Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ

УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Контрольная работа

По дисциплине «Магнитные элементы электронных устройств».

Выполнил студент:

Идентификатор:

2002г.

Студент:

Идентификатор:

Вариант контрольной: №4

Задача №1 (Вариант Т.М.П.4)

Рассчитать двух обмоточный трансформатор с медными обмотками на тороидольном магнитопроводе, работающем с принудительным охлаждением. Трансформатор должен удовлетворять условиям: критерию оптимальной массы и стоимости на единицу входной мощности при номинальных данных:

Первичное напряжение U₁= 220 в.

Вторичное напряжение U₂= 48 в.

Вторичный ток I₂= 50 А.

Частота сети питания f = 5 кГц.

Коэффициенты cos и должны быть не менее 0,95

Рассчитать линейные размеры магнитопровода, числа витков обмоток и сечение их проводников, весовые показатели магнитопровода, катушек и трансформатора в целом.

Решение:

Обдув воздухом позволяет применять для расчетов значение коэффициента теплоотдачи =30 Вт./м²*град. Температура перегрева элементов трансформатора над окружающей среды не задана, поэтому принимаем среднее значение =50⁰С и общая температура нагрева

⁰С

Низковольтность обмоток трансформатора ( до 1000в. ) и невысокая температура их нагрева ( до 150 ⁰С ) позволяет использовать дешёвый обмоточный провод и применять для межслойной изоляции недорогую конденсаторную бумагу с пропиткой . Ожидается большое сечение обмоток , при средней плотности тока J=2,5 А/мм² для вторичной обмотки получим S_n2=I_2H/j = 50/2,5 = 20 мм².

Наибольшее сечение проводников обмоток допускается, согласно формуле (11.1) в [1]. не более

S_nf=14/f = 14/5 = 2,8 мм².

Поскольку S_nf << S_n2 , нужно применять многожильный провод (круглый) в оболочке изоляции толщиной до 1 мм. Это позволяет применить сред нерасчетное значение заполнения катушки проводниками К_зк = 0,35.

Материал для магнитопровода выбираем ленточную электротехническую сталь марки 3425 (Э350) с толщиной ленты 0,08мм.

Пользуясь данными таблиц П1-П7 , выбираем для расчета трансформатора параметры материала магнитопровода, медных обмоток и показатели геометрии для минимальной стоимости. Выбранные параметры записаны в таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Параметр		Кзс	gc	pc0	kp	f10	B0	f1			Bs
Марка	мм.	-	г/см^3	Вт./кг	-	кГц	Тл.	кГц	-	-	Тл.	Гн./м
3425(Э350)	0,08	0,85	7,65	7,5	1,65	1	0,5	5	1,55	2	1,6	5* 10^-4

Таблица 2. для ПЗ

Матер. обмоток					Компромиссная геометрия
Кзк	gк	pk
-	Г/см^3	Ом.*м.	Град.	Вт/м^2*град	х	y	z	Ks	nc	nh	Nc	Nk		Б
0,35	8,8	2,1*10^-8	50	30	2	3,2	-	1	0,4	0,8	10,6	10,6	0	1

Эскиз рассчитываемого тороидального трансформатора показан на рис.1

Р ис.1

Расчет электромагнитных показателей.