Курсова работа по Констуиране и Технология в Електрониката изработил: проверил



Дата05.12.2018
Размер341.5 Kb.

Курсова работа


по

Констуиране и Технология

в Електрониката

изработил: проверил:

Мирослав Георгиев доц. д-р Антон

II курс електроника С. Георгиев

ФN:060116

Добрич


2011г.
I. Задачи за испалнение:

1. Да се проектира маломощен мрежов трансформатор при следните изходни данни:

U1=220 V;

U1`=127 V;

U2`=U2”=15,3 V;

U3=5,3 V;

U4=12,7 V;

I2`=I2”=1,9 A;

I3=0,6 A;

I4=6,9 A;

f=50 Hz;

Трансформаторът ще работи при нормални климатични условия, в затворено помещение, при непрекъснат режим на работа и е необходимо да бъде с минимална себестойност.

2. Да се проектира печатна платка, като се исползва подходяща принципна схема.

II. Теоретична част:


Трансформаторите са електромагнитни устройства, съдържащи в конструкцията си две и повече намотки, навити една върху друга или една до друга. Изклучение в това отношение правят само автотрансформаторите, притежаващи една намотка, част от която е включена едновременно в първичната и във вторичната електрическа верига. Магнитната връзка между намотките се осигурява с помощта на магнитопровод.

В съвременната електроника се исползват трансформатори, притежаващи разнообразни на параметри, характеристики и конструкции. Голямото разнообразие от трансформатори налага необходимостта от подходящото им класифициране в групи. Това облекчава създаването на методики за тяхното оразмеряване и дава възможност да се изследва влиянието на общите, съществени параметри и характеристики върху конструкцията на трансформаторите. Класификацията им се извършва по различни критерии: предназначение, конструкция, номинална мощтност, система на тока, експлоатационни условия, климатична категория, продължителност на работа и др.

В зависимост от предназначението си, трансформаторите биват: мрежови, съгласуващи, импулсни и автотрансформатори.

Мрежовите трансформатори преобразуват напрежението от захранващата мрежа в напрежение, подходящо за захранванв на различни консуматори, разделяйки ги галванически от мрежата. Тези трансформатори са три типа: маломощни мрежови, мощни (силови) и високоволтови трансформатори. Маломощните мрежови трансформатори са с номинална мощност до 1000 W и напрежение 1000 V.исползват се за захранване на електронни апаратури. Силовите трансформатори се исползват за захранване на радио предаватели, мошни усилватели и дрруги устройства, а изходната им мошност надвишава 1000 W. Високоволтовите трансформатори работят с напрежения над 1000 V. Границите между труте типа мрежови трансформатори са условни. Разделението им е сварзано и с конструктивните им различия – различни феромагнитни материали, различни тип и форма на магнитопровода, различни изолационни материали, проводници и други. Конструкцията на различните мрежови трансформатори зависи и от честотата на захранващото напрежение.

III. Начални изчисления:
От заданието избираме следната схема:

-- Избор на материал и дебилина на стоманата на магнитопровода:
Избираме силициева стомана Э310, понеже ще работим с честота на напрежението 50 Hz избираме дебелина на на листа 0,35 mm.

Поради изискването за минимална себестойност, за тегловното отношение избираме стоиност от диапазона 4,55,5, т.е. =5. Този избор дава възмойност за корекция при контролните исчисления.

Определяме сумарната на мошност на вторичните намотки, исползвайки зададените стойности за токовете и напрейенията във вторичната страна на мрежовия маломощен трансформатор.

W.

Стоийността на тока в първичната страна на мрежовия маломощен трансформатор не е известна, затова, за да се изчисли мощността в първичната страна (), изчисляваме тока, протичащ в първичната намотка. За определяне на пълният ток в първичната намотка , при напрежение =220V, изчисляваме стойността на активната му компонента .



А.

За определяне реактивната компонента натока в първичната намотка (при честота 50 Hz) избираме съотношението (по-високата стойност в диапазона 0,30,4 осигурява по-голям ток в първичната намотка , т.е. по-голям диаметър на проводника в тази намотка , следователно – по-малки загуби в намотката)



A.

Полчените компоненти на тока и заместваме в израза за пълния ток в първичнаа намотка



А.

По аналогичен начин се определя пълния ток в първичната намотка, при захранващо напрежение =127 V.



A;

A;

A.

Изчисляваме мощностите и и типовата мощност в двата случая:



W;

W;

W;

W.

Разликите между стойностите на и се дължи на грешки от закръгляне на използваните данни.

Мощността на трансформатора попада в диапазона 1200 W, поради което избираме магнитопровод с Ш-образна форма, а поради изискването за минимала себестойност, избираме пласинчат магнитопровод, или избрания магното порвод е Ш.

Оразмеряваме Ш-образния магнитопровод с коефициент на формата С=0,7.

За мощност PT=154,665 W избираме плътност на тока в проводниците =3.106A/m2 и амплитудна стойност на магнитната индукция в магнитопровода Bm=1,52, при пласинчат магнитопровод, с честота 50 Hz и стомана Э310.

Заместваме стойностите на коефициента С, честотата f, типовата мощност PT, тегловното отношение , плътността на тока  и амплитудната стойност на магнитната индукция Bm, и исчисляваме минималното сечение SCT, което трябва да притежава магнитопроводът:



m2;

Чрез исчисленото сечение SCT=12,9 cm2, избираме стандартен магнитопровод Ш 25х62. Записваме данните за избрания магнитопровод: у1=25mm, у2=62 mm, у3=12,5 mm, h=62,5 mm, b=25 mm, SCT=13,6 cm2, lCT=21,4 cm, l0=24,8 cm.

-- Исчисляване броя на навивките в намотките:
За мошността PT=154,665 W, честота 50 Hz и Ш-образен магнитопровод,отчитаме пада на напрежението в первичната намотка U1=4,5%.

Изчисляваме електродвижещото напрежение в намотките, чрез израза:



V/навивка.

Определят се навивките в двете части на първичната намотка:



навивки,

навивки.

Отчита се пад на напрежение във вторичните намотки U2 = 7 % (за мощност PT=154,665 W, честота 50 Hz и Ш-образен магнитопровод) и се определя броят на навивките:



навивки;

навивки;

навивки.

Броят на навивките в намотките трябва да бъде цяло число. За целта, броят на навивките в намотката, съдържаща най-малък брой навивки, се закръгля към по-блиското цяло число. Исчислява се относителната грешка при това закръгляне. В същата посока, със същия процент се закръглят навивките на останалите намотки:

Закръгляме навивките на вторичната намотка W2` и W2``в същата посока, със същия процент: W2``=W2``=31.1,0242=31,75; приемаме че W2``=W2``=31 навивки.

Приемаме, че W3=11 навивли,допуснатата при закръглянето грешка е 1,0242% а посоката на закръгляне е нагоре (към по-голямо число).

Закръгляме навивките на вторичната намотка W4 в същата посока, със същия процент: W4=25,73.1,0242=26,40; приемаме че W4=26 навивки.

Закръгляме навивките в първичната намотка, в която тече токът I1, в същата посока, със същия процент: W1=457,73.1,0242=468,81; приемаме че W1=468 навивки.

Закръгляме навивките в първичната намотка, в която тече токът I1`, в същата посока, със същия процент: W1`=264,24.1,0242=270,63; приемаме че W1`=270 навивки.

Определяме навивките в останалата част от първичната намотка:

W1= W1-W1`=468-270=198 навивки.

-- Избор на проводници:


За навиване на намотките, избирам проводници от типа ПЕТ с еднослойна емайллакова изолация. Избирам клас на топлоустойчивост на изолацията до 105С, или избраните проводници на намотките са от типа ПЕТ-1А. За изводите на трансформатора, избирам проводници със силиконова изолация, с диаметър, съответстващ на диаметъра на проводника от съответната намотка.

За определяне на диаметрите di на проводниците в първичната и във вторичните намотки:



mm;

mm;

mm;

mm;

mm.

Използваме получените стойности за диаметрте при избора на стандартни проводници. Избираме проводници с диаметър равен на исчисления (или следващия по ред, по-голям) диаметър на медното сечение:

Проводника на тази част от първичната намотка, през която протича единствено тока I1, избираме стандартен проводник с диаметър 0,557 mm; записваме всички, необходими за по-нататъшните исчисления данни за избрания проводник: d1=0,557 mm; d1ИЗ=0,620 mm; q1=0,25518 mm2; r01=68,6.10-3 /m.

Проводника на тази част от първичната намотка, през която, при захранващото напрежение 220 V - протича тока I1, а при захранващото напрежение 127 V – протича тока I1`, избираме стандартен проводник с диаметър 0,733 mm; записваме данните за избрания проводник: d1`=0,733 mm; d1ИЗ`=0,795 mm; q1`=0,43008 mm2; r01`=40,7.10-3 /m.

За проводника на вторичната намотка, през която протича тока I2= I2`= I2, избираме стандартен проводник с диаметър 0,899 mm; записваме данните за избрания проводник: d2`=d2=0,899 mm; d2ИЗ=0,955 mm; q2=0,63617 mm2;

r02=27,6.10-3/m.

За проводника на вторичната намотка, през която протича тока I3, избираме стандартен проводник с диаметър 0,505 mm; записваме данните за избрания проводник: d3=0,505 mm; d3ИЗ=0,560 mm; q3=0,20428 mm2; r03=85,9.10-3/m.

За проводника на вторичната намотка, през която протича тока I4, избираме стандартен проводник с диаметър 1,713 mm; записваме данните за избрания проводник: d4=1,713 mm; d4ИЗ=1,82 mm; q4=2,3779 mm2;r04=7,35.10-3/m.

-- Разполагане на намоткит. Избор на макара. Избор на изолации между намотките и между редовете в тях:
Тъй като трансформаторите с цилиндрично навити намотки са с малка разсейвана индукция и са по-технологични, избираме цилиндричното разполагане на намотките върху макарата. Не се предвижда секцеониране на намотките, а подреждането на проводника във всяка намотка ще бъде в редове.

Първо се навива първичната намотка, а върху нея – вторичните. Навиваме прожодника d1`, а след това d2. Така, частта от първичната намотка, през която (при включване на ММТ към захранващо напрежение 127 V) може да протече по-големият ток (I1`), остава расположена по-близо до ядрото на магнитоорвода и се охлажда по-добре. Подреждането на трите вторични намотки става по посока на нарастване на диаметъра на проводника, от който са навити – навива се вторичната намотка с най-тънък проводник, т.е. W3. След това се навива W2` и W2``(без значение коя от тях ще бъде първа и коя – втора). Най-външната остава вторичната намотка с най-дебелия проводник, т.е. W4. така намотките, нуждаещи се от по-добро охлаждане остават изтеглени по-навън, а тези през които тече по-малък ток (тези с по-тънък проводник) и не се нуждаят от охлаждане – остават навити във вътрешната част на макарата.

Макарата ще бъде сглобяема, изработена от гетинакс,с дебелина 2,5 mm, диелектрична якост 8 kV/mm и клас на топло устоичивост А(до 105С).

Между редовете в намотките се поставя еднослойна изолация от кондензаторна хартия с дебелина 0,1mm. Подходяща за изолация между намотките е импрегнираната изолационна хартия с дебилина 0,11mm. В съответствие с данните избираме трислойна изолация с дебелина 0,4 mm, поставена между първичната и вторичната намотка.



IV. Контролни изчисления:


-- Конторл за сабиране на намотките:
Височината на намотката hH, част от ширината на прозореца, предназначена за запълване с намотки bH и броя навивки WiP от всяка намотка, от които могат да се сабератна един ред, се определя чрез изразите:

mm;

mm;

навивки на ред; W1P`=71 навивки на ред;

навивки на ред; W1P=91 навивки на ред;

навивки на ред; W`= W2P=59 навивки на ред;

навивки на ред; W3P=100 навивки на ред;

навивки на ред; W=31 навивки на ред;

Изчисляваме броя на редовете Сi във всяка от намотките:



; приемаме С1`=3 реда;

; приемаме С1=2 реда;

; приемаме С2`= С2=1 ред;

; приемаме С3=1 ред;

; приемаме С4=1 ред;

Изчисляваме дебелината на Аi на всяка от намотките и тяхната общя дебелина А0:



mm;

mm;

mm;

mm;



mm;
Заместваме получената стоиност за А0 и изчисляваме коефициента на запълване и проверяваме изпълнението на условието

.

-- Контролиране теглото на активните материали:


Изчисляваме теглото на медта и стоманата



g.
g.

Изчисляваме тегловното отношение :



.

Действителната стойност на  е в границите 26, а разликата между приетата и действителната стойност на тегловното отношение е по-малак от 50%.

-- Контролиране коефициента на полезно действие:
Определяме загубите в медта РМ200V при захранващо напрежение 220 V:



W

Определяме загубите в медта РМ127V при захранващо напрежение 127 V:





W.

Определяме коефициента на специфични загуби в стоманата. За стомана Э310, дебелината на листа 0.36 mm и честотата 50 Hz отчитаме за индукция B=1,6T, коефициент на специфичните загуби pС=2,15; за индукция B=1,7T, коефициент на специфичните загуби pС=2,5. Чрез опроксимация на посочените два коефициента на специфични загуби, за индукция 1,63Т определяме pС=2,26. Определяме загубите в магнитопровода:



W.

Чрез получените стойности за загубите в стоманата и медта изчисляваме коефициента на полезно действие  на трансформатора при включването му към захранващо напрежение 220 V и включването му към 127 V:



%;

%.

Сравняваме получените коефициенти на полезо действие с препорачителните стойности. При мощност =154,675 W, и двете стойности на к.п.д. попадат в препоръчания диапазон =0,900,95.

-- Контролиране на загряването:
Определяме охлаждащата повърхност на трансформатора:

m2.

За исчисляването на максималната температура ТMAX220V, С на повърхността на ММТ при захранващо напрежение 220 V:



С.

Исчисляваме на максималната температура при захранващо напрежение 127 V:



С.

Изчисляваме максималната температура във вътрешността на ММТ.тъй като коефициентът на запълване е в средата на диапазона 0,70,9, а типовата мощност на ММТ е далеч от стойността 200 W (която се счита за граница над която загряването е достатъчно голямо, за да се промени формата на магнитопровода от Ш-образен в П-оразен), от диапазона 1030С избираме стойността 25С:



°С;

°С.

Получената максимална температура във вътрешността на ММТ не превишава топлоустойчивостта на използваните диелектрици(105°С).

V. Графична част:

VI. Използвана литература:


1. доц. д-р инж. Антон С. Георгиев, Тъководство за семинарни упръжнения и курсова работа по Констроиране и Технология в Електрониката, Варна 2006г.
2. инж. Александър Я. Савов, Мощни Нискочестотни Усилватели, София, Техника 1987г.
3. доц. к. т. н. инж. Слава Н. Русева, инж. Карекин С. Папазов, ЕСКД Справочник по конструкторска документация оформяне и изисквания – второ преработено и допълнено издание, София, Техника 1987.
Каталог: files -> files
files -> Р е п у б л и к а б ъ л г а р и я
files -> Дебелината на армираната изравнителна циментова замазка /позиция 3/ е 4 см
files -> „Европейско законодателство и практики в помощ на добри управленски решения, която се състоя на 24 септември 2009 г в София
files -> В сила oт 16. 03. 2011 Разяснение на нап здравни Вноски при Неплатен Отпуск ззо
files -> В сила oт 23. 05. 2008 Указание нои прилагане на ксо и нпос ксо
files -> 1. По пътя към паметник „1300 години България
files -> Георги Димитров – Kreston BulMar
files -> В сила oт 13. 05. 2005 Писмо мтсп обезщетение Неизползван Отпуск кт


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница