שנאי כוח לתדר של 50 הרץ. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ספקי כוח

שנאי כוח הם חלק ממספר רב של מעגלים לייצוב ולא מייצב של ספקי כוח לאספקת חשמל משנית של ציוד אלקטרוני ביתי וחובבני הפועלים מרשת זרם חילופין. שנאי הוא מכשיר אלקטרומגנטי סטטי. באמצעות שנאי, אנרגיה חשמלית זרם חילופין עם פרמטר אחד מומרת לאנרגיה חשמלית עם פרמטרים אחרים. כך, בעזרת שנאי, ניתן להוריד ולהעלות מתח וזרם, וגם לבודד חשמלית את ערוצי אספקת המוצא מהרשת וזה מזה.

פעולתו של שנאי מבוססת על האינטראקציה של השדה האלקטרומגנטי של הפיתול הראשוני של השנאי על הפיתולים המשניים. הפיתול הראשוני (רשת) מחובר לרשת זרם החילופין U1 בתדר זרם של 50 הרץ או מ-400 עד 5000 הרץ, וצרכני אנרגיה חשמלית (עומס) מחוברים לפיתולים המשניים. איור 1, א מציג תרשים מפושט של השנאי, ואיור 1, ב מציג את תרשים החיבור שלו. פיתולי השנאי ממוקמים על ליבה מגנטית משותפת העשויה (לצימוד מגנטי טוב יותר) מחומר פרומגנטי.

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

השטף המגנטי Fo סגור לאורך המעגל המגנטי ומשרה EMF E1 ו-E2 בפיתולים הראשוניים והמשניים, בהתאמה. בהתחשב במפלת המתח על פני ההתנגדות הפעילה r1 של הראשונית ו-r2 של הפיתולים המשניים E1=U1 - r1I1, ו-E2=U2+r2I2. אבל חלק מהשטף המגנטי נסגר ומתפזר באוויר, מה שנקרא פראס, שפועל רק על פניות הפיתול הראשוני. הם מנסים להפחית את ה-Fras הזה, ובכך להגדיל את היעילות של השנאי. זהו מצב הפעולה של השנאי בעומס מדורג. ישנם גם מצבי סרק וקצר חשמלי. לפיכך, האלמנט העיקרי של השנאי הוא המעגל המגנטי (הליבה).

עבור הליבה של שנאים הפועלים בתדר של 50 הרץ, משתמשים בעיקר בדרגות פלדה מגולגלות חמות חשמליות 1511, 3412 פלדה מדרגות אלה מיוצרת בצורת יריעות בעובי של 0,35 ו- 0,5 מ"מ. דרגות פלדה מגולגלות קרה 3411 ו- 3412 משמשות גם הן בצורת יריעות בעובי של 0,35; 0,5 מ"מ ובצורת קלטות בעובי של 0,28; 0,3; 0,35; 0,5 מ"מ.

לפלדות בגלגול קר יש אינדוקציה מגנטית גדולה יותר מפלדות בגלגול חם, ולכן שנאים עשויים מפלדה בגלגול קר

lei מתקבלים עם מידות ומשקל קטנים יותר באותה עוצמה. עבור שנאים הפועלים בתדר של 50 הרץ, משתמשים בפלדה חשמלית בעובי של 0,15-0,5 מ"מ בתדרים מ-400 עד 5000 הרץ, משתמשים בפלדה בעובי של 0,05-0,08 מ"מ. בהתאם לדרישות עבור השנאי (הספק, עלות, מאפיינים ספציפיים), נעשה שימוש במעגל מגנטי של לוח או רצועה.

הסוגים והגדלים העיקריים של לוחות שנאי מוצגים באיור 2, שבו: a - בצורת E; ב - לוחות בצורת W מסוגים שונים: W - עם h>2,5...3l1; שו - עם בסיס בינוני ו-h>3l1; שא - עם h>l1; Шб - с h l1; e - לוחות בצורת U: Pn - עם h>l1 ו-Pu - עם h>1l1.

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

לפיכך, בהתאם לעיצוב המעגל המגנטי, השנאים מחולקים לשריון לוח (בצורת W) וסוג לוח (בצורת U). הם מוצגים באיור 3.

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

ליבות מגנטיות עבור שנאי כוח מורכבות רק בחפיפה (חפיפה). ליבות קלטת משמשות גם לשנאים. לשנאים כאלה יש שדה פיזור קטן משמעותית, כלומר. ליצור פחות הפרעות לרכיבי המעגל שמסביב ולחלקים של המכשיר שנוצר. זה מאפשר למקם אותם ליד היחידות הפונקציונליות של ציוד רדיו רגיש במיוחד. הליבה של שנאי בצורת W מסומנת על ידי שם הסוג והמספרים הקובעים את רוחב המוט האמצעי l (איור 3, א) או מוטות הצד (איור 3, ב) ועובי B של הליבה המגנטית.

פרמטרי עיצוב של הליבה המגנטית

שטח חתך מינימלי של המוט

Sc=B(l-∆l),

כאשר B הוא עובי הסט; l - להגדיר רוחב; ∆l - סטייה מקסימלית.

שטח חלון מוגדר מינימלי

Sok = l1(h-∆h),

כאשר l1 הוא רוחב חלון הסט; גובה חלון h; ∆h היא הסטייה המקסימלית.

עבור ליבות מגנטיות ШI, ШШ, ШП (איור 4, a-g)

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

אורך ממוצע של הקו המגנטי של שדה הכוח הליבה

Iср=h-1[h+2l1+1,18(H-h) + 0,4I/H-I

עבור המעגל המגנטי SHU (איור 4, ד)

lср=2(h+l1)+1,57l.

עבור מעגל מגנטי PN, PU (איור 4, ו)

lср=2(h+l1)+1,57(Hh);

lо=2l+2В+2,5l1+8δк,

כאשר lо הוא האורך הממוצע של מוליך הזרם החשמלי של הליבה; δk הוא הערך הכולל של הפער והעובי של מסגרת השנאי (בתוך 0,55-1,5 מ"מ).

כדי להקל על הייצור, ליבות מגנטיות סרט מפוצלות. המפרק מלוטש היטב ומהודק היטב במהלך ההרכבה כך שלא יאבד שטף מגנטי וכדי שהשנאי לא יזמזם. לליבות מגנטיות של סרט רציף יש אינדוקציה מגנטית גבוהה יותר (20-30%), כלומר. יש הפסדים מגנטיים. אבל פיתול שנאים כאלה הוא הרבה יותר קשה. סלילה של שנאים רציפים מתבצעת במכונות מיוחדות או בבית באמצעות מעבורת. ליבות קלטת של שנאים מחולקות למוט (איור 5, א), שריון (איור 5, ב) וטבעת (איור 5, ג), כאשר a הוא עובי הפיתול; b - רוחב סרט; c - רוחב החלון; h - גובה החלון; R - רדיוס פנימי (מ-5 עד 2 מ"מ תלוי בעובי הקלטת). מבני מוט מחולקים ל-PL - סרט בצורת U; PLM - סרט בצורת U עם יחס מופחת של רוחב חלון לעובי מתפתל (c/a <1); PLR - סרט בצורת U עם ממדי גיאומטריה עם עלות השנאי הנמוכה ביותר.

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

מבני שריון מחולקים ל- ShL - סרט בצורת Sh; ShLM - סרט בצורת W עם יחס מופחת של רוחב חלון לעובי מתפתל; ShLO - סרט בצורת Sh עם יחס מוגבר של רוחב הסרט לעובי הליפוף (b/a>3); ShLR - שנאי סרט בצורת Sh עם גיאומטריה של השנאי בעלות הנמוכה ביותר.

אנו בוחרים ליבה עבור שנאי כדי לקבל את העלות, הנפח והמשקל הנמוכים ביותר: סוג PL - עבור שנאים במתח נמוך עם הספק של יותר מ- 500 VA; סוג PLM - עבור שנאים במתח נמוך בהספק של יותר מ-100 VA וכאשר נדרש שדה הפיזור הקטן ביותר; סוג ShLM - להספק של 100 VA ובמפלת מתח מוגבלת על פני הפיתולים. האידיאל, כמובן, הוא שנאי עם ליבת טבעת רצועה. יש לו שטף דליפה נמוך מאוד, התנגדות מגנטית נמוכה ורגישות מועטה לשדות מגנטיים חיצוניים.

לשנאי שלושה מצבי פעולה: ללא עומס, עומס מדורג וקצר חשמלי. במצב H.H Ix זורם דרך הפיתול הראשי w1 (איור 1) ויוצר את השטף המגנטי הראשי Fx בליבה. הכוח השימושי שמסופק על ידי השנאי הוא אפס. כוח פעיל נצרך מהרשת, אשר נקבע רק על ידי הפסדים (בהתאם לחומר הליבה) בליבת השנאי עצמה. ל- Ix יש גם רכיב תגובתי, מה שמוביל להידרדרות של גורם ההספק cosϕ של רשת האספקה. מצב זה אינו מסוכן עבור השנאי.

מצב קצר חשמלי (קצר או עומס נמוך במעגל המשני) הוא מסוכן ועלול לגרום לנזק (חימום ואפילו הצתה) של השנאי. במצב עומס מדורג, המתח על הפיתול המשני הוא ערך מורכב ותלוי בערך ובאופי התנגדות העומס.

הפיתולים של שנאים של מבנה משוריין ומוט נעשים בדרך כלל על מסגרות, אך משתמשים גם בפיתולים ללא מסגרת (שרוול). הפיתולים של ליבות הטבעת נעשים על מסגרות טבעת או על מעגל מגנטי עטוף באיזה סוג של בידוד. מסגרות עשויות מקרטון חשמלי, פלסטיק או סתם קרטון. רצוי להספיג את המסגרות בלכות מיוחדות או תרכובות חסינות לחות. הפיתולים ממוקמים זה מעל זה או אחד ליד השני. שנאים בהספק נמוך מיוצרים בדרך כלל על ליבות צלחת או רצועה של מבנה משוריין. הפיתולים במקרה זה מונחים על המוט האמצעי. בעת ייצור שנאים בהספק בינוני וגבוה, עדיף להשתמש בליבות מגנטיות של מבנה מוט. הפיתולים מונחים על מסגרות של שני מוטות צד.

מתפתל הרשת (ראשי) בדרך כלל מלופף ראשון על המסגרת. לאחר מכן, הפיתולים המשניים נפצעים. רצוי למקם מסך אלקטרוסטטי בין הפיתולים הראשוניים והמשניים. זה עשוי עם חוט מבודד בשכבה אחת, או עם סיבוב אחד פתוח של נייר כסף. קצה אחד של מסך אלקטרוסטטי כזה מחובר לשלדה או לחוט המשותף של המכשיר, מה שמאפשר לצמצם הפרעות והפרעות החודרות דרך הקיבולים המקושרים וההתפתלות מהרשת ולהיפך. זה מאוד רלוונטי בזמן הנוכחי, שכן במציאות שלנו פועלים בדרך כלל הרבה מכשירי רדיו וחשמל שונים המפריעים לרשת החשמל. החלפת ספקי כוח של ציוד רדיו מודרני לצרכן מייצרת הפרעות רבות במיוחד.

כאשר מתפתלים שנאים על "טבעת", יש למקם את הפיתולים באופן שווה סביב היקף הליבה. פיתולים עם נקודת אמצע מתאימים בצורה הטובה ביותר עם שני חוטים בבת אחת. לאחר מכן, חבר את תחילת פיתול אחד לקצה השני כדי לקבל את נקודת האמצע. זה מביא לסימטריה טובה של הפיתול. פיתולי הפצע חייבים להיות מבודדים זה מזה. זה נעשה באמצעות נייר כבלים, בד לכה, סרט פלואורפלסטי, רק נייר וכו'. בעת ביצוע פיתולים במתח גבוה, הם חייבים להיות מבודדים כל 2-3 שכבות. סרט פוליאתילן טרפתלט בעובי של עד 59 מיקרון טוב מאוד למטרות אלו.

הפיתולים של שנאים ביתיים כרוכים בחוטי נחושת (לעתים נדירות אלומיניום) מבודדים עגולים (לעתים רחוקות מלבניים). למטרה זו מתאימים מאוד חוטים עגולים עם בידוד חזק (viniflex) כמו PEV-1, PEV-2. תיל מסוג PEL (בידוד עם לכה שמן-שרף) נמצא כיום בשימוש בתדירות נמוכה יותר. דרגות תיל PEV-1, PEV-2 זמינות בקטרים מ-0,03 עד 2,5 מ"מ. מתח התמוטטות של חוטים אלה, בהתאם לקוטר, הוא בין 600 ל-2500 V. משתמשים גם בחוטים בעלי עמידות חום מוגברת כגון PET ו-PETV.

מידת המילוי של חלון הליבה בנחושת נקבעת לפי מקדם מילוי החלון Kok = Sm/Sok. זהו היחס בין השטח הכולל

הצל את החתך של פיתולי חוטי הנחושת לאזור חלון הליבה. עבור ציוד ביתי, ערך הקולה בחישובים נלקח באופן הבא:

זה מיועד לחוטים מתפתלים של PEL, PEV, PET, PETV בחתך עגול.

בעת קביעת טמפרטורת החימום של שנאי, יש צורך לקחת בחשבון את צפיפות הזרם בפיתולים J ואת פני השטח מקרין החום של פיתולי השנאי.

קוטר חוט נדרש עבור פיתולים (ללא בידוד):

dm = 1,13(I/J)^1/2,

שבו I הוא הזרם האפקטיבי בפיתול; J היא צפיפות הזרם שצוינה.

כאשר פיתולים מתפתלים להסתובב, לעולם לא ניתן יהיה להתאים היטב את הסיבובים זה לזה, ולכן יש צורך לקחת בחשבון את מקדם הנחת קוק. עבור חוטים בקוטר מ-0,05 עד 0,1 מ"מ זה שווה ל-0,83-0,85, עבור קוטר מ-0,1 עד 0,56 מ"מ זה שווה ל-0,92-0,93, ומעליו שווה ל-0,95. כמו כן, יש צורך לקחת בחשבון את מקדם הנפיחות של Kraz עקב מתח חוט לא מספיק. אז, עבור חוט בקוטר של עד 0,5 מ"מ Kraz = 1,05...1,07, ויותר מ-0,5 מ"מ Kraz = 1,1...1,12.

חישוב השנאי

קבע את ההספק הכולל של השנאי עבור פיתולים עם נקודת אמצע

	n
Rg=	0,5(Рн.tr+1/htr∑KвiUiIi),
	i = 2

כאשר Kvi הוא מקדם שלוקח בחשבון את סוג המיישר (0,71 עבור יישור גל מלא, 1 עבור מעגלי יישור גשרים ועם הכפלת מתח); n הוא מספר הפיתולים המשניים של השנאי; Rn.tr - כוח כולל של פיתולים משניים; htr תלוי ב-Rn.tr. (איור 6, שבו 1 - טבעת; 2 - מוט ומעגל מגנטי משוריין)

	n
Rn.tr=	∑ UiIi,
	i = 2

כאשר Ui, Ii הם המתח והזרם של הפיתולים המשניים.

שנאי כוח לתדר של 50 הרץ

אם לפיתולים אין נקודת אמצע

Рг=0,5 Рн.tr(1+1/htr)

למעגל תיקון חצי גל

Rg=0,5 Rn.tr(1+Sq.i);

Sq.i=(1-I²ד)^1/2,

כאשר Id הוא היחס בין הזרם הממוצע בעומס לזרם המתפתל האפקטיבי.

לאחר מציאת Pr, קבע את התוצר של חלון הליבה, שתפוס על ידי הפיתולים, ואת שטח החתך של הפלדה:

SсSok=[Рг(1+htr)10²/4KffsBJKsKokhtr]

כאשר Kf הוא מקדם צורת עקומת המתח (1,11 עבור הצורה הסינוסואידלית); מקדם Kc למילוי הליבה בפלדה הוא 0,8-.95 (ערך נמוך יותר מתאים ליריעה או רצועה דקה יותר של פלדה חשמלית).

מחבר: O.G. ראשיטוב

ראה מאמרים אחרים סעיף ספקי כוח.

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

בעיות מין על מאדים 03.06.2018

הרעיון ליישב את מאדים הוא לא רק מדע בדיוני; נאס"א וסוכנויות החלל ברחבי העולם עובדות קשה כדי לקבוע מה יידרש כדי שהאנושות תשרש על הכוכב האדום. המין האנושי מתמודד עם בעיות שונות, כגון גידול מקורות מזון או בית גידול לא נוח. אבל הבעיה הגדולה ביותר לקולוניזציה, רואים מדענים - סקס.

במאמר מחקר חדש, צוות מדענים בינלאומי חוקר את הבעיות של בני אדם שנולדים על פני מאדים.

המכשול הראשון והברור ביותר הוא סביבת הכבידה הנמוכה, שעלולה להוות איום רציני על תהליכי ההתעברות וההריון, שנראים כה פשוטים על פני כדור הארץ. מדענים מודעים לבעיות של אסטרונאוטים שבילו חודשים ובמקרים מסוימים שנים בחלל. כוח משיכה נמוך יותר גורם לשרירים להידרדר במהירות ואף יכול להחליש את מבנה העצם. בנוסף, לעיתים חווים אסטרונאוטים בעיות ראייה ואף שינויים בצורת המוח שלהם.

המחקר בוחן את האתגרים הטבועים בשמירה על מושבה קטנה של מתיישבים על פני כדור הארץ. המושג "אהבה" לא צריך לעמוד בדרכה להישרדות. בנוסף, יש אנשים שלעולם לא יורשו להביא ילדים לעולם בשל תכונות לא רצויות המהוות סכנה למושבה כולה.

אבל הדבר המפחיד ביותר הוא שבמהלך הקולוניזציה, עשוי להופיע סוג חדש של אדם שיכול לשגשג על מאדים, אבל לא יכול לחיות על כדור הארץ.

עוד חדשות מעניינות:

▪ מכונית חשמלית ניסאן ליף 2018

▪ עיצוב רימון ישפר את סוללות ה-Li-Ion

▪ האוטובוס מזהה את הולך הרגל

▪ זיכרון מחשב חדש מהיר פי 10 מהישן

▪ טרנספורמציה הדדית של סוגים שונים של ניטרינו

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע של האתר פאזלים מצחיקים. מבחר מאמרים

▪ מאמר אלמנת קש. ביטוי עממי

▪ מאמר כמה בעלי חיים יכולים לחיות על עץ בודד? תשובה מפורטת

▪ מאמר מושגים כלליים של מתקני ייצור מסוכנים ובטיחותם

▪ מאמר סמלים לכבלי חשמל. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מבער. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר