Броневой трансформатор

1. АНАЛИЗ ТЗ

Согласно технического задания необходимо спроектировать трансформатор с такими характеристиками

U=220В-напряжение цепи питания ;

f=50Гц-частота сети питания ;

U=5В-напяжение первой вторичной обмотки ;

I=1А-ток первой вторичной обмотки ;

U=8В-напряжение второй вторичной обмотки ;

I=0.5 А-ток второй вторичной обмотки ;

U=13В-напряжение третьей вторичной обмотки ;

I=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 .