Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53


Рис. 6.3. Алгоритм расчета траисформаторов минимального объема при заданном перегре.ве

индукцией насыщения Bs и если ВВд, то расчет переходит к следующему циклу (бл. 10). В случае B<Bs расчет продолжается по данному циклу. В дальнейшем вычисляются значения потерь мощности в сердечнике Рс и обмотке Роб (бл. И) и получающийся при этом перегрев 9 сравнивается с допускаемым (бл. 12). В случае 9>9доп цикл прекращается. Если 99доп, то вычисляется объем трансформатора Утр и сравнивается с заданным или вычисленным в предыдущем цикле значением (бл. 14). ЭВМ запоминает из рассмотренных вариантов наименьший объем Vmin и соответствующие значения управляемых переменных (бл. 15). Данный цикл повторяется до тех пор, пока не просматриваются всевозможные значения переменных.



Большой интерес представляет задача оптимизации параметров электромагнитных устройств и целиком ВПН по совокупности объемных и энергетических показателей. Подход к решению такой задачи описан в работе [104].

Одним из основных требований к электрическим параметрам трансформаторов является снижение до некоторого уровня их индуктивности рассеяния (Ls). Автором проведены срлвнения Lg. для различных способов расположения обмоток на ферритовых сердечниках видов К, Ш, Б. В табл. 6.6 приведены эксперимен-

Таблица 6.S

Способ иамотки Wi и Wj

Параметр

Вид сердечника

2К40Х25Х7,5

Ш16Х20

I. Wi - в двух нижних слоях, W2 - в верхнем слое

Lg, мкГ Км.с

0,997

4,3 0,997

7,8 0,997

II. 0,5 Wi - в нижнем слое, W2 - в среднем слое, 0,5 Wi - в верхнем слое

III. Wi и W2 намотаны совместно, с делением Wi на две части

Lg, мкГ Км.с

Lg, мкГ

Км.с

2,6 0,998

1,1 0,999

2,1 0,998

1,0 0,999

4,2 0,998

1,5 0,999

Примечание. Li, мГ, при 2К40Х25Х7,5 равно 1,8;

при Ш16Х20 равно 1,5-,

при Б48 равно 2,7.

тальные значения Li, Ls, Км.с для трансформаторов с сердечниками из феррита марки 2000НМ при Wi=24 витка, W2=12 виг-ков, где Км.с - коэффициент магнитной связи между обмотками:

K,.c = (Li-Ls)/L,. (6.2)

Из табл. 6.6 следует, что Км.с практически не зависит от вида сердечника, но зависит от способа намотки и взаимного расположения обмоток.

Лучшие показатели по Км.с и Ls достигаются при третьем способе намотки. Однако выполнение трансформаторов по этому способу с большим коэффициентом трансформации и при больших диаметрах обмоточных проводов вызывает технологические трудности из-за необходимости большого числа соединений отдельных частей wi (число частей Wi равно коэффициенту трансформации). Второй способ может быть рекомендован для силовых трансформаторов ВПН, так как при этом необходимо одно соединение двух частей Wi при любом коэффициенте трансформации, а Км.с и Ls лучше, чем при первом способе, наиболее распространенном на практике. Третий способ намотки можно рекомендовать для выполнения маломощных трансформаторов управления при требовании минимально возможной величины Ls.

В нашей стране, ,к сожалению, в настоящее время нет серийного производства с широкой номенклатурой трансформаторов



для ВПН. За рубежом вопросами производства трансформаторов .и дросселей для ВПН занимается большое число фирм {105].

С производством дросселей для выходных фильтров ВПН ситуация несколько лучше. В наиболее полном виде представлены промышленностью дроссели типа Д13, которые изготавливаются восьми типоразмеров, 22 типономиналов и в двух конструктивных исполнениях (в корпусном и бескорпусном). Дроссели в бескорпусном исполнении пригодны для эксплуатации в составе гибридных микросборок, блоков и аппаратуры, обеспечивающих герметизацию и защиту дросселей от воздействия влаги, тумана, инея, пониженного и повышенного давления и др. Рабочая частота этих дросселей - 0,5 ... 200 кГц, индуктивность - 0,05 ... 5 мГ, ток подмагничивания - 0,5 ... 16 А.

Более мощными дросселями являются дроссели типа Д17 с током подмагничивания до 50 А. Дроссели типа Д18 разработаны на базе аморфных сердечников с печатными обмотками и представляют собой новый перспективный класс безнамоточных электромагнитных устройств плоской конструкции. Их высота 5 ... 7 мм при токе подмагничивания 0,1 ...2 А и 1др = 20... 125 мкГ.

Представляет интерес направление разработки электромагнитных изделий, описанное в работе (106]. Предложена конструкция электромагнитного устройства, названная интегрирующей магнитной системой, совмещающая в себе трансформатор и дроссель ВПН. Дается схема однотактного ВПН прямого действия, построенного с такой системой. Когда силовой транзистор открыт, электромагнитное устройство не только передает энергию на выход, но также запасает ее в центральном стержне магнитопровода. Когда силовой транзистор закрыт, запасенная энергия в центральном стержне передается через диод на вход. В работе приведены также схемы двухтактных вариантов ВПН, а также варианты ВПН с возможностью двунаправленного потока энергии.

Разнообразные подходы к конструированию многофункциональных трансформаторов приводятся в работе (107]. Эти подходы могут дать эффект по миниатюризации электромагнитных устройств, расходу материалов, КПД, надежности.

Электромагнитные устройства плоской конструкции

В ряде работ (108-114] описаны плоские трансформаторы и дроссели для ВПН, разработанные автором либо группой специалистов под его научно-техническим руководством. Так, в работе [108] описан сердечник трансформатора или дросселя, который может представлять интерес как вариант сборного магнитопровода для плоской конструкции (рис. 6.4), где использованы небольшие по высоте сердечника Ш-образного типа, а обмотки выполняются проводами на каркасе либо бескаркасной намоткой.

Шагом на пути совершенствования конструкции токопровода могут служить обмотки, предложенные в (109] (рис. 6.5). На рис. 6.5,а изображен плоский проводник для изготовления обмот-122



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 [ 39 ] 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53