Материал: 847

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

120

Примечание. В приближенных расчетах параметра L можно исключить определение величины j , приняв ее значения для естественного охлаждения 2 А/мм2 и для охлаждения с воздушным обдувом 2 3 А/мм2.

5.

Сечение провода без изоляции:

 

 

 

 

Sn

=

I

=

 

5

 

2,3 мм2.

 

 

 

 

 

2,18

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

6.

Максимальное число витков обмотки дросселя

W =

Sккзк

=

Snc nh кзк

 

=

h c кзк

 

=

50 32 0,35

= 243,5 244 .

 

 

 

 

 

 

 

Sn

 

Sn

 

 

 

 

 

Sn

2,3

 

Здесь nc = nh =1, так как заполнение окна полное.

7. Расчетная максимальная индуктивность дросселя по

(2.2.6):

L =

(S

c

= к

зс

a b) W 2

=

 

 

0,85 20 40

106 2442

 

=

L

 

μ

 

+ 0,8 106 δ

 

103 0,45 102

+0,8 106 1,0 103

 

 

a

195

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

40,

= 0,048 Гн.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43,3 +800

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь

приняты:

 

минимальная толщина зазора δ =1

 

мм

и усредненная магнитная

проницаемость

электростали

3425

μа =0,45 102 Гн/м.

 

 

 

 

 

 

 

 

Если рассчитанная индуктивность дросселя окажется недостаточной для выполнения его функций в электрической схеме, то ее можно увеличить путем увеличения сечения Sс за счет исполь-

зования нескольких сердечников.

Увеличение числа витков обмотки дросселя наиболее эффективно увеличивает индуктивность (квадратичная зависимость), но для этого нужно уменьшить сечение провода (иначе не войдут новые витки в окно магнитопровода). Это возможно при использовании дросселя в цепях с меньшими токами, чем принято для расчетов индуктивности.

121

4.6Пример раскладки проводников в окне тороидального сердечника

В результате расчетов для магнитного элемента — трансформатора получены показатели:

а. Размеры магнитопровода (тороида), в мм:

а = 20, b = 40, с = 50.

б. Для обмоток катушки:

W1 = 84, W2 = 28,

Sn1 = 4 мм2, Sn2 = 12,8 мм2, Snf = 2,1 мм2 (без изоляции!).

Поскольку Sn1 больше Snf в 2 раза и больше Sn2 в 6 раз, предварительно решено: мотать обмотку W1 двумя параллельными проводниками стандартным проводом марки ПЭВ-2 с сечением Sn1 = = 1,91 мм2 и диаметром d1и = 1,61 мм (табл. П.14).

Вторичную обмотку W2 мотать многожильным проводом или кабелем с числом жил nж 5.

Диаметр многожильного провода вторичной обмотки с учетом изоляции d2и определяется по формуле:

d

2u

=

4

 

Sn2

+ 2

и

,

(4.6.1)

 

 

 

 

π

 

кзж

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Sn2 — расчетное сечение вторичной обмотки, мм2 (в нашем

примере Sn2 = 12,8 мм2);

кзж — коэффициент заполнения сечения многожильного

провода, при nж 5 нужно принимать кзж = 0,8.

и — толщина изоляции многожильного провода; для напряжений до 1 кВ и =1 мм.

Для нашего примера получается:

d2u =

4

 

12,8

+ 2 1 5,6 мм.

π

 

 

0,8

 

Дальше ведется раскладка проводников в окне тороида. Для круглого окна длины слоев и числа витков в слоях будут уменьшаться по мере приближения к центру окна (рис. 4.6.1), чего не происходит для окон с прямоугольным сечением.

122

Раскладка первичной обмотки

Длина первого слоя укладки W1:

 

 

 

LC11 = π(c 2 к ),

 

(4.6.2)

где к — толщина изоляционного каркаса катушки.

 

Среднерасчетное значение

к

=1 мм.

 

 

Получается: LC11 = π(50 2,1) =150,7 151 мм.

 

Число витков в первом слое:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

=

LC11 кук

.

 

(4.6.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C11

 

 

nn1

d1u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Здесь nn1 — число провдников в сечении Sn1, выбрано выше

nn1 = 2 при d1u

= 1,61 мм; намотка ведется двумя проводниками,

укладываемыми рядом;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кук — коэффициент укалдки проводников, его значения в

табл. 3.4.4; при d1u 1 мм, кук

= 0,85.

 

 

 

Получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W

 

=

151 0,85

40 витков.

 

 

 

 

 

 

 

C11

 

 

 

2

1,61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку

(WC11 = 40) < (W1 = 84) , нужны

последующие

слои укладки первичной обмотки.

 

 

 

 

 

 

 

Для второго слоя W1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC12 = π[c 2(

к + d1u + c ].

(4.6.4)

LC12 = π[50 2(1+1,61+0,1)] 140 мм.

 

Здесь c = 0,1 мм, межслойная изоляция, в среднем для всех

конструкций до 1 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число витков второго слоя W1:

 

 

 

 

 

 

 

L

 

к

ук

 

 

140 0,85

 

 

 

W

=

 

 

C12

 

 

=

 

 

 

37 .

(4.6.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C12

 

 

 

 

nn1 d1u

 

 

 

2 1,61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

123

Число витков обмотки W1 для третьего слоя:

WC13 =W1 WC11 WC12 = 84 40 37 = 7.

Чтобы не укладывать эти 7 витков в третий слой, целесооб-

разно увеличить исходный размер окна на величину

c , обкспе-

чивающую укладку всех витков W1 в 2 слоя.

 

Значение c вычисляется по формуле:

 

c

=

nn1 d1u WC13

=

2 1,61 7

4 мм.

(4.6.6)

 

 

 

к

ук

π n

 

0,85 π 2

 

 

 

 

c1

 

 

 

 

Далеебудемсчитать, чтопринятаяранееширинаокнас= 50 мм,

будет равна 54 мм: увеличено на

c = 4 мм.

 

Раскладка вторичной обмотки

Для первичного слоя обмотки W2 диаметром d2u остается длина LC 21:

LC 21 = π(c 2(

 

к + nc1 d1u +

c (nc1 1) + мо).

(4.6.7)

Здесь nc1 — число слоев перивчной обмотки;

 

мо — толщина межобмоточной изоляции;

 

 

мо 0,2 мм (лакоткань и др.).

 

Получаем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC 21 = π(54 2(1+ 2 1,61+0,1 1+ 0,2) 141 мм.

 

Число виков в первом слое W2:

 

 

 

 

 

L

 

к

ук

 

141 0,85

 

 

W

=

 

C 21

 

=

 

 

 

21.

(4.6.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

C 21

 

nn2 d2u

 

2

5,6

 

 

 

 

 

 

 

На второй слой обмотки остается витков:

WC 22 =W2 WC 21 = 28 21 = 7 .

Это число витков уложится во втором слое W2 и даже не заполнит его полностью. Проверим сказанное.

 

 

 

 

 

 

124

 

 

Длина для второго слоя W2:

 

 

LC 22 = LC 21 2(d2u +

c ) π =1412(5,6 +0,1) π 105 мм.

Потребуется длина для укладки WC 22 :

 

 

L

 

= WC 22 d2u

= 7 5,6 46,1 мм,

(4.6.9)

 

C 22ф

 

 

 

кук

0,85

 

 

 

 

 

 

 

 

что составляет от LC 22 :

 

 

 

 

 

 

 

 

LC 22ф 100% = 46,1 100% = 44% .

 

 

LC 22

 

 

 

 

105

 

 

Эскиз раскладки приведен на рис. 4.6.1.

 

 

 

LC 21

 

 

 

 

 

 

мо

 

LC 22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

мо

 

 

 

 

 

 

 

cкв

 

 

 

c

• •

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC12

к

 

 

 

 

 

 

 

LC11

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.6.1

 

Фактическая внутренняя толщина катушки скв

 

Формула для ее определения по рис. 4.6.1:

 

скв = к + nсл1 d1u + c (nсл1 1) + мо + nсл2 d2u + c (nсл2 1) + мо.

Получаем:

 

 

 

 

 

 

 

(4.6.10)

 

 

 

 

 

 

 

 

cкв =1+ 2 1,61+0,1(2 1) +0,2 + 2 5,6 + 0,1(2 1) + 0,2 =15,8 16 мм.

Диаметр технологического окна d0 :

 

 

d0 = c 2 cкв = 54 2 16 = 22 мм.