class="symbol"> 65) = 2.2  10^-8 (Омм)

2.2. Выбор материала магнитопровода

Материал магнитопровода: 79HM

2.2.1. Толщина ленты магнитопровода:

(2)

0.096

2.2.2. Из промышленного ряда толщин выбираем  = 0.05 мм.

По табл. 7.1 [2] задаемся способом изготовления сердечника: ленточный торроидальный из железоникелевых сплавов; вид изоляции – накатывание.

Коэффициент заполнения стали: kc =0.85

2.2.3. По динамической кривой размагничивания (приложение1) определяем координаты точек M и N.

2.2.4. Амплитудное значение магнитной индукции:

0.66 (3)

2.2.5 Коэффициент, учитывающий неполное насыщение сердечников в номинальном режиме:

(4)

0.871

2.3. Определение размеров сердечника и предварительный расчет обмоток

2.3.1 Задаемся необходимыми параметрами и определяем Г1.

 = 60

_р = 0.85  0.9 — относительная площадь рабочей обмотки

_р = 1 — относительная длина витков рабочей обмотки.

к_mp = 0.30.4 — коэффициент заполнения по меди рабочей обмотки.

к_т = 10 Вт/(м * ⁰С) - коэффициент теплоотдачи катушки;

к_с = 0.85 - коэффициент заполнения по стали;

 =1 - коэффициент полезного действия рабочей цепи.

Кфр =1.11 – коэффициент формы рабочего тока

(5)

Т. к. для данной частоты (400 Гц) Г1>0.4 то расчет ведем следующим образом:

2.3.2. Уточняем параметры kт и .

(6)

Вт/(м * ⁰С)

(7)

2.3.3. Рассчитываем второе приближение фактора Г1.

(8)

2.3.4.Предварительный расчет показал, что для размещения обмоток требуется сердечник с Г1 = 4.51.

d = 28 mm - внутренний диаметр тора;

D = 40 mm - внешний диаметр тора;

b = 10 mm - высота тора;

s = 0.6 cm² - поперечное сечение магнитопровода;

l_c = 10.7 cm - средняя длина магнитной линии;

l_М = 5.28 cm - средняя длина всей обмотки.

2.3.5. Пересчитываем  и kт.

Вт/(м * ⁰С)

Определение неизвестных из ряда электрических параметров нагрузки:

(9)

В

(10)

В

(11)

В

(12)

А

2.5. Расчет параметров рабочей цепи БМР

2.5.1. Число витков рабочей обмотки:

(13)

(витков)

Выбираем вентиль рабочей цепи по среднему значению тока вентилей:

I_вср = I_HN / 2 = 0.183 / 2 = 0.091 A (14)

U_вобр = E_m = E  / 2 = 174.617 / 2 = 274 B (15)

Диод 2Д254Г. Параметры:

I_пр.max = 0.1 А; I_обр.max = 0.5 мкА;

U_пр = 1 В; U_обр = 300 B.

R_во = U_во /I_во = 300/(0.510^-6) = 610⁸ (Ом) (16)

R_впр = U_впр /I_впр = 1/ 0.1 = 10 (Ом) (17)

H_во = I_во W_p /l_c = 0.510^-63000/(10.710^-2) = 0.015 (A/м) (18)

Проверяем выполнение условия:

(H_N - H_M) >> H_во (19)

(3.2-1.42) >> 0.015; 1.78 >> 0.015

2.6. Расчет коэффициента внешней ОС

2.6.1. Определяем критический коэффициент обратной связи, при котором работа усилителя переходит в релейный режим:

(20)

Ом

Наибольший наклон ДКР на линейном участке:

=0.494

(21)

где Sc = kc*S =

2477Гн

(22)

2.6.2. Задаемся превышением над : n = 3

2.6.3. Определяем коэффициент внешней ОС:

2.7. Расчет параметров цепи ОС

Способ осуществления ОС – по напряжению. Исходя из этого, коэффициент, учитывающий влияние цепочки из ограничивающего и подстроечного резисторов на ток обратной связи, = 0.01  0.001. Зададимся = 0.001.

(23)

410 (витков)

Для обеспечения регулирования глубины ОС витки берутся с запасом  = 1.5 (2476 витков).

Выполняются отпайки от витков, которым соответствуют  = 1,  = 1/1.5, т.е. от 2476-го и 1465-го витков соответственно.

2.8. Расчет параметров цепи входного сигнала

2.8.1. Определяем число витков входной обмотки.

(24)

A

(25)

= 1905 (витков)

2.8.2. Реальное число витков берется с запасом  = 1.3 (2476 виток).

Выполняются отпайки от витков, которым соответствуют  = 1,

 = 1/1.3, т.е. от 1905-го и 1465-го витков соответственно.

2.9. Расчет обмотки смещения

2.9.1. Определяем напряженность переключения.

(26)

= 3.56 А/м

2.9.2. Напряженность срабатывания реле:

(27)

= 7.12А/м

Т.к.К_В1 ,то БМР с нормально отключенными контактами (НО), H_{вх.сраб}0.

Учтем влияние ОС.

(28)

= 14.288 В

(29)

А

(30)

0.7131 А/м (31)

2.9.4. Определяем напряженность смещения.

(32)

–11.051 А/м

2.9.5. Задаемся током смещения: Iсм = 4

2.9.5 Число витков обмотки смещения

(33)

= –296 ( витка )

2.9.5 Входное сопротивление:

(34)

= 2500 Ом

2.9.5 Полное сопротивление цепи смещения:

(35)

6020 Ом

2.10. Расчет диаметров проводов обмоток

2.10.1 Задаем внутренний диаметр тора после помещения сердечника в каркас, намотки всех обмоток, внешней изоляции и пропитки.

d₀ = (0.3  0.5)d = 0.50.028 = 0.014 ( м )

2.10.2. Площадь обмоточного окна:

(36)

2.10.3. Внешний диаметр сердечника с обмотками:

(37)

= 0.047

4. Т.к. основная площадь обмоточного окна занята рабочей обмоткой, то коэффициент заполнения по меди

k_м = k_мр = 0.4

S₀ = 4.4 d l_m = 4.4  0.028  0.053 = 0.006505 ( м ² )

2.10.5. Допустимая плотность тока в обмотках:

(38)

2.10.6. Рассчитываем площади сечений проводов для каждой из обмоток БМР:

2.10.7. Выбираем провода марки ПЭВ-2. Данные проводов для каждой обмотки приведены в табл. 1.

Данные выбранных проводов

Таблица 1

Обмотка		I, A
рабочая		0.203	0.03973	0.05627	0.27	0.32
входная				0.00196	0.05	0.07
обратной связи				0.00196	0.05	0.07
смещения		0.004		0.00196	0.05	0.07

2.11. Конструктивный расчет БМР

2.11.1. Рассчитываем геометрические параметры каркаса.

Т.к. d = 36 мм  20 мм то “толщина” каркаса: _k = 110 ^-3 м

d_k = d - 2_k = 0.028 – 0.002 = 0.026 ( м ) (39)

D_k = D + 2_k = 0.040 + 0.002 = 0.042 ( м ) (40)

b_k = b + 2_k = 0.001+ 0.002 = 0.003 ( м ) (41)

Площадь окна, занимаемого каркасом:

(42)

2. Выбор изоляции.

Изоляция для катушки и между обмотками: пленка из фторопласта-4

(толщина 0.04 мм, пробивное напряжение – 4000 В)

Наружная изоляция:

– Стеклоткань ЛСК-7 (толщина 0.11 мм, пробивное напряжение– 1800 В)

2.11.3. Расчет обмоточного пространства, занимаемого в катушке каждой обмоткой.

Коэффициент намотки:

(43)

k_y = 0.8 – коэффициент укладки;

d_м – диаметр провода для изоляции;

d_и – диаметр провода с изоляцией.

Для рабочей обмотки:

Для остальных обмоток:

Обмоточное пространство, занимаемое в катушке каждой обмоткой:

(44)

2.11.4. Расчет диаметров после намотки каждой обмотки.

Рассчитываем внутренние диаметры после намотки каждой обмотки. Первой наматывается рабочая обмотка, затем входная, обратной связи и смещения в указанном порядке.

(45)

где (i-1) - индекс обмотки, предшествующей данной, обозначенной (i); для первой рабочей обмотки размеру с индексом (i-1) соответствует

2.11.5. Определяем внешние диаметры после намотки каждой обмотки:

(46)

6. Подсчитываем высоту каждой из обмоток b_i.

Рабочие обмотки наматываются отдельно на каждый тор.

(47)

0.02183 м

Остальные обмотки наматываются совместно, т.е. на два сердечника.

Высота входной обмотки:

(48)

0.04413 м

Высоты обмоток обратной связи и смещения.

(49)

= 0.044297 м

= 0.04458 м

Полученные значения и являются истинными :

2.11.7 Определяем среднюю длину витка каждой обмотки.

Средняя длина витка для рабочей обмотки:

(50)

= 0.05966 м

Средняя длина витка для входной обмотки:

(51)

= 0.12392 м

Средние длины витков обмоток обратной связи и смещения:

(52)

= 0.12519 м

= 0.126091 м

2.11.8 Определяем поверхность охлаждения устройства:

(53)

9. Уточняем диаметр провода входной обмотки.

(54)

Сечение выбранного провода больше уточненного сечения

9. Выбираем намоточные станки.

Данные выбранных станков

Таблица 2

b, мм	d, мм		Станок
21.8	12.2	0.32	CНТ-10
44.1	11.57	0.07	СНТ-8
44.2	11.3	0.07	СНТ-8
44.5	11.03	0.07	СНТ-8

2.12. Температурный расчет БМР

2.12.1. Определяем потери в стали.

(55)

где (56)

Вт

2. Определяем потери в меди.

Для этого находим сопротивления обмоток.

(57)

Суммарные потери в меди:

(58)

I_imax - максимальный ток в i-ой обмотке.

3.1

2.12.3. Запас по температуре перегрева:

_зап = _доп - _пер (59)

где _пер = ( Р_м + Р_с ) / ( k_тS₀ ) (60)

_пер = (3.1+0.002 ) / (14.7*0.01) = 20.8

_зап = 60 – 20.8 = 39.182

2.13. Уточнение параметров БМР

2.13.1. Уточняем :

(61)

2.13.2. Уточняем ЭДС питания:

(62)

174.617 В

3. Ток холостого хода:

(63)

А

2.14. Построение характеристики управления БМР

2.14.1. ДКР, записанная в координатах В=В( Н_ ) переводится в координаты U_н=U_н( Н_ ) c помощью выражения:

(64)

Полученные данные приведены в табл. 3.

Таблица 3

H, A/м	B, Тл	Uн, В
–3	1.230	23.46
–2.72	1	38.1
–2.5	0.883	52.02
–2.2	0.7	73.82
–2	0.57	89.29
–1.68	0.4	109.5
–1.5	0.337	117.0
–1.25	0.278	124.06
–1	0.24	128.58
–0.672	0.207	132.5
0	0.17	136.9

Строится характеристика обратной связи:

( 65 )

где

A/м

2. По полученным кривым и известной напряженности смещения строим зависимость Uн = Uн(Нвх), где Нвх определяется:

( 66 )

2.14.3. Осуществляется переход на оси абсцисс от переменной H_вх к переменной I_вх по формуле:

( 67 )

2.15. Определение параметров БМР.

2.15.1. Уточняем токи срабатывания и отпускания.

Ток срабатывания I_вх.ср=0.4 ( mА )

Ток отпускания I_вх.отп=0.2 ( mA )

2. Минимальное и номинальное напряжения на нагрузке:

U_HN = 136.9 В; U_HM = 14.28 В;

2.15.3. Коэффициент возврата:

( 68 )

I_вхn= | I_вх.ср – I_вх.отп | = 0.4-0.2 = 0.2 ( mA ) ( 69 )

P_вх.ср=I ²_вх.срR_вх=( 0.0004 )²  2500 = ( Вт)

P_вх.отп = I ²_вх.отпR_вх=( 0.0002 )²  2500 = ( Вт)

P_вх.п = I ²_вх.пR_вх=( 0.0002 )²  2500 = ( Вт)

P_HN = U_HN ² /R_H = 136.9 ² / 750 = 25 ( Вт )

2.15.4. Временные параметры реле БМР с НО:

( 73 )

где Kз = 1.5;

Bm = Bm/2 = 1.247 / 2 = 0.623 Тл;

Bs = Bmax/2 = 1.32 / 2 = 0.66 Тл;

 =B_m / B_s = 1.3/1.4 = 0.9;

;

= 0.152 c

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.

Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Подробнее