Материал: 847
75
3. Рассчитывается сечение магнитопровода
Sc = 7 |
|
|
P4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
. |
(3.6.9) |
|
(M |
B f |
)4 (K |
|
M |
|
N |
к |
)2 |
|||
|
|
р 1 |
|
S |
|
j |
|
|
|
|
Здесь B = B — относительная рабочая индукция МЭ, зна-
B0
чение В берется рассчитанным по выражению (3.6.5) с условием
B ≤ BS .
4. Определяется плотность тока
|
|
|
j = |
M j |
|
|
Nк |
|
. |
(3.6.10) |
|||
|
|
|
K |
S |
S0,5 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|
|
|
Здесь значение Sc |
|
рассчитано по (3.6.9). |
|
||||||||||
5. Сечение проводников обмоток (без изоляции): |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
Sni = Iiн |
|
j . |
|
|
(3.6.11) |
|||
Здесь Iiн — номанальный ток i-й обмотки, |
|
||||||||||||
j |
— плотность тока по (3.6.10). |
|
|||||||||||
Должно быть Sni |
|
≤ Snf |
по (3.4.1); |
при Sni > Snf |
проводник |
||||||||
нужно расщиплять (см. примеры в разделе 4). |
|
||||||||||||
6. Число вольтна 1 виток, индуцируемое в магнитопроводе: |
|||||||||||||
|
uw = |
Mр Sc B f1 |
, [В вит]. |
(3.6.12) |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
n0 кок |
|
|
|
|
|
|
|||
7. Линейные размеры магнитопровода: |
|
||||||||||||
a = |
Sc |
= |
Sc |
|
|
|
|
|
|
h = a z , |
|
||
y , b |
a |
, |
c = a x , |
(3.6.13) |
|||||||||
где Sc рассчитано по (3.6.9).
Полученные значения округляются до стандартных, последние цифры которых — четные, 0 и 5.
Поскольку магнитопроводы МЭ всех известных типоисполнений (Б, С, Т, Ч и др.) выпускаются серийно с линейными размерами по ГОСТу, то целесообразно выбрать в справочной литера-
76
туре [1, 4, 5, 7, 9 идр.] магнитопровод с параметрами, близкими к рассчитанным по (3.6.13), стараясь выполнять тождества:
h c |
= |
|
hф cф |
— прямоугольные сечения Sc ; |
|||||||
a b |
aф bф |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||
h c |
= |
hф cф |
|
— круглые сечения Sc ; |
|||||||
a2 |
|
aф2 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
c2 |
= |
|
|
cф2 |
— тороиды; |
||||||
a b |
a |
ф |
b |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ф |
|
||||
c2 |
= |
cф2 |
|
|
— тороиды с круглым Sc . |
||||||
|
aф2 |
|
|
||||||||
a2 |
|
|
|
|
|
|
|||||
Параметры серийных стандартных магнитопроводов приведены в Приложениях.
Если значения a, b, c, h стандартного магнитопровода, выбранного по справочной литературе после определения расчетных величин по (3.6.13), отличаются на ±20%, то нужно опреде-
лить фактическую величину сечения |
|
Sсф = aф bф — прямоульные формы, |
(3.6.14) |
Sсф = πaф2 
4 — круглые
иуточнитьзначенияиндукциииплотноститока, найденныеранее:
B |
= |
B |
|
|
M B |
Nc |
, |
|
(3.6.15) |
|||
|
|
f |
γ |
|
||||||||
ф |
0 |
|
|
S0,5 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
сф |
|
||||
|
j |
= |
|
M |
|
|
|
Nк |
. |
(3.6.16) |
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
ф |
|
|
|
|
j |
|
KS Sсф0,5 |
|
|||
8. Число витков обмоток:
Трансформатора напряжения:
W1 = U1н uw , W2i = U2нi 1,05 uw , |
(3.6.17) |
Трансформатора тока:
W1 = U1н uw , W2 = W1 I2н , I1н
77
где U1н, U2нi , I1н , I2н — номинальные значения напряжения и
тока первичной и i-й вторичной обмоток, известны по исходным данным.
Дросселя:
|
|
|
L |
|
|
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
||||
W1 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
μa |
+ 0,8 10 |
|
δ , |
(3.6.18) |
||||||||
|
S |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
c |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формула получена из (6.2.6). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Здесь L, δ заданы исходными условиями, Sc , Lc |
и μа нужно |
||||||||||||||||||||||
определять. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, для броневого магнитопровода на рис. 3.6.1, а |
|||||||||||||||||||||||
длина силовой линии Lc |
будет равна |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
Lc |
= |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
πa |
|
|
|
|
(3.6.19) |
||||||||
|
2 h + c |
|
|
4 |
|
. |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Магнитная проницаемость дросселя μа |
находится, как |
||||||||||||||||||||||
μ |
а |
= |
|
B |
= |
B Lc |
. |
|
|
|
|
(3.6.20) |
|||||||||||
H |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
W |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1н |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
Если подставить μа из (3.6.20) в (3.6.18), то получим: |
|||||||||||||||||||||||
W 2 = |
L I1н W1 |
+ 0,8 106 δ, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Sc B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
2 |
− AW1 − D = 0, |
|
|
||||||||||||||
где |
|
|
W1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
L I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
(3.6.21) |
|||
A |
= |
|
|
|
|
1н |
, D = 0,8 106 δ |
|
|||||||||||||||
|
|
Sс |
B |
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Теперь из (3.6.21) получаем: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
W = 0,5 (A + |
|
|
A2 + 4D ). |
(3.6.22) |
|||||||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
При определении W1 дросселя по (3.6.22) нужно подставлять |
|||||||||||||||||||||||
В, найденное по (3.6.15), Sс |
|
— по (3.6.14), значение I1н должно |
|||||||||||||||||||||
быть задано. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Витки обмоток магнитных усилителей: |
|
||||||||||||||||||||||
W = W |
|
|
|
= U |
1н |
u |
|
|
|
|
|
|
(3.6.24) |
||||||||||
1 |
|
|
|
|
ос |
|
|
|
|
|
|
w . |
|
|
|
||||||||
Wy = W1I1н I yн |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
78
Здесь I1н и I yн должны быть заданы в исходных данных на расчет МУ.
9. Расчет конструктивных размеров катушки
Эти расчеты хорошо описаны в [1, 3, 4, 5, 9]. Здесь они будут показаны на примере расчета конструктива катушки дросселя электромагнитного с броневым магнитопроводом (самый простой вариант).
Предварительно должен быть выбран материал для обмоток и материал изоляции (каркас, межслойная, межкатушечная). Для нашего примера будем считать, что обмотка дросселя выполнена на пластмассовом каркасе с толщиной стенок к, сечение ее провода круглое диаметром с изоляцией dnu и между слоями прокладывается изоляци-
онная лента толщиной |
сл. Все конструктивные параметры катушки, |
|
рассчитываемые ниже, показаны на рис. 3.6.1. |
|
|
Выполняются следующие расчеты. |
|
|
1. Высота для одного слоя (ряда) витков обмотки в катушке |
||
hсл |
= (hк = h nh )− 2 к, |
(3.6.25) |
где к — толщина каркаса катушки; для напряжения до 1 кВ |
|
|
|
к = 2 мм. |
(3.6.26) |
2. Число витков в слое
Wсл = hсл кук 
dпи ,
округляется до целого числа.
Здесь кук — коэффициент укладки, учитывающий неплотность
прилегания витков.
Для тороидов кук 0,8.
Для остальных конструкций при рядовой намотке витков он зависит от диаметра круглого провода или толщины шинки:
Таблица 3.6.4
dп и= ап и , мм |
≤ 0,2 |
0,2 0,5 |
0,5 0,8 |
0,8 1 |
> 1 |
|
|
|
|
|
|
кук |
0,9 |
0,93 |
0,95 |
0,9 |
0,85 |
79
M 0
0
Рис. 3.6.1
79