כיצד לחשב משנק הליבה. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

ריתוך חשמלי. כיצד לחשב משנק הליבה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ציוד ריתוך

מרכיב הכרחי של ממיר DC-DC הוא מַצעֶרֶת.

מטרת סעיף זה, מבלי לחרוג מהקורס בפיזיקה של בית הספר, היא לתת שיטה לחישוב החנק הנפוץ ביותר – חנק שעובד עם הטיה. מלכתחילה, אנו רואים כי זרם ישר עם אדווה קלה זורם בפיתול המשרן.

סלילה המשרן בדרך כלל תופסת לחלוטין את חלון הליבה. לכן, לדעת את גודל הזרם I ואת צפיפות הזרם J (A / mm2) בפיתול, כמו גם את השטח של חלון הליבה S_o (cm2) ומקדם המילוי שלו K_o, אפשר לקבוע מספר מירבי של סיבובים, שניתן למקם בחלון הליבה:

הצמדת שטף ניתן לקבוע את פיתולי החנק אם הסיבובים ידועים, האינדוקציה המקסימלית B_m (T), חתך ליבה S_c (cm2) ומקדם המילוי שלו K_m:

החלפת (18.10) לתוך (18.11), נקבל:

זה ידוע כי

מ-(18.12) ו-(18.13) אנו מוצאים השראות חנק:

מנוסחת ההשראות, קל לקבל את הממדים הכוללים של הליבה, שיאפשרו לך לקבל את הדרוש השראות חנק:

כדי לבחור B, J, K_c, ל_o ניתן להשתמש בטבלה 18.5. XNUMX. יחד עם זאת, ההספק הכולל R_גאב ניתן להשוות ל-1,25 • S_cS_c.

עבור חוטי אלומיניום, יש להפחית את צפיפות הזרם בגורם של 1,6.

אזהרה! על מנת למנוע רוויה, ליבת המשרן חייבת להיות בעלת פער לא מגנטי.

אנו מאמינים שבהשוואה לפער לא מגנטי, ליבת המשרן היא מוליך מגנטי אידיאלי וכל סיבובי האמפר המתפתלים מוחלים על הפער הלא מגנטי. בשל הפער הארוך הלא מגנטי, האינדוקציה בליבה משתנה מכמעט אפס ל-V_m.

אורך הפער הלא מגנטי עם פניות אמפר ידועות ניתן לקבוע על ידי הנוסחה:

אוֹ:

מ-(18.10), (18.13) ו-(18.17) אנו גוזרים נוסחה למציאת השראות חנק:

לעתים קרובות אנו רואים כי משנקי ליבת פלדה משמשים במקורות אינוורטר בתדירות גבוהה יותר ממה שנראה מקובל עבורם. יש לכך הסבר הגיוני.

הפסדים בליבת הפלדה של השנאי נקבעים לפי הנוסחה:

שבו פ_c - אובדן בליבה; ר_עוד - הפסדים ספציפיים עבור חומר נתון בערכים נתונים של אינדוקציה מקסימלית ב'_у ותדירות f_у אינדוקציה מגנטית סינוסואידית; G_с - מסת הליבה; IN_m - אינדוקציה מקסימלית בליבה; α ו-β - מחווני תדר.

בשנאי, טווח האינדוקציה מגיע לכפול מהערך של האינדוקציה המקסימלית B_m (אינדוקציה משתנה מ-B_m ל-+B_m). ובמשרן, אפילו במצב של זרמים בלתי רציפים, הטווח אינו חורג מהערך של V_m (אינדוקציה משתנה מ-0 ל-V_m). אז, עבור המצערת, ניתן לשכתב את הנוסחה בצורה הבאה:

ΔB הוא טווח האינדוקציה בליבת המשרן.

מהנוסחה עולה שההפסדים בליבה גדלים יחד עם עלייה בטווח האינדוקציה ΔB ובתדירות הפעלה עולה f. עם זאת, אם, על ידי הגדלת התדר, נפחית את טווח האינדוקציה, אז ההפסדים לא יגדלו.

מכאן אפשר לקבוע טווח מירבי של אינדוקציה לתדר הפעלה גבוה יותר:

שקול דוגמאות מעשיות לחישוב המצערת.

דוגמה לחישוב חנק מס' 1

נניח שאנו בונים מקור ריתוך מתכוונן. המקור מופעל על ידי רשת חד פאזית 220 וולט, 50 הרץ. התאמה של זרם הריתוך החל מ-I_דקות = 50 A עד I_{מקסימום} = 150 A מתבצע באמצעות מיישר תיריסטור מבוקר.

תדירות הטעינה PN = 40%. כדי שקשת הריתוך לא תכבה בזמן הפסקות מתח, בזרם מינימלי ולזווית התאמה מקסימלית, יש צורך שהזרם לא יירד מתחת ל-I_מאמר = 10 א.

מכאן אתה יכול לקבוע את השראות המינימלית של המשרן:

נסובב את המצערת על ליבה בצורת W עשויה פלדה 3411 (E310).

תחילה נבחר:

B = 1,42 T;
J = 5 A/mm2 (בהתחשב במחזור העבודה שצוין);
К_o - 0,35;
К_c = 0,95.

מצא את הגודל הכולל של הליבה:

עבור המשנק, אתה יכול להשתמש בשתי ליבות ШЛ40х80 (S_c = 32 סמ"ר, S_o = 40 ס"מ).

קבע את מספר הסיבובים של הפיתול:

הסלילה מתבצעת עם קטע חוט:

הבה נקבע את אורך הפער הלא מגנטי:

בואו נגדיר את השראות המתקבלת:

התוצאה יכולה להיחשב משביעת רצון, למרות העובדה שההשראות המתקבלת נמוכה במקצת מהנדרש.

דוגמה לחישוב חנק מס' 2

כפי שהוזכר בדוגמה הראשונה, המשרן נחוץ בעיקר כדי לשמור על הזרם בהפסקות הנגרמות מפעולת המיישר (מבוקרת או לא מבוקרת). אין צורך גדול בהיעדר הפסקה במצערת.

כתוצאה מכך, ניתן להקטין משמעותית את ממדי המשרן אם הוא נעשה לא ליניארי ורווי. כלומר, כאשר הזרם במשרן הוא מתחת לזרם הרוויה 1nap, למשרן יש השראות משמעותית המספיקה כדי לשמור על הזרם בהפסקות, וכאשר הזרם הופך להיות גדול מ-I_שלנו המשרן כבוי, כי הליבה שלו נכנסת לרוויה.

תן לנו לחשב משנק רווי לא ליניארי דו-פתיל עבור מקור ריתוך עם בקר תיריסטור. הפיתול הראשוני הראשי של המשרן לרוויה צריך להיות בעל השראות של 0,3 mH, וסלילה משנית נוספת - 7,5 mH.

הזרם המרבי של הפיתול הראשוני הוא I₁ = 180 A, ומשני - I₂ = 13 A. ליבת המשרן חייבת להיכנס לרוויה אם הזרם הראשוני עולה על I_שלנו = 132 א.

אנו מאמינים מראש שהפיתול הראשוני של המשרן יהיה מפותל עם אלומיניום, והמשני עם נחושת. בעבר, קבענו שב-PV = 20% עבור נחושת, צפיפות הזרם J_Cu = 8 A/mm2.

מכיוון שלאלומיניום יש התנגדות גבוהה יותר מנחושת, יש צורך לבחור עבורו צפיפות זרם נמוכה פי 1,6, כלומר J_Al = 5 A/mm2.

מכיוון שההשראות של פיתולי המשרן ידועה, ניתן למצוא את יחס הטרנספורמציה של המשרן על ידי הנוסחה:

הנוסחאות שנגזרו קודם לכן תקפות עבור משרן מפותל בודד עם אדווה זרם מינימלית בפיתולים. כדי לקחת בחשבון את ההבדל בין הזרם האפקטיבי לזרם הרוויה, יש צורך להכפיל את הערך של צפיפות הזרם J בגורם הרוויה:

כדי להקצות מקום בחלון הליבה לפיתול נוסף, יש צורך להכפיל את גודל הליבה בגורם:

בתור ליבה למשרן, נבחר בליבת סרט בצורת W העשויה מפלדה 3411 (E310). על פי הנוסחה ששונתה (18.15) אנו מוצאים:

עבור המשנק, אתה יכול להשתמש בליבה אחת ШЛ32х50 (S_c =16 סמ"ר, S_o = 26 סמ"ר, S_cS_o = 416 ס"מ).

בואו נקבע את מספר הסיבובים של הפיתול הראשוני לפי הנוסחה ששונתה (18.10):

בואו נקבע את מספר הסיבובים של הפיתול המשני:

הפיתול הראשוני מפותל עם חוט עם חתך רוחב:

הפיתול המשני מפותל עם חוט עם חתך רוחב:

הבה נקבע את אורך הפער הלא מגנטי:

בואו נקבע את השראות המתקבלת של הפיתול הראשוני של המשרן:

התברר שההשראות יותר מהדרוש. כדי להשיג את השראות הנדרשת, אנו מצמצמים את מספר הפיתולים הראשוניים ל-Wt \u18d 2. בהתאם, W90 \u5d 2 סיבובים ו-XNUMX \uXNUMXd XNUMX מ"מ.

דוגמה לחישוב חנק מס' 3

בוא נחשב את המשרן L2 ERST. זרם המשרן המרבי הוא 315 A, המינימום הוא -10 A.

תדר האדוות הנוכחי במשרן מתאים לתדר PWM ושווה ל-F_PWM = 25000 הרץ.

הבה נקבע את הפרמטרים של המשרן הדרושים כדי להבטיח את המשכיות זרם הריתוך. על איור. 18.25 מציג את צורת הזרם במשרן L2, התואם את גבול ההמשכיות.

כיצד לחשב מחנק ליבה
אורז. 18.25. צורה נוכחית התואמת את גבול ההמשכיות

במהלך המצב הפתוח של מפתח ה-ERST, הזרם במשרן גדל מאפס לערך המשרעת. יתר על כן, במהלך ההפסקה, הזרם יורד לאפס. הסכנה לחרוג מגבולות ההמשכיות קיימת בזרם ריתוך מינימלי I_{sv min} = 10 A ומתח הכניסה המרבי ERST. קבע את מתח הקשת עבור זרם הריתוך המינימלי:

הבה נקבע את הקשר בין המשרעת והערך הממוצע של הזרם המשולש. הערך הממוצע של פונקציה הוא האינטגרל של פונקציה זו, או במילים פשוטות, השטח התחום על ידי פונקציה זו וקו רמת האפס.

שטחו של משולש מוגדר כמכפלה של גובה המשולש וחצי מאורך הבסיס:

מכאן אנו מוצאים את הקשר בין ערכי הממוצע והמשרעת של הזרם:

אם המפתח פתוח, מתח מופעל על המצערת:

הזרם במשרן גדל מ-0 ל-I_a.

במהלך הפסקה, מתח -U מופעל על המצערת_{ד דקות}, והזרם בו יורד ל-0.

מאז השינוי הנוכחי () בשני המקרים יהיה אותו ערך, אבל סימן שונה, אם כן

נניח שכחומר של ליבת המשרן, אנו מתכוונים להשתמש בפלדה חשמלית בעובי יריעה של 0,08 מ"מ, אשר בתדר f_y = 1000 הרץ, באינדוקציה B_y = 1 T ולמתח מלבני יש הפסדים P_y = 22 ואט/ק"ג.

מחווני תדר של פלדה α = 1,4 ו β = 1,8. בואו נמצא את טווח האינדוקציה המותר עבור תדר של 25000 הרץ, שיספק את אותה רמת הפסדים כמו בתדר של 1000 הרץ:

תחילה נקבע שהאינדוקציה בליבה לזרם ישר יכולה להגיע ל-B = 1,42 T, צפיפות זרם J = 3,5 A / mm2, K_o = 0,35 ו-K_c = 0,10. מצא את הגודל הכולל של הליבה:

הגודל מתאים לליבה ШЛ25х50 (S_c = 12,5 סמ"ר, S_o = 16 ס"מ). גודל ליבה S_cS_o = 12,5 x 16 = 200 ס"מ4.

בואו נקבע את מספר הסיבובים:

הפיתול מתבצע עם אוטובוס נחושת עם חתך רוחב:

בואו נגדיר את הפער הלא מגנטי:

בואו נגדיר את השראות המתקבלת:

כעת עליך לוודא שהמשרעת של אדוות האינדוקציה בתדר גבוה אינה חורגת ΔB = 0,16 T

טווח האינדוקציה המרבי בליבת המשרן מתרחש במתח הכניסה המרבי U_{במקסימום} = 80 V וחובת דופק D = 0,5, וניתן למצוא אותו בנוסחה:

שאינו חורג מהערך המותר.

מחבר: Koryakin-Chernyak S.L.

ראה מאמרים אחרים סעיף ציוד ריתוך.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אוזניים זקוקות לרעש 13.09.2004

השמיעה זקוקה להכשרה מתמדת כדי להישאר בכושר, ומי שחי בשתיקה מתמדת חרשי אוזניים כמו עובדים במחסנית ובחנות עיתונות.

חוקרים גרמנים הגיעו למסקנה זו. קבוצה של פיזיולוגים בראשות ג'רלד פליישר מאוניברסיטת Giessen (גרמניה) מדדה את חדות השמיעה של יותר מ-10 אלף איש ברחבי העולם במשך מספר שנים. במקביל, נרשמה גם רמת הרעש של סביבתם.

כצפוי, לאנשים שנחשפו לרעשים חזקים במיוחד בעבודה, כמו פועלי בניין, יש ירידה בשמיעה. אבל תושבי האזור הכפרי השקט חירשים לא פחות. התברר שבאופן כללי לתושבים עירוניים יש שמיעה טובה יותר מתושבי כפרים שקטים. לאנשים במקצועות כמו נגני תזמורת וטייסים, למרות הרעש המתמיד בשעות העבודה, יש שמיעה רגישה באופן בלתי צפוי.

פליישר סבור שלא רעש מתמיד מזיק למנגנון העדין של האוזן הפנימית, אלא עומסי הלם - צלילים בודדים מאוד חזקים. להיפך, רעש קבוע רק מאמן את סיבולת האוזן. הדיון החמור ביותר היה בקרב האיכרים הסינים, שחיים בדממה, שנקטעת מספר פעמים בשנה על ידי פיצוצי חזיזים ושאגת התופים לרגל חגים מקומיים.

עוד חדשות מעניינות:

▪ היתוך טרמו-גרעיני עם מטרה ממוגנטת

▪ לחיות מהר - לחיות יותר

▪ מוליכים למחצה סיליקון קרביד רבי עוצמה מבית Renesas Electronics

▪ חליפות חלל חדשות לאסטרונאוטים מבואינג

▪ תחנות עבודה של Lenovo ThinkStation PX, P7 ו-P5

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר ספק כוח. מבחר מאמרים

▪ מאמר היפהפייה הנרדמת. ביטוי עממי

▪ מאמר מה עשו הילידים עם גופתו של קפטן קוק שנרצח? תשובה מפורטת

▪ מאמר ראש המחלקה המסחרית. תיאור משרה