Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники

(ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Контрольная работа

По дисциплине “Магнитные элементы электронных

устройств”

Выполнила

4 апреля 2003г

Вариант 2

13*20/100=2.6

Задача 1 Шифр с.А.П.2

Рассчитать двухобмоточный трансформатор с алюминиевыми обмотками настержневом магнитопроводе, работающий в условияхпринудительного охлаждения.

Трансформатор должен кдолетворять критерию оптимальной массы и стоимости на единицу входной массы и стоимости на единицу входной мощности при номинальных данных:

Первичное напряжение U1,B220

Вторичное напряжение U2,B100

Вторичный ток I2,A50

Частота сети питания f,Гц 1000

Коэффициенты мощности Cosи полезного действия

должны быть не менее 0.95

Конечными результатами решаемой задачи являются: линейные размеры магнитопровода, числа витков обмоток и сечения их проводников, весовые показатели магнитопровода, катушек и трансформатора в целом.

Решение задачи 1

Обдув воздухом разрешает принять для расчетов значение коэффициента теплоотдачи

 = 30 Вт/м*град. Температура перегрева элементов трансформатора над окружающей средой не задана, поэтому принимается среднерасчетное=50С и общая температура нагрева

t = t+ = 20+50 = 70C

Низковольтность обмоток (до 1 кВ) и невысокая температура их нагрева (до 105С)

Позволяет использовать дешевый обмоточный провод и применять для межслойной и межобмоточной изоляции недорогую конденсаторную или кабельную бумагу с пропиткой. Ожидаются большие сечения обмоток. При среднерасчетной плотности тока

j= 2.5 А/ммдля вторичной обмотки получаем

S= I/j = 50/ 2.5= 20 мм

Наибольшее сечение проводников обмоток допускается не более

S=14 / fкГц = 14 / 1=14 мм

Поскольку SS, нужно применять многожильный провод (круглый) в оболочке

Изоляции толщиной до 1 мм. Это позволяет принять среднерасчетное значение заполнения катушки проводниками

к= 0.35

Материалом для магнитопровода целесообразно выбрать электротехническую текструированную сталь марки 34213423 с толщиной ленты 0.15 мм

Пользуясь данными таблиц П1 П7 Приложений методического пособия (1), выбираем для расчета трансформатора параметры материала магнитопровода , алюминиевых обмоток и показатели геометрии для минимальной стоимости.

Выбранные параметры записаны в таблицах 1, 2.

Таблица 1

Параметр

с

к

g

p

к

f

Bo

f





Bs



марка

мм



г/см

Вт/кг



кГц

Тл

кГц





Тл

Гн/м

34213423

0.15

0.90

7.65

8.5

1.55

0.8

0.5

1

1.6

2

1.6

5*10

Таблица 2

Материал обмоток

Компромиссная геометрия

к

g

p







г/см

Ом*м

град

Вт/м* град

x

y

z

Ks

n

n

Nc

Nк



Б

0.35

2.7

3.4*10

50

30

1

2.5

2.5

0.5

0.4

0.8

4.25

5.6

0.9

2.1

Расчет электротехнических показателей.