10

280

9.

700НМ

0

75.4

844

749

0.4

2

1000

Для материала 6000 НМ:

Hco = 6.4 А/м,

dHc/dBm = 0 А/(мТл),

Rв = 4,4 кОм/м.

x = 0.15

Подставляя числовые значения в (2.3.) получилипри В = 0 Тл

Рс.уд.=0 Вт/м3

при В=0,1 Тл

Рс.уд.= 38,4 Вт/м3,

при В=0,2 Тл

Рс.уд.= 76,8 Вт/м3, и т.д.

Аналогично рассчитали зависимости Рс.уд.(В) для других материалов результаты вычислений занесли в таблицу 2.5.


Таблица 2.5. Рассчитанные значения Рс.уд., Вт/м3.

Тип фер.

B, Тл

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

6000НМ

0

38,4

76,8

115,2

153,7

192,2

230,7

269,2

4000НМ

0

8,7

22,3

40,7

63,8

91,8

124,6

162,2

3000НМ

0

26,8

63,3

109,4

165,1

230,4

305,3

389,8

2000НМ

0

19,2

62,4

129,6

220,8

336,1

475,2

638,4

2000НМ1

0

55,2

134,4

237,6

164,8

516,1

691,2

890,4

1500НМ2

0

19,6

78,5

176,6

313,9

490,5

706,3

961,3

1500НМ3

0

51,7

125,6

221,7

340,1

480,6

643,3

828,2

1000НМ3

0

120

240

360

480

600

720

840

700НМ

0

22,6

90,5

203,6

361,9

565,5

814,3

1108,4

По данным таблицы 2.5. построили графики (рис. 2.8).

Анализируя график, увидели, что наименьшими удельными потерями в заданных условиях обладает материал 4000 НМ. Следовательно, выбрали для нашего сердечника материал 4000 НМ.

Определили типоразмеры сердечника в стандартном ряде размеров, начиная с которых сердечники пригодны для изготовления трансформатора с заданными параметрами. При этом мы приняли коэффициент укладки λ0=0,7. Для этого взяли два любых размера сердечника [9], например К10х6х3 и 2К20х12х6, из стандартного ряда размеров сердечников и нашли для них зависимость Рвыхмакс от объёма этих сердечников Vт.

Рассчитали объём Vc кольцевого сердечника [8]:

; (2.5)

где Dc=10∙10-3 - внешний диаметр кольцевого сердечника К10х6х3, в м;

dc=6∙10-3-внутренний диаметр кольцевого сердечника К10х6х3, в м;

hc=3∙10-3 - высота кольцевого сердечника К10х6х3, в м;

π=3,14 – константа.

Vc=0,25∙3,14∙(10∙10-3-6∙10-3) 3∙10-3=1.508∙10-7 м3

Аналогично рассчитали объём сердечника с размерами 2К20х12х6. Полученное значение объёма занесли в таблицу 2.6.

Таблица 2.6. Объём выбранного сердечника

Типоразмер сердечника

Искомая величина, м3

К10х6х3

1.508∙10-7

2К20х12х6

2.443∙10-6

Определили максимальную мощность потерь на единицу поверхности сердечника [8]:

, Вт, (2.6)

Рис 2.8.


где α=14 – коэффициент теплоотдачи, в Вт/(м∙К);

π=3,14 – константа;

ТТ макс = 130 ‑ максимальная температура трансформатора, в oC;

ST= 3.27∙10-4 – площадь поверхности сердечника c размерами К10х6х3, берётся из справочника, в м2.

Аналогично расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение максимальной мощности потерь для данного размера сердечника занесли в таблицу 2.7.

Таблица 2.7. Максимальная мощность потерь сердечника

Типоразмер сердечника

Искомая величина

К10х6х3

0.925

2К20х12х6

4.891

Определили оптимальную магнитную индукцию насыщения ΔBопт:

(2.7)

где Vc= - объём сердечника с размерами К10х6х3, в м3;

с1=f∙Hco=30000∙1,2=3,6∙104;

с2=30000∙40+(2∙30000)2/56000 = 2,179

Rв=56000 – удельное сопротивление материала 2000 НМ, в Ом.

