3.1 Расчет электрических параметров.

Определяем габаритную мощность дросселя (типовую мощность, определяющую габаритные размеры сердечника) по формуле (3.1) [4]

S = , (3.1)

где L=0.4 Гн- заданная индуктивность дросселя; I=1.2 А заданный рабочий ток ; f=800 Гц-рабочая частота.

Подставляем значения на основе исходных данных и определяем габаритную мощность дросселя:

S = 2*3,14*800*0.4*=2894 ВА

Исходя из определённой . S выбираем тип магнитопровода и выписываем из табл.7-7 [2, стр 308] величины индукции В, удельное намагничивание ампер-витков а, плотность тока . В соответствии с рабочей частотой, условиями эксплуатации выбираем материал и толщину ленты магнитопровода; материал и марку обмоточного провода и провода, используемого для выводов концов обмотки; определяемся с материалом каркаса.

Тип магнитопровода: стержневой типа ПЛ

В качестве материала для магнитопровода выбираем холоднокатаную сталь Э340 с толщиной ленты 0.15 мм

В=0.6 тл; а=60 А/см; =4А/мм;

В качестве материала обмотки используем медь, имеющую малое удельное сопротивление.

В качестве обмоточного провода выбираем провод круглого сечения с эмалевой изоляцией (основное достоинство- малая толщина изоляционного слоя, невысокая стоимость)

Марка обмоточного провода ПЭВ-1.

Для выводов концов обмотки используем провод марки МГДШЛ.

В качестве каркаса выбираем каркас изготовленный из электротехнического картона.

Определяем обьём стали магнитопровода по формуле (3.2) [2], угол потерь принимаем равным 5

V= см³ (3.2)

где =0,9- коэфициент заполнения сечения магнитопровода, выбираем из табл.5-4 [2,стр.178] .

Подставляем значения в формулу (3.2) и определяем обьём стали магнитопровода :

V==279,4 см³

По найденной величине V и данным таблиц [2,стр.364-393] выбираем предварительно типоразмер магнитопровода: ПЛ20Х40-100

По формуле (3.3), пользуясь таблицей [ 2,стр.310] , определяем базовый линейный размермагнитопровода дросселя:

а=1.98, см (3.3)

где =0.28-коэфициент заполнения окна магнитопровода,выбираем из табл.[2,стр.310]

m=5; n=1.6; l=2-оптимальные коэфициенты формы, определяемые согласно рекомендациям изложенным в [2,стр.158].

Подставляем известные значения в формулу (3.3) и определяем базовый линейный размермагнитопровода дросселя :

а=1.98=1.21 см

Окончательно уточняем размер магнитопровода, подбирая по табл. [2,стр.364-393] наиболее близкие к найденным значениям V, а. Выбрав магнитопровод, выписываем из таблицы стандартные значения обьёма стали V, см³ , длину средней магнитной силовой линии l_ст, см, габаритные размеры.

Из таблицы П2-5 [2,стр.377] выбираем магнитопровод ПЛ20Х40-100, у которого:

V=262 см³;

SS=256см⁴-площадь сеченияф сталиXплощадь окна;

S=8см²- активная площадь сечения магнитопровода ;

G= 1.77кг- вес магнитопровода;

l_ст, =37.7 см .

Габаритные размеры:

h=100мм;

a=20мм;

c=32мм;

C=72.6мм;

H=141.2мм;

B=40мм;

Определяем число витков обмотки дросселя по формуле (3.4) .

= (3.4)

Подставляем известные значения в формулу (3.4) и определяем число витков обмотки дросселя:

= =1635 витков

Выбираем предварительно марку обмоточного провода, исходя из условий эксплуатации. ПЭВ-1: (t_p - до 105°С; U_p- до 500 В).

Определяем диаметр обмоточного провода по формуле (3.5)

= , мм (3.5)

Подставляем известные значения в формулу (3.5) и определяем диаметр обмоточного провода

= =0.62 мм

Определяем площадь поперечного сечения обмоточного провода по формуле (3.6):

S_пр=, мм² (3.6)

где =0.31 мм- радиус обмоточного провода.

Подставляем известные значения в формулу (3.6) и определяем площадь поперечного сечения обмоточного провода:

S_пр==0.3 мм²

Используя таблицу с номинальными данными обмоточных проводов [2,стр.359] выбираем провод с ближайшим номинальным значением:

Марка провода: ПЭВ-1

Параметры провода:

d_пр.ном = 0.62 мм;

d_из = 0.67 мм;

S_пр =0.3 мм² ;

g_пр =2.68 г.

Определяем число витков в одном слое обмотки по формуле (3.7)

= (3.7)

Где =1.1-коэфициент неплотности [1,стр. 185]

Подставляем известные значения в формулу (3.7) и определяем число витков в одном слое обмотки :

= =135 витков

Зная число витков в одном слое обмотки,определяем число слоёв в обмотке по формуле (3.8)

N= (3.8)

Подставляем известные значения в формулу (3.8) и определяем число слоёв в обмотке :

N==12 слоёв.

Назначив толщину межслоевой изоляциии ,определяем сумарную толщину обмотки по формуле (3.9).

t=N*d_из+(N-1)* ,мм (3.9)

Подставляем известные значения в формулу (3.9) и определяем сумарную толщину обмотки:

t=12 *0.67 +(12 -1)*1=20 мм

Определяем величину амплитудного значения рабочего напряжения U_{р мах,} и величину испытательного напряжения U_исп

U_{р мах} = (3.10)

U_{р мах} = =294 В.

Значение U_исп выбираем из таблицы [2,стр.98]

U_исп =1200 В

Выбираем изоляционные расстояния h_{из 1} , h_из.ос , h _изн ,h_ос пользуясь приведенными рекомендациями [2,стр.100-107] .

h_{из 1} =2 мм -расстояние от крайнего витка обмотки до сердечника;

h_из.ос =2 мм-расстояние от первого слоя обмотки до серднчника через сплошную изоляцию каркаса;

h _изн =0.34 мм - толщина внешней изоляции обмотки.

h_ос=3 мм-толщина каркаса.

Определяем коэфициенты укладки провода k_у1 , k_у2 пользуясь справочными таблицами : [2,стр. 103-104].

k_у1=1.05 - коэфициенты укладки провода в осевом направлении;

k_у2=1.06- коэфициенты укладки провода в радиальном направлении.

Определяем коэфициент выпучивания провода обмотки k_в , используя справочный рисунок [2,стр.104].

k_в=1.07

Используя рекомендации [2,стр.107] определяем зазор между катушкой и сердечником.

Определяем радиальный размер обмотки дросселя по формуле (3.11)

= , мм (3.11)

Где k_мс =1.08- справочный коэф. учитывающий распущенность межслоевой изоляции [2,стр.105] ;

h_из.мс=0.09мм -толщина межслоевой изоляции из пропиточной бумаги марки ЭИП-50.

Подставляем известные значения в формулу (3.11) и определяем радиальный размер обмотки дросселя:

= = 10мм

Определяем среднюю длину витка пользуясь рекомендациями изложенными в [2,стр.107].

l_ср= ,м (3.12)

где

a_k=a +h_ос=20+3=23мм;

b_k=b+ h_ос=40+3=43мм;

r=20mm;

Подставляем известные значения в формулу (3.12) и определяем среднюю длину витка дросселя :

l_ср= =0.26 м.

Определяем массу меди обмотки.

G_m= l_ср**g_m*10^-3,кг (3.13)

Подставляем известные значения в формулу (3.13) и определяем массу меди обмотки:

G_m= 0.26_*1635*2.28 *10^-3= 0.78 кг.

Определяем потери в обмотке.

P_m=2.65** G_m, Вт (3.14)

P_m=2.65*16* 0.78=32.86 Вт