Проектирование трансформатора общего назначения (стр. 2 из 5)

I

=2.2А-ток третьей твторичной обмотки ;

U

=5В-напряжение третьей вторичной обмотки ;

I

=2.2А-ток третьей твторичной обмотки ;

Р=100Вт-суммарная мощность вторичных обмоток.

Условия эксплуатации:

- климатические УХЛ 4.2 ГОСТ 15150 – 69;

Годовой выпуск n= 25000 шт./год.

Так как трансформатор имеет большие электромагнитные силовые потоки, а соответственно большие размеры обмоток элемента. Для уменьшения размеров и массы важную роль играет грамотный подбор материалов составных частей трансформатора. Аналогичными конструкциями для данного трансформатора являются конструкции:

ТА5-115-400.ОЮ0.71.000 ТУ - трансформатор анодный, номер 5 из унифицированного ряда, напряжение 115В, частота 400Гц ;

ТНС-1Т.ОЮ0.472.041 ТУ - низкочастотный трансформатор согласования, номер1 , буква Т означает тропический вариант исполнения ;

БТИ1-1-БТИ1111-66.ОЮ0.222.000ТУ - блоки импульсных трансформаторов, вариант конструкции 1, порядковый номер типономинала блока 1-66 ;

ТПр5-2Т.ОЮ0.472.057ТУ - трансформатор преобразователя , номер 5, напряжение 12,6В , тропический вариант.

В современных РЭА масса и габариты устройств питания составляют 0.5-0.1 общей массы и габаритов и на их долю приходится в некоторых случаях до 50% отказов.

Что требует совершенствования трансформаторов питания. Основные трудности при этом определяются тем , что материалы сердечников имеют ограниченные магнитную проницаемость и индукцию насыщения и большие потери. Прогресс в конструкциях трансформаторов в последние годы определяется совершенствованием методов проката, что позволило получить ленты толщиной до 0,01мм, а также развитием ферритов, пригодных для использования в маломощных трансформаторах питания. На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается тороидальный трансформатор.

Но учитывая условия внешних механических и физических воздействий более целесообразно использовать броневой трансформатор.

Учитывая эти недостатки в существующих трансформаторах, относительно проектируемого выбираем следующие направления:

1. Для стяжки трансформатора используем обойму специальной формы;

2. Фиксация всей конструкции к основанию происходит болтовыми соединениями;

3. Токосъем выполним в виде паяного соединения контактов трансформатора с отводящими элементами;

4. Обмотка трансформатора – открытого типа, то есть крышки не имеет, так как условия работы – лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.

3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ И КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ

3.1 Расчет тороидального трансформатора

1. Выбираем конфигурацию магнитопровода

В соответствии с рабочей частотой выбирается материал и толщина пластины на основании таблицы 3.1–Виды магнитопроводов.

В качестве материалов для магнитопровода выбираем сталь ХВП с толщиной ленты 0.15мм.

2.Определение ориентировочных величин

Индукцию найденную по таблице 3.1 , уменьшаем на 5% для того , чтобы при увеличении напряжения питающей сети в заданных пределах (+5%) максимальная индукция не превышала табличное значение :

В=16500 (гс ) – индукция;

d=4.0А/мм

- плотность тока, на основании таблицы 4.1–Таблица плотности тока ;

k

=0.22-коеффициент заполнения окна, из таблицы 3.3- Таблица зависимости коэффициента заполнения окна от конфигурации магнитопровода

k

=0.88– коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью, из таблицы 3.4- Коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.

3. По формуле (3.2) определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна. Однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода

S

S = , (3.1)

Тогда , подставив значения , получим :

S

S = 8.8см².

4. Из таблицыП3-4–выбираем магнитопровод

S

=1.27см²– активная площадь сечения магнитопровода

G

= 125г- вес магнитопровода

= 12.8см - средняя длина магнитной силовой линии

P

=186 В*А - мощность трансформатора

Габаритные размеры:

d=32мм

a=9.0мм

в=16мм

D=50мм

5. По формуле 3.4 находим ток первичной обмотки

I

= , I = = , (3.2)

I

= 0.478,

где

-суммарная мощьность вторичных обмоток

=0.95 –из таблицы 3.6;

cos

=0.1 -из таблицы 3.6.

6. По формулам (3.3)-(3.4) и таблице 3.7 находим число витков обмоток

= , (3.3)

E

=U (1- ) – Э.Д.С. первичной обмотки ; (3.4)

E

=U (1- ) – Э.Д.С. вторичных обмоток ; (3.5)

Где

U и U для трансформаторов на 50Гц с максимальным напряжением на вторичной обмотке до 1000 В , работающих при =50 С ,приведены в таблице 3.7 , но U берём на 10-20 % больше указанных так, как наружная обмотка :

U = 20 В ;

U = 0.84 В ;

U = 0.42 В ;

U = 0.175 В ;

U = 0.0525 В

тогда

= 473 витков =176В

= 65 витков ; =24.2В

= 32 витков ; =12.05В

= 14 витков ; =5В