=3,6∙104/2,179∙106+((3,6∙104/2,179∙106)+/0,925/2∙2,179∙106∙1,508∙10-7)0,5=1,159 Тл

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение оптимальной магнитной индукции насыщения ΔBопт для данного размера сердечника занесли в таблицу 2.8.

Таблица 2.8. Оптимальная магнитная индукция насыщения ΔBопт

Типоразмер сердечника

Искомая величина, Тл

К10х6х3

1,159

2К20х12х6

0,58

Из таблицы видно, что ΔBопт для сердечника К10х6х3 равна 1,159 Тл, что выше максимальной магнитной индукции материала (0,78 Тл), поэтому приняли эту величину равной 0,78 Тл, и дальнейшие расчёты вели для неё.

Нашли потери мощности Pc в сердечнике c размерами К10х6х3:

Рсс.уд. (ΔBопт)∙Vc=3.066∙106 ∙1.508∙10-7=0.462, Дж (2.8)

где

Рс.уд. (ΔBопт)= 3.066∙106 – удельные потери в магнитопроводе при ΔB=ΔBопт, в Дж/м3;

Vc=1.508∙10-7 – объём сердечника с данными размерами, в м3.

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Значение потери мощности потерь Pc в сердечнике для данного размера занесли в таблицу 2.9.

Таблица 2.9. Потери мощности Pc в сердечнике

Типоразмер сердечника

Искомая величина, Вт

К10х6х3

1.419∙105

2К20х12х6

8.025∙105

Для найденных значений Вопт определили амплитудное значение напряжённости магнитного поля Нm. Для этого использовали данные таблиц 2.4, 2.6 и следующую формулу [8]:

, (2.9)

В=Вопт – оптимальная магнитная индукция намагничивания из табл. 2.8

Для сердечника К20 10 5 получили следующий результат:

796 А/м.

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами К10х6х3. Все полученные результаты сведены в таблицу 2.10.

Таблица 2.10. Амплитудное значение напряжённости магнитного поля Нm

Типоразмер сердечника

Искомая величина, А/м

К10х6х3

796,084

2К20х12х6

80,801

Рассчитали мощность сердечника с учётом температурной поправки:

, в Вт; (2.10)

где = Вт/(А∙Гц) – из справочника для сердечника К10х6х3;

Аналогичный расчёт произвели для сердечника с размерами 2К20х12х6. Полученные значения занесли в таблицу 2.11.

Таблица 2.11. Мощность сердечника с учётом температурной поправки

Типоразмер сердечника

Искомая величина, Вт

К10х6х3

2.033∙10 -6

2К20х12х6

1,818∙10 -4

Нашли величину относительных потерь мощности в обмотках δ [8]:

(2.11.)

Рассчитанные значения занесли в таблицу 2.12.

Таблица 2.12. Величина относительных потерь мощности в обмотках

Типоразмер сердечника

Искомая величина

К10х6х3

0.03

2К20х12х6

6.018∙10 -4

Определили относительную величину амплитуды тока намагничивания[8]:

, (2.12)

где – величина относительных потерь мощности в обмотках, рассчитывается по формуле 2.11;

Рвых – мощность, которая может быть передана в нагрузку, Вт;

Рс – потери мощности в сердечнике при данном ΔВ, Вт.

Полученные значения занесли в таблицу 2.13.

Таблица 2.13. Относительная величина амплитуды тока намагничивания

Типоразмер сердечника

Искомая величина

К10х6х3

0,151

2К20х12х6

0,182

Из справочника нашли объем трансформатора с размерами сердечника К10х6х3 и 2К20х12х6 при λ0=0,7:

Таблица 2.14. Объём трансформатора

Типоразмер сердечника

Искомая величина, см3

К10х6х3

0,56

2К20х12х6

6,85

Рассчитали максимальную выходную мощность сердечника с данными размерами:

(2.13)

= (2·2,033·106·(30000·0,76)2·(0,925–0,462)/2+1)0,5= 30,8 Вт

Полученные значения занесли в таблицу 2.15.

Таблица 2.15. Максимальная мощность даваемая трансформатором в нагрузку

Типоразмер сердечника

Искомая величина, Вт

К10х6х3

30.8

2К20х12х6

499.3

По данным таблиц 2.13 и 2.14 построили по двум точкам с координатами (Pвыхмакс; Vт) зависимость Pвыхмакс от Vт на рис. 2.9.

По заданной мощности с графика сняли значение объёма трансформатора Vт, Vт=1,2 см3.

Нашли интервал объёмов, в котором может находиться наш сердечник:

Vт.макс= Vт+0.4∙ Vт=1,68 см3; Vт.мин= Vт-0.4Vт=0,72 см3.

По найденному интервалу нашли по справочнику типоразмеры сердечников, объёмы которых лежат в найденном интервале: 2K10x6x3, К12x5x5.5, 2K12x8x3, K16x10x4.5. Из найденных типоразмеров сердечников выбрали наиболее подходящий нашему трансформатору [9].

Используя значения Sт при о=0.1; 0.3; 0.5; 0.7 для выбранных материалов определили зависимости Pт.макс = f(о) по формуле 2.6. Результаты вычислений сведены в таблицу 2.16.

Таблица 2.16. Значение Pт.макс, Вт

Значение о

Типоразмер сердечника

2K10x6x3

К12x5x5.5

2K12x8x3

K16x10x4.5

0.1

0,874

1,151

1,094

1,476

0.3

0,99

1,23

1,295

1,773

0.5

1,105

1,306

1,496

2,067

0.7

1,221

1,385

1,696

2,367

Далее пользуясь формулами нашли зависимость Pс=f(B) для всех выбранных типоразмеров сердечников.

Нашли потери в обмотках, где находится по формуле 2.11, а Pc определили с учетом формул 2.5 и 2.8 для каждого значения B и о

(2.14)

Рассчитали потери в трансформаторе для каждого значения и о для всех выбранных типоразмеров сердечников по формуле:

(2.15)

Рассчитанные значения Pт, Po, Pc, для выбранных типоразмеров сердечников занесены в таблицы 2.17 – 2.20.

Таблица 2.17. Значение величин для сердечника 2K10x6x3

Значение

о

Значение B Тл

Значения величин

Рс, Вт

Ро, Вт

Рт, Вт

0.1

0,78

0,428

0,066

8,216

8,643

0,624

0,278

0,108

13,737

14,016

0,468

0,161

0,217

28,05

29,01

0,312

0,075

0,761

45

45

0,156

0,022

1,49

126,23

126,3

0.3

0,78

0,428

0,022

2,696

3,214

0,624

0,278

0,035

4,298

4,577

0,468

0,161

0,065

8,026

8,187

0,312

0,075

0,163

21,166

21,241

0,156

0,022

1,869

434,053

439,074

0.5

0,78

0,428

0,014

1,692

2,12

0,624

0,278

0,022

2,674

2,953

0,468

0,161

0,04

4,897

5,058

0,312

0,075

0,096

12,108

12,183

0,156

0,022

0,625

98,427

98,449

0.7

0,78

0,428

0,011

1,285

1,713

0,624

0,278

0,017

2,024

2,302

0,468

0,161

0,03

3,677

3,838

0,312

0,075

0,071

8,873

8,948

0,156

0,022

0,399

57,445

57,466

По данным таблицы для каждого значения о построили зависимость Po(B), Рс(B), Рт(B) для о=0,1 ‑ рис. 2.10, о=0,3 ‑ рис. 2.11, о=0,5‑рис. 2.12, о=0,7 ‑ рис. 2.13.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,1.

Рис. 2.10

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,3.

Рис. 2.11

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,5.

Рис. 2.12

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,7.

Рис. 2.13.

Таблица 2.18. Значение величин для сердечника 2K12x8x3

Значение

о

Значение B Тл

Значения величин

Рс, Вт

Ро, Вт

Рт, Вт

0.1

0,78

0,535

0,036

4,445

4,98

0,624

0,348

0,058

7,188

7,536

0,468

0,201

0,11

13,894

14,096

0,312

0,094

0,301

41,615

41,709

0,156

0,027

5,9

1389

1389,1

0.3

0,78

0,535

0,013

1,541

2,076

0,624

0,348

0,02

2,431

2,779

0,468

0,201

0,036

4,436

4,637

0,312

0,094

0,087

10,861

10,955

0,156

0,027

0,53

81,484

80,511

0.5

0,78

0,535

0,008

0,994

1,529

0,624

0,348

0,013

1,561

1,909

0,468

0,201

0,023

2,818

3,019

0,312

0,094

0,054

6,682

6,777

0,156

0,027

0,276

37,756

37,783

0.7

0,78

0,535

0,006

0,771

1,306

0,624

0,348

0,009

1,029

1,557

0,468

0,201

0,018

2,174

2,375

0,312

0,094

0,042

5,09

5,184

0,156

0,027

0,199

26,256

26,283

По данным таблицы для каждого значения о построили зависимость Po(B), Рс(B), Рт(B) для о=0,1 ‑ рис. 2.14, о=0,3 ‑ рис. 2.15, о=0,5 ‑ рис. 2.16, о=0,7 ‑ рис. 2.17.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,1.

Рис. 2.14.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,3.

Рис. 2.15.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,5.

Рис. 2.16

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,7.

Рис. 2.17

Таблица 2.19. Значение величин для сердечника K12x5x5,5

Значение

о

Значение B Тл

Значения величин

Рс, Вт

Ро, Вт

Рт, Вт

0.1

0,78

0,729

0,04

4,928

5,657

0,624

0,475

0,064

7,991

8,465

0,468

0,274

0,122

15,58

15,854

0,312

0,128

0,344

48,437

48,565

0,156

0,037

3,673

368,472

368,509

0.3

0,78

0,729

0,013

1,63

2,359

0,624

0,475

0,021

2,569

3,043

0,468

0,274

0,038

4,69

4,964

0,312

0,128

0,092

11,532

11,661

0,156

0,037

0,579

89,64

89,677

0.5

0,78

0,729

0,008

1,011

1,741

0,624

0,475

0,013

1,586

2,061

0,468

0,274

0,024

2,862

3,136

0,312

0,128

0,055

0,786

6,914

0,156

0,037

0,282

38,548

38,585

0.7

0,78

0,729

0,006

0,756

1,485

0,624

0,475

0,01

1,182

1,657

0,468

0,274

0,018

2,123

2,398

0,312

0,128

0,04

4,963

5,091

0,156

0,037

0,193

25,407

25,444

По данным таблицы для каждого значения о построили зависимость Po(B), Рс(B), Рт(B) для о=0,1 ‑ рис. 2.18, о=0,3 ‑ рис. 2.19, о=0,5 ‑ рис. 2.20, о=0,7 ‑ рис. 2.21.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,1 для сердечника К12х5х5,5.

Рис. 2.18.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,3 для сердечника К12х5х5,5.

Рис. 2.19

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,5 для сердечника К12х5х5,5.

Рис. 2.20

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,7 для сердечника К12х5х5,5.

Рис. 2.21

Таблица 2.20. Значение величин для сердечника K16x10x4,5

Значение

о

Значение B Тл

Значения величин

Рс, Вт

Ро, Вт

Рт, Вт

0.1

0,78

0,782

0,017

2,07

2,853

0,624

0,509

0,027

3,275

3,784

0,468

0,294

0,049

6,028

6,222

0,312

0,138

0,12

15,225

15,363

0,156

0,04

0,915

160

160,048

0.3

0,78

0,782

0,006

0,75

1,533

0,624

0,509

0,001

1,174

1,683

0,468

0,294

0,017

2,107

2,401

0,312

0,138

0,04

4,922

5,059

0,156

0,04

0,191

25,136

25,175

0.5

0,78

0,782

0,004

0,497

1,279

0,624

0,509

0,006

0,775

1,284

0,468

0,294

0011

1,385

1,679

0,312

0,138

0,026

3,19

3,328

0,156

0,04

0,117

14,826

14,901

0.7

0,78

0,782

0,003

0,394

1,176

0,624

0,509

0005

0,614

1,123

0,468

0,294

0,009

1,095

1,389

0,312

0,138

0,021

2,507

2,645

0,156

0,04

0,09

11,284

11,324

По данным таблицы для каждого значения о построили зависимость Po(B), Рс(B), Рт(B) для о=0,1 ‑ рис. 2.22, о=0,3 ‑ рис. 2.23, о=0,5 ‑ рис. 2.24, о=0,7 ‑ рис. 2.25.

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,1 для сердечника К16х10х4,5.

Рис. 2.22

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,3 для сердечника К16х10х4,5.

Рис. 2.23

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,5 для сердечника К16х10х4,5.

Рис. 2.24

Графики зависимости Ро, Рс, Рт от величины магнитной индукции при λо=0,7 для сердечника К16х10х4,5.

Рис. 2.25

Таблица 2.21. Значения Iμm и Pвых.макс при заданных Bопт и данном λо

Размер сердечника

λо

Bопт, Тл

Iμm

Pвых.макс., Вт

2К10х6х3

0,1

0,081

0,2

5,2

0,3

0,064

0,2

14,1

0,5

0,052

0,2

21,8

0,7

0,013

0,2

30,6

2К12х8х3

0,1

0,011

0,2

5,3,

0,3

0,025

0,2

12,7

0,5

0,03

0,2

25,5

0,7

0,55

0,2

57,3

К12х5х5,5

0,1

0,52

0,2

30,1

0,3

0,6

0,2

42,5

0,5

0,72

0,2

54,9

0,7

0,75

0,2

59,1

Из таблицы видно, что максимальная выходная мощность сердечников 2К10х6х3, 2К12х8х3, К12х5х5,5 при всех λо меньше заданной, значит они не подходят для нашего трансформатора, и дальнейший расчёт для них не ведём.

Рассчитали величины Pт.опт, Pc, Pт по формулам (2.8), (2.14). Полученные данные свели в таблицу.

Таблица 2.22. Рассчитанные параметры сердечников

Типоразмер

Сердечника

о

Значения величин

Bопт, Тл

Рс, Вт

Pт.опт, Вт

Pт, Вт

Мт, гр

Vт, см³

K16x10x4,5

0.1

0,98

1,483∙10-3

0,738

1,398

1,218

3,65

1,05

0.3

0,77

1,476∙10-3

0,86

0,941

0,76

4,93

1,38

0.5

0,7

1,474∙10-3

1,019

0,813

0,64

6,49

1,78

0.7

0,67

1,473∙10-3

1,183

0,761

0,58

8,37

2,31

По данным таблицы построили зависимости Pт.опт(о), Рт(о), Рт.макс(о) на рис. 2.26 и Мт(о), Vт(о) на рис. 2.27.

График зависимости Pт.опт(о), Рт(о).

Рис. 2.26

График зависимости Мт(о), Vт(о).

Рис. 2.27

Нашли по точке пересечения графика зависимости Рс(о) и Pт.опт.(о) величину о: о=0,54≈0,5.

При этом о сняли с графиков Mт(о) и Vт(о) массу Mт и объём трансформатора Vт: Mт=6,8 гр; Vт=1,9 см3.

Нашли значения плотностей тока для первичной j1, вторичной j2 обмоток[8]:

, (2.16)

j1 = 1.474·(/2.07·30000·1.35·10-5/2.38·10-8·0.02) = 2.952·106 А/м2,

где = – величина магнитной индукции, соответствующей о=0,54;

S=0,5·hc·(Dc-dc) – площадь сечения сердечника магнитопровода, м2;

S=0,5·4,5·(16–10)=13,5 мм2;

=[1,75·10-8(1+0,004·(130–20))]=2,38·10-8 Ом·мм – удельное электрическое сопротивление материала провода – меди с учетом повышения температуры за счет потерь;

– средняя длина витка обмотки, мм.

20 мм.

, (2.17)

2,948·106 А/м2.

Определили коэффициент полезного действия ηт нашего трансформатора на выбранном сердечнике К16х10х4,5:

(2.18)

=60 – мощность, даваемая трансформатором во вторичную обмотку, Вт;

=0,813 – мощность потерь в сердечнике при λо=0,54 (по формуле 2.14), Вт.

Определили конструктивные данные первичной обмотки.

Число витков первичной обмотки [8]:

. (2.19)

W1= 600/(2 (1+1.474·10-3)·30000·0.7·1.35·10-6) 1050.

Cечение провода в первом приближении:

(2.20)

q1,1 = 60/(0.98·600·2.952·10-6) = 5.4·10-8 м2.

По найденному сечению провода q1,1 определили диаметры активного сечения провода без изоляции dпр и с изоляцией dиз:

dпр =0,83 мм,

dиз =0,89 мм.

Затем определили коэффициент заполнения сечения обмотки проводом в первом приближении п1,1:

(2.21)

где Ку – коэффициент укладки. Так как диаметр провода dпр> 0,3 мм, то Ку=0,9. Подставив значения получили:

п1,1 = 0,9·(3,14/4)·(0,83·10-3/0,89·10-3)2 = 0,644

По известным значениям W1, q1,1, п1,1 нашли площадь окна сердечника, занятую первичной обмоткой в первом приближении S1,1:

. (2.22)

S1,1 = 23.4∙10-5 м2.

Определили размеры сердечника после изоляции. Количество слоёв изоляции выбрали n=1, толщину изоляции =0,15 мм. Тогда получим:

Dси=Dc+2··n=0.017 м, (2.23)

dси=dc+2··n=0.011 м, (2.24)

hси=hc+2··n=0.005 м. (2.25)

Определили коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой в первом приближении:

. (2.26)

01,1 = 0,975

Нашли среднюю длину витка первичной обмотки в первом приближении:

=0.028 м (2.27)

Определили во втором приближении сечение провода первичной обмотки:

=1.329∙10-7 м2. (2.28)

Провели цикл вычислений, получили следующие неравенство:

, (2.29)

расчёт остановили при Δ=0,05.

Определили размеры эквивалентного тороидального сердечника после намотки на него первичной обмотки:

Определили внешний диаметр эквивалентного тороидального сердечника:

, (2.30)

D1=0,02 м

Нашли внутренний диаметр эквивалентного тороидального сердечника:

, (2.31)

d1= 0,004 м,

Определили высоту эквивалентного тороидального сердечника:

. (2.32)

h1=0,011 м.

Определили конструктивные данные вторичной обмотки.

Определили число витков вторичной обмотки:

. (2.33)

W21=530; W22=210; W23=90

Сечение провода в первом приближении:

. (2.34)

q2,1=0,678∙10-6 м2; q2,2 = 4∙10-6 м2; q2,3 =1,696∙10-6 м2;

По найденным сечениям проводов определили диаметры активного сечения провода без изоляции dпр и с изоляцией dиз:

dпр2,1 = 0,93 мм, dпр2,2 = 2,26 мм, dпр2,3 = 1,5 мм,

dиз2,1 = 0,99 мм, dиз2,2 = 2,36 мм, dиз2,3 = 1,58 мм.

Коэффициент заполнения сечения обмотки проводом п2,1:

п2.1 = 0,62 п2.2 = 0,64 п2.3 = 0,63.

По известным значениям W2, q2,1, п2,1 нашли площадь окна сердечника, занятую вторичной обмоткой S2,1:

. (2.35)

S2,1= 1,74∙10-5 м2 S2,1= 3,93∙10-5 м2 S2,1= 0,74∙10-5 м2

Коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой нашли по формуле:

. (2.36)

02.1=0,22 02.2=0,39 02.3=0,15

Нашли среднюю длину витка первичной обмотки:

. (2.37)

iw2,1=24 мм. iw2,2=24 мм. iw2,3=24 мм.

Нашли во втором приближении сечение провода вторичной обмотки:

(2.38)

q2,21=4,5∙10-6 м2; q2,22=1,1∙10-6 м2; q2,23=0,6∙10-6 м2.

Провели циклы вычислений, пока не выполнилось неравенство:

, (2.39)

расчёт остановили при Δ=0,05.

Определили размеры эквивалентного тороидального сердечника после намотки на него первичной и вторичной обмоток:

Определили внешний диаметр:

, (2.40)

D2=20 мм,

Определили внутренний диаметр:

, (2.41)

d2=3 мм,

Определили высоту:

(2.42)

h2=7,4 мм.

В ходе расчета были получены данные трансформатора, соответствующие требуемому. Трансформатор имеет:

P2=60 Вт;

Е1=600 В;

U21=15 В; U22=5; U23= 12 В;

f =30 кГц;

Ттмах =130 0С;

m1=2, m2=3;

α=0,0014 Вт/см∙ 0С;

ηт=98,6%;

Iмmax< 0,2; To=40 C.

Сердечник К16104,5, покрытый лаком КФ‑965, и изолированный с торцевой стороны кольцами из картона с обортовкой, и одним слоем из стеклоленты с половинным перекрытием толщиной 0,15 мм.



3. Безопасность и экологичность при изготовлении, ремонте и обслуживании гелиогенератора

3.1 Описание рабочего места, оборудования и выполняемых технологических операций

Помещение размером 66 – аккумуляторная комната, в ней находятся аккумуляторная батарея и система управления гелеоисточником. В лаборатории работает 1 человек 2 часа в рабочий день. При работе используются следующие инструменты: набор ключей, набор отверток, плоскогубцы, мультиметр. Работа заключается в поиске и устранении неисправности оборудования, при необходимости, монтаж, демонтаж отдельных его блоков. В данном помещении должно быть естественное и искусственное общее освещение в соответствии с СНиП 11–4–95, а также отопление и вентиляция в соответствии с ГОСТ 12.1.005–76.

Общая площадь помещения составляет: Sобщ = 36м2.

Высота помещения: h = 3 м.

Объем помещения: V = 36*3=108 м3.

На одного работающего приходится пространство площадью 36 м2 и объемом 108 м3. Согласно требованиям СНиП 2.09.04–87 объем помещения на одного работающего должен составлять не менее 20 м3, площадь – не менее 6 м2. Следовательно, условия для работы в лаборатории вполне благоприятны.


3.2 Идентификация опасных и вредных производственных факторов

Исследования условий труда показали, что факторами производственной среды в процессе труда являются:

Санитарно-гигиеническая обстановка, определяющая внешнюю среду в рабочей зоне – микроклимат, механические колебания, излучения, температуру, освещение и другие, как результат воздействия применяемого оборудования, сырья, материалов, технологических процессов;

Психофизиологические элементы: рабочая поза, физическая нагрузка, нервно-психологическое напряжение и другие, которые обусловлены самим процессом труда;

Опасные и вредные производственные факторы, связанные с характером работы:

  • повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

  • повышенная температура поверхностей оборудования;

  • не соответствие условий микроклимата помещения, в котором производятся работы;

  • опасность возникновения пожара;

  • травматизм связанный с использованием инструмента;

  • повышенное содержание в воздухе рабочей зоны пыли, а также вредных и пожароопасных веществ;

Для защиты от общих производственных загрязнений и механических воздействий электромонтеры обязаны использовать предоставляемые работодателями бесплатно комбинезон хлопчатобумажный, ботинки кожаные, рукавицы комбинированные, костюмы на утепляющей прокладке и валенки для зимнего периода.

При нахождении на территории стройплощадки электромонтеры должны носить защитные каски.

Находясь на территории строительной (производственной) площадки, в производственных и бытовых помещениях, участках работ и рабочих местах, электромонтеры обязаны выполнять правила внутреннего распорядка, принятые в данной организации.

Допуск посторонних лиц, а также работников в нетрезвом состоянии на указанные места запрещается.

В процессе повседневной деятельности электромонтеры должны:

  • применять в процессе работы инструмент по назначению, в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;

  • поддерживать инструмент и оборудование в технически исправном состоянии, не допуская работу с неисправностями, при которых эксплуатация запрещена;

быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.

При организации условий труда необходимо также учитывать воздействие на работающих опасных и вредных производственных факторов, которые могут привести к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья и заболеванию или снижению работоспособности.

Травма, вызванная воздействием на организм электрического тока или электрической дуги, называется электротравмой.

Электротравмы возможны в результате непосредственного контакта человека с токоведущими частями электроустановки, а также в случаях прикосновения к металлическим конструктивным нетоковедущим частям электрооборудования, изоляция которого нарушена и имеет место замыкание токоведущих частей на корпус.

Запыленность и загазованность воздуха. Многие технологические процессы сопровождаются выделением пыли и газов, паров и аэрозолей Газовыделением сопровождаются работы в аккумуляторных цехах, сварочные и др. Выделение паров характерно для гальванических участков, аккумуляторных. С целью исключения вредного влияния пыли, газов, паров и аэрозолей на организм содержание их в воздухе нормируют (см. ГОСТ 12.1.005–76), устанавливая ПДК. В случаях превышения ПДК ограничивают время работы, используют средства индивидуальной защиты, применяют вентиляцию.

Электромагнитные излучения. Электромагнитные излучения различают по частоте колебания или длине волны. Наиболее длинные волны – это колебания промышленной или другой звуковой частоты, а также ультразвуковые, у которых длина волн выше 10 км или частота ниже 30 кГц. Длинные и средние волны (от 10 км до 100 м), т.е. колебания высокой частоты (ВЧ – до 3 МГц). Для защиты от таких излучений. Их источники экранируют листовым металлом высокой электропроводности толщиной не менее 0,5 мм. Отверстия в экране для кнопок, штурвалов экранируют металлической сеткой с ячейками не более 44 мм. Экраны заземляют. Длительное воздействие электромагнитных полей ВЧ напряженностью более допустимой приводит к обратимым функциональным изменениям в центральной нервной системе, печени, селезенке, что проявляется головной болью, повышенной утомляемостью, нарушением сна, раздражительностью, замедлением пульса, понижением кровяного давления.

3.3 Организационно-технические мероприятия по созданию безопасных условий труда при ремонте

Электромонтеры, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие III группу по электробезопасности и профессиональные навыки и не имеющие противопоказаний по возрасту по выполняемой работе, перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:

  • обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические (в течение трудовой деятельности) медицинские осмотры (обследования) для признания годными к выполнению работ в порядке, установленном Минздравом России;

  • обучение безопасным методам и приемам выполнения работ, инструктаж по охране труда, стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.

  • Электромонтеры обязаны соблюдать требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия

Электромонтеры обязаны немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя о любой ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей, о каждом несчастном случае, происшедшем на производстве, или об ухудшении состояния своего здоровья, в том числе о появлении острого профессионального заболевания (отравления).

Требования безопасности перед началом работы:

1. Перед началом работы электромонтеры обязаны:

Характеристики

Тип файла
Документ
Размер
35,65 Mb
Учебное заведение
Неизвестно

Список файлов ВКР

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
7021
Авторов
на СтудИзбе
260
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее