5.3. Примеры проектирования дросселей

<< Предыдущий параграф

Следующий параграф >>

<< Предыдущий параграф

Следующий параграф >>

Пред.

След.

Вернуться к книге

Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

5.3. Примеры проектирования дросселей

Нижеприведенные примеры соответствуют большому разнообразию расчетных заданий. Рассматриваются броневые, стержневой и тороидальный дроссели, предназначаемые для частот 50 и , со стандартным (примеры 1—3) и с оптимальным (пример 4) магнитопроводами.

Для возможности сравнения рассчитываемых дросселей примеры 1, 3 и 4 выполнены по одному техническому заданию.

Испытание дросселей, изготовленных в соответствии с данными примеров, подтвердило правильность проектирования дросселей.

Пример 1. Расчет дросселя с броневым магнитопроводом.

Техническое задание. Рассчитать дроссель по следующим исходным данным:

1. Частота тока гц.

2. Действующее значение номинального тока .

3. Индуктивность дросселя при номинальном токе

4. Форма кривой напряжения на зажимах дросселя синусоидальная

5. Допустимая величина коэффициента гармоник в кривой номинального тока

6. Минимальное значение добротности дросселя

7. Предельный перегрев обмотки дросселя .

8. Температура окружающей среды .

Дополнительные требования: дроссель должен рассчитываться исходя из требований минимального веса, должна быть применена сталь толщиной провод медный марки

Магнитопровод ленточный по . Сортамент проводов по с ограничениями согласно табл.

1. Определение мощности и группы дросселя

Мощность дросселя

При такой мощности и частоте тока дроссель можно отнести к группе дросселей с «малыми» потерими в сердечнике.

2. Выбор типоразмера магнитопровода

По условию задачи магнитопровод дросселя и катушка должны быть типовые. К дросселю предъявляются требования в отношении теплового режима, частоты тока, коэффициента гармоник, при которых производился расчет базисных дросселей и данные о которых приведены в табл. Поэтому для выбора типоразмера магнитопровода воспользуемся данными указанной таблицы.

Из табл. по выбираем магнитопровод ШЛ 20X32, для которого .

Размеры магнитопровода и его геометрические параметры (табл. ):

Дополнительно находим

Величину принимаем равной

3. Выбор магнитного режима

Магнитный режим находим по методу, изложенному в § 5.2 для дросселя с «малыми» потерями в сердечнике.

По заданию магнитопровод дросселя должен выполняться из стали толщиной 0,35 мм. Для этой стали и поэтому для расчета магнитного режима в этом случае можио воспользоваться непосредственно зависимостями приведенными на рис. 5.1 и 5.2.

Плотность магнитной энергии магнитопровода

По этой величине и заданному значению пользуясь зависимостью рис. 5.1, находим

Отсюда напряженность поля

4. Расчет длины немагнитного зазора

Относительная длина немагнитного зазора

Постоянные а и b взяты для значения из табл. 5.4.

Отсюда длина зазора

Немагнитный зазор выполним с помощью прокладок из кабельной бумаги толщиной .

Число слоев бумаги

Принимаем N = 3. Действительная величина

5. Уточнение магнитного режима магнитопровода

По значениям W и пользуясь зависимостью рис. 5.2, находим .

Соответственно .

По рис. 5.1 уточняем значение Как видим, величина доп и близка к заданному значению.

6. Расчет обмоточных данных и параметров катушки

Выполним обмотку на каркасе со щечками. Размеры каркаса согласно табл. следующие:

Число витков обмотки дросселя

Расчетное число витков, приходящееся на катушки,

Коэффициент укладки принимаем равным .

Отсюда по табл. находим ближайший больший диаметр провода, отмеченный звездочкой, с величиной .

Параметры провода:

Выбор изоляции. Предварительно определяем напряжение на зажимах обмотки дросселя при номинальном токе

Число слоев изоляционных прокладок внутри катушкй

Число прокладок принимаем . В качестве изоляции берем кабельную бумагу толщиной 0,12 мм.

Коэффициенты заполнения. Действительные значения коэффициентов заполнения, характеризующие размещение обмотки:

где

7. Определение геометрических параметров дросселя

Средняя длина витка обмотки

Поверхность охлаждения сердечника

Поверхность охлаждения обмотки

8. Расчет потерь в дросселе

Потери в сердечнике

Потери в обмотке в первом приближении

где

Параметр дросселя

Как видим, т. e. путь расчета дросселя выбран правильно,

9. Определение теплового режима обмотки дросселя

Предварительно находим:

— величину коэффициента теплоотдачи

где

— расчетный параметр

Отсюда перегрев обмотки в первом приближении

После уточнения

Как видим, величина и близка к заданному значению, следовательно, провод выбран правильно. Расчет дросселя с меньшим диаметром провода дал перегрев град.

10. Поверочный расчет. Определение некоторых параметров дросселя

Индуктивность дросселя

Добротность дросселя

Итак, ; следовательно, расчет дросселя проведен правильно.

Проверяем правильность выбора магнитопровода. Для этого определим технико-экономический показатель дросселя при выполнении его с разными магнитопроводами.

Вес дросселя с магнитопроводом

где

Величину для берем по табл. .

Результаты аналогичных расчетов дросселей с другими магнитопроводами приведены в табл. 5.7.

ТАБЛИЦА 5.7

Как видим, магнитопровод ШЛ 20 X 32 выбран правильно. Дроссель с меньшим магнитопроводом выполнить нельзя , а с большим магнитопроводом он имеет больший вес. Следовательно, дроссель с магнитопроводом ШЛ 20 x 32 является наиболее оптимальным.

Опытный образец дросселя, выполненный по результатам расчета, имеет следующие параметры:

Пример 2. Расчет дросселя со стержневым магнитопроводом.