Xreferat.com » Рефераты по коммуникации и связи » Броневой трансформатор

Броневой трансформатор

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Министерство образования и науки Украины

Харьковский национальный университет радиоэлектроник

Кафедра ПЭЭА


КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по предмету: Элементная база ЭА

на тему: Броневой трансформатор


2009

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра ПЭЭА

Специальность ВЕЗ


ЗАДАНИЕ

на курсовой проект студента

Горобцова Андрея Владимировича


1.Тема проекта: Трансформатор

2. Срок сдачи проекта: 2.12.2009

3. Исходные данные по курсовому:

UБроневой трансформатор=220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

UБроневой трансформатор=5В-напяжение первой вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=1А-ток первой вторичной обмотки;

UБроневой трансформатор=8В-напряжение второй вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

UБроневой трансформатор=13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=0.1-третьей вторичной обмотки.

Годовой выпуск n=250000шт./год.

Руководитель: Коняева О. Л.

СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1. Анализ ТЗ

2. Выбор направления проектирования

3. Электрический и конструктивный расчет

3.1 Расчет броневого трансформатора

4. Эскизная проработка элемента и обоснование принятых решений

5. Уточнение и описание конструкции

Паспорт

Выводы

Перечень ссылок


ВВЕДЕНИЕ


За, последние годы широкое применение получила радиоэлектронная техника, характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изделий. Среди которых трансформаторы составляют весомую и неотъемлемую часть.

Они выполняют ответственную функцию – преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока –и занимают важное место среди элементов радиоэлектронной аппаратуры.

UБроневой трансформатор=220В-напряжение цепи питания ;

f=50Гц-частота сети питания ;

UБроневой трансформатор=5В-напяжение первой вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор= 1А-ток первой вторичной обмотки ;

UБроневой трансформатор=8В-напряжение второй вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор=0.5 А-ток второй вторичной обмотки ;

UБроневой трансформатор=13В-напряжение третьей вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор=0.1-третьей вторичной обмотки .

Годовой выпуск n=250000шт./год.

К примеру, идеальный трансформатор осуществляет трансформацию напряжений или токов, что позволяет получить требуемое напряжение, согласовать напряжение и ток первичной цепи с сопротивлением нагрузки вторичной цепи или дать вторичное напряжение, требующееся для создания вторичного источника питания РЭА.

Благодаря этим достоинствам трансформаторы успешно используются в таких радиоэлектронных устройствах, к которым предъявляются повышенные требования точности и стабильности электрических и эксплуатационных параметров.

Трансформаторы используются в электронной аппаратуре, различных системах автоматического управления и регулирования, в электрооборудовании транспорта и измерительной технике. При помощи трансформаторов можно не только преобразовать электрическую величину, но и реализовать требуемую функциональную зависимость между этими величинами.

В этом курсовом проекте решается задача конструирования маломощного броневого трансформатора, предназначенного для работы в вычислительной техники. Вся трудность заключается в том, что трансформаторы имеют большие габариты, массу что значительно ограничивает их применение. То есть данный курсовой проект является вкладом в процесс развития маломощных трансформаторов.


1. АНАЛИЗ ТЗ


Согласно технического задания необходимо спроектировать трансформатор с такими характеристиками

UБроневой трансформатор=220В-напряжение цепи питания ;

f=50Гц-частота сети питания ;

UБроневой трансформатор=5В-напяжение первой вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор=1А-ток первой вторичной обмотки ;

UБроневой трансформатор=8В-напряжение второй вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор=0.5 А-ток второй вторичной обмотки ;

UБроневой трансформатор=13В-напряжение третьей вторичной обмотки ;

IБроневой трансформатор=0.1-третьей вторичной обмотки

Годовой выпуск n= 250000шт./год.

