Иванов-Циганов А.И. - Электротехнические устройства радиосистем (1979) (Электротехнические устройства радиосистем (А. И. Иванов-Цыганов)), страница 5

(1.59) Потери мощности в сердечнике и обмотках трансформатора не позволяют выбрать большими значения амплитуды индукции В„и плотности тока б, чем и ограничивается мощность передавае , п редаваемая в нагрузку трансформатором с заданными размерами. Габаритная мощность трансформатора пропорциональна произветел -дению площади его окна на площадь сечения сердечника. Эт б . ьство показывает, что при увеличении линейного размера трансформатора в и раз его габаритная мощность возрастает в т' раз, а масса и объем только в т' раз. Поэтому удельные массовые и объемные показатели трансформаторов улучшаются с увеличением его габаритной мощности.

Именно по этой причине отдают предпочтение одному многообмоточному трансформатору перед несколькими дв хд ухи и п Зависимость габаритной мощности от частоты показ ~вае, р овышеиии частоты тока сети общая масса т анс р б " ь т, что питт ~ ющих нагрузки заданной мощности, снижается. Этот фактор всегда учитывают при выборе частоты автономного источника е о напряжения.

Его частоту берут как можно выше. Следует лишь отметить, что с ростом частоты возрастают потери в сердечнике и поэтому приходится снижать амплитуду магнитной индукции В, что несколько уменьшает эффект, даваемый повышением частоты. Формула мощности позволяет спроектировать на одну габа итн ю мощность т ан" тр сф рматоры с различными сечениями окна и сердечника, В трансформатор с большим окном и тонким сердечником надо будет заложить относительно много меди, а в трансформатор с боль)ним сердечником и малым окном — относительно много с а .

Н удачными получаются трансформаторы с примерно равными площадями сердечника и окна. Среди других, обладающих той же габаритной мощностью, они имеют наибольший к. п. д. В заключение следует сказать о к. п. д. транс ма . П мощности в нем п ь " ~атора. отерп в нем происходят как в сердечнике, так и в обмотках. Однако первые пе зависят от тока нагрузки, а вторые пропорцио- нальны квадрату этого тока: (1.60) 2 где Р,.— мощность потерь в сердечнике; г,р — — ха + и г, — сопротивление обмоток трансформатора, приведенное к его вторичной цепи.

1(оэффициеит полезного действия трансформатора есть отношение активной мощности, отдаваемой вторичной обмоткой в нагрузку, к активной мощности, подводимой к первичной обмотке: иу,с р (1.61) " =из),с Ч+Р„+1Р . П и уа, равном как нулю, так и бесконечности, к, п. д.

становится равным нулю, а при некотором значении 10 = 7„— достигает максимума. Поделив выражение (1.61) на 70 и приравняв нулю производную от знаменателя, получим условие максил<ума к. п. д. Ра/! <0 + гтр 0 Ра — < эагтр (!.63) что дает Таким образом, при равенстве потерь в сердечнике и в обмотках к, п. д. трансформатора достигает максимума. Этот максимум достаточно асплывчатый, но стремиться выполнить условие равенства потерь всегда целесообразно.

Это обстоятельство и определяет часто выбор сердечника и обмоток трансформатора. 24 $1.6. Расчет трансформатора П п расчете сипово~о трансформатора по заданной габаритной мощности выбирают нормализованный сердечник, определяют тип провода я число витков в каждо < нз о моток, раз, б ок, азмещают конструктивно обмотки в окне сердечника и проверяют тепловой режим. жнм. Есхи тепловой режим получился удовлетворительным, то конструируют катушку и кожух трансформатора. чо й Последовательность расчета удобно показать на примере. Рассчитаем сипово. трансформатор, работающий от сети 220 В пр выармон< и создаю<ций во вторичной обмотке э.

д. с. 39,4 В. Ток вторичной о мотки . В б дечника трансформатора и режим его работы. Пусть сер- . ЕА .ечник Ш-об азный, витой и выподнен из стали с толщиной листов-0,35 мм. ощ- ность, отдаваемая в нагрузку, мала ( ()<А = 53 2 ВА) поэтому выбираем ал<плитучу 0<аснитиой индукции В =- 1,3 Т. Такой индукции соответствует улельная мощ- 3 Вт<кг н удельная намагничивающая мощность 30 В А/кг Плотнос~ь тока возьл<ем равной 2,7 А!ма<0, коэффициенты заполнения окна ме ью— л 2.

Опреледим рабочий ток в первичной обмотке и вольт-амперы трансформатора: 7< — — !.Ез(Е< — — 1,35. 39,4/220=0,242 А, УАт„=!эЕ<=1,35. 39,4=53,2 В. А, 3. Определим по формуле мощности (1.59) произведение площади окна на пло- щадь сечения сердечника трансформатора: у< А,р!0' 53,2 10' 0 0 2)йфйчобВм 2 50 1,11 0,9 0,3 2,7 1,3 4. Выбираем типовой броневой магпитопровол с произведением е,В, гц см'. Таким ближайшим к рассчитанному является магнитопровод ШЛ20 у< 32, , которого 5050.— — 61 сл<4 (рис, !.17).

Этот сердечник имеет массу 735 Г и сечение стали его среднего стержня равно 5,7 смз, 5, Определяем мощность потерь в стали трансформатора;. Р, Р700 =3. 0,735=2,2 Вт. 6, Определяем (реактивную) лющность, идущую на намагничивание: Я=Охаб=30 0,735=22 В А. 7, Определяел< активную составляющу<о тока холостого хода: !и= Ра)В<=2,2)220=0,01 А. 8, Определяем ток намагничивания: /п=Я(В<=22/220=0.1 А. 9, Определяем ток в первичной обмотке: 7<=)гг(У<э+!0) +1<", =) 0,252 +0,1 =0,271 А. 10.

Определяем сечение проводов обмоток: Вар< = уиб = 0,271!2,7 = О, 1 мм', Вира= !э<6=1,3572,7=0,5 има. !1. Выбираем провод для первичной обмотки ПЭЛ с сечением О,1!3 мма, Диаметр его (с изоляцией) равен 0,42 мм. Для вторичной обмотни берем провод с <)<„= 0,89 л<м и 5000 = 0,54! мм'. 12. Определяем число витков в обмотках, Чтобы амплитуда индукции в сердечнике была равной 1,3 Т, число витков в первичной обмотке должно быть в соответствии с (1.!!) равным ш<=Е< 10<!4йф(ВВм— .= 220 ° 106(4 ° 1,!1 50 5,7 1,3)=1350.

Во вторичной обмотке получим соот. ветствснно 242 витка. Р . 1.1" 13. Проверим, уместится ли данная ис..!7 обмотка в окне сердечника. Положим толщину одного слоя первичной обмотки с изоляционной прокладкой, равной 0,45 мм, и вторичной — 0,9 мм. Тогда, разместив в одном слое по длине катушки !!О витков первичной и 5! виток вторичной обмотки, определим толщины этих обмоток: а< =ш<0 45/0<<0 = !350 0 45/110= 5 5 мм аз=0,9шз(ма<а=0,9 242/51=4,25 мм. Общая толщина катушки получилась меньше ширины окна. Следовательно катушка разместится в окне сердечника.

14. По эскизному чертежу катушки (рис. !.17) определяем длину среднего витка обмотки !я ар, Дла пеРвичной обмотки оаа полУчаетси Равной О,!27 м, втоРичиой (она намотана поверх первичной) 0,1565 и. 15. Определяем омическое сопротивление провода первичной обмоткщ г<=Р1<рш</Еда<=1 72 '10 0 '0 127' 135070 !!3=25 4 Ом. Для вторичной обмотки поду <век аналогично <0 =- 1,2 Ом. Сопротивление трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке, получается равным гт„= лег<+ га = (39,4/220)0 25,4+ 1,2 2 Ом.

25 15. Определяем потери мощности на сопротивлениях обмоток: Рм = !1гз+71гк=027)к 254+!,згв 1,2=4,06 Зт. 17. Проверяем тепловой режим трансформатора. Перегрев сердечника по отношению к окружающей с е ющет среде для открытого трансформатора находим по приближенной формуле: ЬТо = 750Рк15окк. с = 750 2,21148 = 11,2 С. 3 5 — открытая поверхность сердечника (сантпметры в квадрате), десь, — тк определенная по эскизу трансформатора (рис. 1.17). Перегрев катушки находим по аналогичной формуле: ЬТк=1000Рмl5окк.к=1000 4 051(10=37 5'С. Тепловой режим получился легким, что явилось следствием выбора малой амплитуды индукции и небольшой плотности тока.

18. Определяем во (1.50) приведенную ко вторичной обмотке индуктивность рассеяния трансформатора: 3 акр о Здесь а к = 1 мм —, толщина прокладки между обмотками. 1к Глава И Магнитные усилители й 2.т. Общие сведения. Принцип действия В магнитных усилителях используется свойство катушек с ферромагнитным сердечником изменять свое индуктивное ение под действием постоянного подмагничнвающего тока. н Т Усилитель (рис. 2.1) состоит из двух трансформаторов Тр, и 'р„ г)) ж Рис. 2.1 первичные обмотки которых включены последовательно с нагрузкой в цепь источника переменного напряжения е,.

Вторичные обмотки стречно и через них протекает постоянный ток управле- е ставлеп на ния 1, создаваемый источником сигнала, который предст схеме йостоянной э. д. с. . с. Е п некоторым выходным сопротивлением Яю Встречное .включение вторичных обмоток препятствует трансформации напряжения от источника и, в цепь управления. При нулевом токе управления (Е, = О) первичные обмотки трансформаторов облада!от большим индуктивным сопротивлением и в силовой цепи (цепи нагрузки) протекает малый по величине ток 1к „к (рнс. 2.1, б). Прн увеличении тока !„из-за подмагничцвания сердечнцка цндуктивное сопротивление первичных обмоток падает н ток цагрузкн растет.

Его рост продолжается до полного насыщения сердечников, после чего он перестает зависеть от тока управления. От направления тока! магнитная проницаемость сердечников не зависцт и поэтому для отрицательных значений этого тока у характеристики вход — выход получается ветвь, симметричная первой (рис. 2 1, б). Рабочим участком этой характеристики является либо первый (1 — 1), либо второй (2 — 2) наклонные отрезки, где изменения . тока управления вызывают изменения величины переменного тока, протекающего через нагрузку.