По условиям ТЗ проектируемый трансформатор предназначен для вычислительной техники. По ГОСТ 15150-69 он относится к первой группе исполнения УХЛ, категория размещения КР-4.2 (аппаратура, предназначенная для эксплуатации в помещениях с искусственным климатом). Общие нормы климатических воздействий на РЭА для исполнения УХЛ приведены в таблице 1.1.


Таблица 1.1 – Общие нормы климатических воздействий на РЭА

Исполнение

Категория

размещения

Воздействия температуры, °С Воздействия относительной влажности, %


Рабочие Предельные Рабочие


Верхн. Нижн. Ср. Верхн. Нижн. Верхнее
УХЛ 4.2 +35 +10 +20 +40 +1 98% при 25°С

В соответствии с ГОСТ 25467-82 РЭА должна выдерживать нормативные воздействия, приведенные в таблице 1.2.


Таблица 1.2 – Вычислительная РЭА. Нормы климатических и механических воздействий для 1-й группы

Вид воздействия, характеристики Нормы воздействий

Прочность при транспортировании:

ускорение,g

длительность ударного импульса, мс

число ударов, не менее


15

11

1000

Теплоустойчивость:

рабочая температура, °С

предельная температура, °С


40

55

Пониженное атмосферное давление, кПа 70

Холодоустойчивость:

предельная температура, °С


-40

Влагоустойчивость:

влажность, %

температура, °С


93

25


Будущий трансформатор должен быть согласно заданию по климатическому исполнению эксплуатирован в климатических районах с умеренным климатом в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях.

В конструкции трансформатора имеется сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и малым уровнем потерь и возможно большей индукцией насыщения Обычно для трансформаторов питания применяются разрезные сердечники, полученные из набора отдельных пластин. Разрезные сердечники требуют введения дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих их сжатие и механическое соединение для уменьшения воздушного зазора. Сердечник обычно изготавливают из стальной ленты и пластин, а также из пермалоя и феррита. Для исключения контакта между слоями ленты и пластин, приводящего к увеличению потерь в сердечнике, который имеет конечную толщину. Поэтому высокой магнитной проницаемостью обладает только часть сечение сердечника, чем более тонкие ленты используется в сердечнике.

Изготовить трансформатор, одновременно удовлетворяющий требованию минимальной массы, стоимости, перегрева, и падения напряжения, невозможно. Например, если предъявляется требование минимальной стоимости, то в связи с тем, что стоимость проводов (меди) значительно выше сердечника (стали), выгоднее увеличить размеры и массу сердечника и уменьшать окно.

Если же важно, чтобы трансформатор имел минимальную массу, то следует уменьшить сечение сердечника и увеличивать окно, а необходимый режим работы сердечника обеспечивать, увеличивать число витков.

Лучшие магнитные свойства имеют ленточные сердечники, у которых направление магнитных силовых линий совпадает с направлением проката. Кроме того, в них можно использовать очень тонкие ленты толщиной до 0,01 мм. Ленточные разрезные сердечники в настоящее время нормализованы.

Основными требованиями к магнитному материалу, применяемому в трансформаторах питания , являются высокая индукция насыщения и малые потери . Для маломощных трансформаторов, питающихся напряжением частотой 50-400 Гц, основным требованием является высокая индукция насыщения. При увеличении размеров трансформаторов объём сердечника увеличивается быстрее, чем поверхность охлаждения .

При использовании ленточных проводников увеличивается коэффициент заполнения , не возникает пустот между обмотками, значительно улучшается теплоотвод, увеличивается долговечность трансформатора и способность выдерживать перегрузки .


2. выбор направления проектирования


Конструкция заданного маломощного трансформатора в большей мере зависит от заданных характеристик. Следовательно, после анализа технического задания стало известно, что конструируемый трансформатор должен иметь следующие исходные данные: UБроневой трансформатор=220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

UБроневой трансформатор=5В-напяжение первой вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=1А-ток первой вторичной обмотки;

UБроневой трансформатор=8В-напряжение второй вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

UБроневой трансформатор=13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

IБроневой трансформатор=0.1А-ток третьей вторичной обмотки .

Годовой выпуск n= 250000шт./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 .

На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается стержневой трансформатор.

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

Учитывая недостатки в существующих трансформаторах, относительно проектирования выбираем следующие направления:

Для стяжки трансформатора используем обойму специальной формы ;

Фиксация всей конструкции к основанию происходит болтовыми соединениями ;

Токосъем выполним в виде паянного соединения контактов трансформатора с отводящими элементами;

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 броневого трансформатора


1 Определение суммарной мощности вторичных обмоток (габаритная мощность) трансформатора по формуле (5.1)


Броневой трансформаторPБроневой трансформатор = Броневой трансформаторБроневой трансформатор, (5.1)


Где n-число вторичных обмоток

Подставляем значения на основе исходных данных и определяем суммарную мощность вторичных обмоток :


PБроневой трансформатор=5*1+8*0.5+13*0.1=5+4+1.3=10.3 ВА


2 Выбираем конфигурацию магнитопровода .

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

В качестве материала для магнитопровода выбираем сталь Э310 с толщиной ленты 0.35мм

3Определение ориентировочных величин

Находим индукцию по таблице 5-1

В=1.55тл– индукция;

d=3.5 а/ммБроневой трансформатор- плотность тока , на основании таблицы5.2–Таблица плотности тока ;

kБроневой трансформатор=0.13-коеффициент заполнения окна , из таблицы 5.3- Таблица зависимости коэффициента конфигурации магнитопровода

kБроневой трансформатор=0.93– коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью, из таблицы5.4- Коэффициент заполнения окна от сечения магнитопровода сталью.

По формуле (5.2) определяем произведение сечения стали магнитопровода на площадь его окна . Однозначно определяет требуемый типоразмер магнитопровода :


SБроневой трансформаторSБроневой трансформатор=Броневой трансформатор , (5.2)


Тогда , подставив значения , получим :


SБроневой трансформаторSБроневой трансформатор=Броневой трансформаторБроневой трансформаторсм4.


5 Из таблицыП2-2 (1) выбираем магнитопровод: ШЛМ16*20, у которого SБроневой трансформаторSБроневой трансформатор=7.5см4, SБроневой трансформатор=3.20см2– активная площадь сечения магнитопровода ; GБроневой трансформатор= 0.210кг- вес магнитопровода ;

Габаритные размеры:


h=26,0мм;

a=16,0мм;

c=9,0мм;

C=50,8мм;

H=42,4мм;

B=20,0мм;


6 По формуле (5.6) и кривой , рисунок5.2определяем потери в стали для индукции В=1,55 (Тл).

РБроневой трансформатор= рБроневой трансформатор * GБроневой трансформатор, (5.6)


Где рБроневой трансформатор- удельные потери ( на 1 кг стали );

GБроневой трансформатор- масса магнитопровода.

Тогда


РБроневой трансформатор=4*0.21=0.84 Вт .


7 По формуле1.59 находим активную составляющую тока холостого хода при максимальном напряжении питающей сети В).


(UБроневой трансформатор=220).

I Броневой трансформатор = Броневой трансформатор, (1.59)


Где РБроневой трансформатор-полные потери в стали ;


I Броневой трансформаторБроневой трансформатор=0.003А


8 Находим полную намагничивающую мощность в стали по формуле(1.62) и кривой рисунок 5.2 .


Q Броневой трансформатор= q Броневой трансформатор* GБроневой трансформатор, (1.62)


где q Броневой трансформатор-полная удельная намагничивающая мощность , (q Броневой трансформатор= 20В*А/кг на основании рисунка5.2 ).

Тогда:


Q Броневой трансформатор=20*0.210=4.2 В*А


9 По формуле1.61находим реактивную составляющую тока холостого хода (UБроневой трансформатор=220 В).


I Броневой трансформатор=Броневой трансформатор, (1.61)


Где QБроневой трансформатор- намагничивающая мощность ,мощность которая необходима для создания в магнитопровода трансформатора заданного значения магнитной индукции .

Значит


I Броневой трансформатор=Броневой трансформатор А .


10 Находим абсолютное и относительное значение тока холостого хода.

а) по формуле (1.60):


IБроневой трансформатор=Броневой трансформатор , (1.60)


Тогда


IБроневой трансформатор=Броневой трансформатор=0.019 А ;


б) по формуле (5.7):


I Броневой трансформатор= Броневой трансформатор = Броневой трансформатор , (5.7)

где Броневой трансформаторБроневой трансформатор-суммарная мощность вторичных обмоток

Броневой трансформатор=0.6 –из таблицы5.5;

cos Броневой трансформатор=0.9 -из таблицы 5.5.


I Броневой трансформатор=Броневой трансформатор А.


Ток холостого хода выразим в процентах по формуле (5.8).


I %=Броневой трансформатор , (5.8)


тогда

I %=Броневой трансформатор %.что допустимо


11 По формулам (5.8)-(5.11) и таблице 5.6находим число витков обмоток :


Броневой трансформаторБроневой трансформатор=Броневой трансформатор, (5.8)

EБроневой трансформатор=UБроневой трансформатор(1-∆U%*0.01)Э.Д.С. первичной обмотки; (5.11)

EnUn(1-∆U%*0.01) Э.Д.С. вторичных обмоток ; (5.12)

EБроневой трансформатор=220(1-13*0.01)=191.4

E=5(1+25*0.01)=6.25

E=8(1+25*0.01)=10

E=13(1+25*0.01)=16.25

Броневой трансформатор Броневой трансформатор= Броневой трансформатор = 1738 витков ; Броневой трансформаторБроневой трансформатор = Броневой трансформатор =56 витков ;

Броневой трансформаторБроневой трансформатор=Броневой трансформатор =90 витков ;

Броневой трансформаторБроневой трансформатор=Броневой трансформатор = 147 витков .


По формуле (2.3) и таблице 5.12 находим ориентировочные значения величины плотности тока и сечения проводов обмотки .


SБроневой трансформатор =Броневой трансформатор , (2.3)


Где Броневой трансформатор-плотность тока (по таблице 5.2 Броневой трансформатор= 1.9-1.3 А/ммБроневой трансформатор ) :


Броневой трансформаторБроневой трансформатор = 3.5 А/ммБроневой трансформатор; Броневой трансформаторБроневой трансформатор=3.8 А/ммБроневой трансформатор ; Броневой трансформаторБроневой трансформатор=3.7 А/ммБроневой трансформатор ; Броневой трансформаторБроневой трансформатор=3.6 А/ммБроневой трансформатор;

S Броневой трансформаторБроневой трансформатор= Броневой трансформатор ммБроневой трансформатор;

S Броневой трансформаторБроневой трансформатор= Броневой трансформатор ммБроневой трансформатор;

S Броневой трансформаторБроневой трансформатор= Броневой трансформатор ммБроневой трансформатор;

SБроневой трансформаторБроневой трансформатор=Броневой трансформатор ммБроневой трансформатор.


13 Выбираем стандартные сечения и диаметры проводов ПЭВ-2 из таблицы П1-1 Номинальные данные обмоточных проводов круглого сечения .

Расчётное сечение , ммБроневой трансформатор:


SБроневой трансформаторБроневой трансформатор= 0.022ммБроневой трансформатор ;

SБроневой трансформаторБроневой трансформатор= 0.27 ммБроневой трансформатор;

SБроневой трансформаторБроневой трансформатор= 0.13 ммБроневой трансформатор;

SБроневой трансформаторБроневой трансформатор=0.028 ммБроневой трансформатор.


Номинальный диаметр проволоки по меди , мм :


dБроневой трансформаторБроневой трансформатор= 0.17мм ;

dБроневой трансформаторБроневой трансформатор= 0.59 мм ;

d Броневой трансформатор

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

Похожие рефераты: