אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל חישוב שנאי אספקת חשמל ברשת. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / ספקי כוח בספקי כוח ליניאריים, שכבר הפכו ל"קלאסיים", האלמנט העיקרי הוא שנאי רשת, בדרך כלל שנאי מטה, אשר מפחית את מתח הרשת לרמה הנדרשת. כיצד לחשב זאת נכון (בחר ליבה מגנטית, חישוב קוטר החוט המתפתל, מספר הסיבובים בפיתולים וכו') יידונו במאמר זה. כיצד לבחור ליבה מגנטית על פי התכנון שלהם, ליבות מגנטיות עבור שנאי רשת מחולקות למשוריין, מוט וטורואיד, ולפי טכנולוגיית הייצור - ללוח (איור 1) ורצועה (איור 2). באיור. 1 ו-2 מציינים את המעגלים המגנטיים: א) - משוריין, ב) - מוט, ג) - טורואידי. בשנאים בעלי הספק נמוך (עד 00 ואט) ובינוני (עד 1000 וואט), משתמשים יותר ברצועות ליבות מגנטיות [1]. ובין הקלטות, ליבות מגנטיות מוטות הן הישימות ביותר. יש להם מספר יתרונות בהשוואה, למשל, לשריון [2]:
עם זאת, למעגלים מגנטיים מוט יש גם חסרונות:
בשנאים טורואידים, כמעט כל השטף המגנטי עובר דרך הליבה המגנטית, ולכן השראות הדליפה שלהם מינימלית, אך המורכבות של ייצור הפיתולים גבוהה מאוד. בהתבסס על האמור לעיל, אנו בוחרים מעגל מגנטי של קלטת ליבה [3]. ליבות מגנטיות דומות עשויות מהסוגים הבאים: סרט PL-rod; PLV - סרט מוט של המסה הקטנה ביותר; PLM - רצועת מוט עם צריכת נחושת מופחתת; PLR - סרט מוט בעלות הנמוכה ביותר. באיור. איור 3 מציג את ייעודי הממדים הכוללים של המעגל המגנטי: A - רוחב; H - גובה; a הוא עובי המוט; b - רוחב סרט; c - רוחב החלון; h - גובה החלון; h1 - גובה העול. ליבות מגנטיות מוט מקבלים ייעוד מקוצר, למשל, PL8x 12,5x16, כאשר PL הוא רצועה בצורת U, 8 הוא עובי המוט, 12,5 הוא רוחב הרצועה, 16 הוא גובה החלון. מידות הליבות המגנטיות PL ו-PLR ניתנות בטבלה. 1 ו-2. אפשרויות להצבת סלילים על מעגל מגנטי נשווה אפשרויות שונות לסידור סלילים על הליבות המגנטיות לפי אחד הפרמטרים העיקריים של שנאים - השראות דליפה, אותה אנו מחשבים באמצעות הנוסחה מ-[2] כאשר μ0 = 4π·10-7 H/m - קבוע מגנטי; w, - מספר סיבובים של הפיתול הראשוני; vsr.ob - אורך ממוצע של הסיבוב המתפתל, ס"מ; b - עובי מתפתל, ס"מ; h הוא גובה הפיתול, ס"מ. נוסחה זו מתקבלת בתנאי שהפיתולים יהיו גליליים, לא חתוכים ומסודרים באופן קונצנטרי. דיאגרמות חיבור מתפתלות עבור כל האפשרויות מוצגות באיור. 4. אנו נבצע חישובים השוואתיים עבור שנאי על ליבה מגנטית PLx10x12,5x40, בעלת סלילה ראשונית אחת ואחת משנית. כדי שכל אפשרויות העיצוב יהיו באותם תנאים, ניקח את עובי הפיתולים b = c/4 ואת מספר הסיבובים של הפיתול הראשי w1 = 1000. הבה נשקול את האפשרות הראשונה, כאשר הפיתולים הראשוניים והמשניים ממוקמים על אותו מוט (איור 4, א). ציור הסליל מוצג באיור. 5. ראשית, בואו נחשב את האורך הממוצע של הסיבוב המתפתל ולאחר מכן השראות הדליפה של הסליל של האפשרות הראשונה באפשרות השנייה, הפיתולים הראשוניים והמשניים מחולקים לשני חלקים שווים, המונחים על שני מוטות (איור 4, ב). כל סליל מורכב מחצי מפותל W1 וחצי W2. ציור הסליל מוצג באיור. 6. בוא נחשב את השראות הדליפה של סליל אחד (W1 = 500), ואז נכפיל את התוצאה, מכיוון שהסלילים זהים: שני הפיתולים העיקריים בגרסה השלישית ממוקמים בשני סלילים על מוטות שונים, שכל אחד מהם מכיל 1000 סיבובים. שתי הפיתולים הראשוניים מחוברים במקביל. הפיתול המשני ממוקם גם הוא בשני סלילים על מוטות שונים, וייתכנו שני מקרים: שני חצאי פיתולים עם מלוא הסיבובים מחוברים במקביל (איור 4, ג), או שהפיתול המשני מחולק לשני חצאי- פיתולים עם מחצית ממספר הסיבובים המחוברים בסדרה (איור 4, ג). 6, ד). ציור הסליל מוצג באיור. 3. באפשרות זו, השראות הדליפה זהה לאפשרות השנייה: LS2 = LS2,13 = XNUMX mH. יש לזכור שבאפשרויות השניה והשלישית יש להפעיל את הפיתולים הראשוניים והמשניים ואת חצי הפיתולים בהתאם זה לזה כך שלשטפים המגנטיים שהם יוצרים בליבה המגנטית יהיה אותו כיוון. במילים אחרות, יש להוסיף שטפים מגנטיים, לא לגרוע. באיור. 7, א מראה חיבור שגוי, ובאיור. 7, ב - נכון. הצורך לעמוד בכללים לחיבור פיתולים וחצאי פיתולים הוא חסרון של האפשרויות השנייה והשלישית. בנוסף, באפשרות השלישית, השטף המגנטי הכולל מהפיתול הראשוני גדול פי שניים מהאחרים, מה שעלול להוביל לרוויה של המעגל המגנטי וכתוצאה מכך לעיוות של צורת גל המתח הסינוסואיד. לכן, יש להשתמש בזהירות באופציה השלישית להפעלת הפיתולים. באפשרות הרביעית, הפיתול הראשוני ממוקם כולו על ליבה אחת של הליבה המגנטית, והסלילה המשנית ממוקמת על השנייה (איור 4, ה). ציור הסליל מוצג באיור. 8. מכיוון שהפיתולים אינם ממוקמים באופן קונצנטרי, כדי לחשב את השראות הדליפה אנו משתמשים בנוסחה מ-[2]: כאשר b = c/4 - עובי מתפתל, ס"מ; Rin = vob/(2π) - רדיוס חיצוני של הפיתול, ס"מ; vob = 2a+2b+2πb - אורך חיצוני של הסיבוב המתפתל, ס"מ. נחשב את האורך החיצוני של הסיבוב ואת הרדיוס החיצוני של הפיתול: = 6,5 ס"מ; רין = 1,04 ס"מ. החלפת הערכים המחושבים לנוסחה לחישוב השראות הדליפה, נקבל LS4 = 88,2 mH. בנוסף לארבעה הנחשבים, ישנן אפשרויות רבות אחרות לסידור פיתולים על הליבות המגנטיות, אולם בכל שאר המקרים, השראות הדליפה גדולה יותר מאשר באפשרויות השנייה והשלישית. בניתוח התוצאות שהתקבלו, נוכל להסיק את המסקנות הבאות:
לכן, בעת ייצור שנאים בהספק נמוך, עליך לבחור את דיאגרמת החיבור וסידור הפיתול שנדון באפשרות השנייה. ניתן לחבר את חצאי הפיתולים המשניים בסדרה אם נדרש מתח פלט גבוה יותר, ובמקביל אם נדרש זרם פלט גבוה יותר. מידע קצר על החומרים של מעגלים מגנטיים עד כה לא לקחנו בחשבון הפסדים בשנאי אמיתי, המורכבים מהפסדים במעגל המגנטי - להיפוך זרם מערבולת ומגנטיזציה (היסטרזיס): בחישובים הם נלקחים בחשבון כהפסדי הספק בפלדה Rst, והפסדים. בפיתולים - כמו הפסדי כוח בנחושת Rm. אז, אובדן הכוח הכולל בשנאי שווה ל: P∑ = Рst + Рm = Рv.t + Рg + Рm, שבו Рв.т - כוח אובדן זרם מערבולת; Рг - אובדן כוח עבור היסטרזיס. כדי להפחית אותם, פלדה נתונה לטיפול בחום - פחמן מוסר, וגם סגסוגת - מוסיפים סיליקון, אלומיניום, נחושת ואלמנטים אחרים. כל זה מגביר את החדירות המגנטית, מפחית את כוח הכפייה ובהתאם, הפסדי היסטרזה. בנוסף, הפלדה נתונה לגלגול קר או חם לקבלת המבנה הנדרש (מרקם מגולגל). בהתאם לתכולת אלמנטים מתג, מצב מבני ותכונות מגנטיות, פלדה מסומנת במספרים בני ארבע ספרות, למשל, 3412. הספרה הראשונה פירושה המעמד של פלדה חשמלית לפי מצבה המבני ומעמד הגלגול: 1 - איזוטרופי מגולגל חם; 2 - איזוטרופי מגולגל קר; 3 - אנזוטרופי מגולגל קר עם מרקם צלעות. הספרה השנייה היא אחוז תכולת הסיליקון: 0 - פלדה לא מסוגגת עם המסה הכוללת של אלמנטים מתגזרים שאינה עולה על 0,5%; 1 - סגסוגת עם מסה כוללת של יותר מ-0,5, אך לא יותר מ-0,8%; 2 - 0,8...1,8%; 3 - 1,8...2,8%; 4 - 2,8...3,8%; 5 - 3,8...4,8%. הספרה השלישית היא הקבוצה לפי המאפיין הסטנדרטי העיקרי (הפסדים ספציפיים ואינדוקציה מגנטית): 0 - הפסדים ספציפיים עם אינדוקציה מגנטית של 1,7 טסלה בתדר של 50 הרץ (Pij/so); 1 - הפסדים באינדוקציה מגנטית 1,5 טסלה בתדר של 50 הרץ (P1,5/50); 2 - עם אינדוקציה של 1 T בתדר של 400 הרץ (P1/400); 6 - אינדוקציה בשדות מגנטיים חלשים בעוצמה של 0,4 A/m (B0,4); 7 - אינדוקציה בשדות מגנטיים ממוצעים במתח של 10 A/m (B10) או 5 A/m (B5). שלוש הספרות הראשונות מציינות את סוג הפלדה החשמלית. הספרה הרביעית היא המספר הסידורי של סוג הפלדה. ליבות מגנטיות של שנאים למכשירי חשמל ביתיים עשויים מדרגות פלדה מרקם מגולגל קר 3411-3415 [3] עם הפסדים ספציפיים מנורמלים באינדוקציה מגנטית של 1,5 טסלה בתדר של 50 הרץ והתנגדות ספציפית של 60·10-8 אוהם· M. הפרמטרים של כמה ציונים של פלדה חשמלית ניתנים בטבלה. 3. פלדה חשמלית מגולגלת קרה בעלת מאפיינים מגנטיים גבוהים יותר. בנוסף, משטח חלק יותר מאפשר להגדיל את מקדם המילוי של נפח הליבה המגנטית (cT) ל-98% [4]. נתונים ראשוניים לחישוב השנאי הבה נחשב שנאי בעל פיתולים ראשוניים ושתי פיתולים משניים זהים, עם הפרמטרים הבאים: מתח אפקטיבי (יעיל) של הפיתול הראשוני U1 = 220 V; מתח יעיל (יעיל) של הפיתולים המשניים U2 = U3 = 24 V; זרם יעיל (יעיל) של הפיתולים המשניים l2 = I3 = 2A. תדר מתח רשת f = 50 הרץ. יחס הטרנספורמציה שווה ליחס בין המתח על הראשוני למתח על הפיתול המשנית הפתוחה (EMF). במקרה זה, השגיאה הנובעת מההבדל בין EMF למתח על הפיתול הראשוני מוזנחת: כאשר w1 ו-w2 הם מספר הסיבובים, בהתאמה, של הפיתולים הראשוניים והמשניים; E1 ו-E2 - EMF של הפיתולים הראשוניים והמשניים. הזרם בפיתול הראשוני הוא: ההספק הכולל של השנאי הוא: במהלך תהליך החישוב, יש צורך לקבוע את מידות הליבה המגנטית, מספר הסיבובים של כל הפיתולים, הקוטר והאורך המשוער של חוט המתפתל, הפסדי הספק, הספק הכולל של השנאי, יעילות, מידות ומשקל מקסימליים. . חישוב המעגל המגנטי של השנאי המתודולוגיה לחישוב גדלים ופרמטרים נוספים לקוחה בעיקר מ- [1]. ראשית, הבה נחשב את המכפלה של שטח החתך של המוט ושטח חלון המעגל המגנטי. המוט הוא הקטע של המעגל המגנטי (axbxh) עליו ממוקם הסליל: כאשר B הוא אינדוקציה מגנטית, T; j - צפיפות זרם בפיתולים, A/mm2; η - יעילות שנאי, n - מספר ליבות מגנטיות; ks הוא מקדם מילוי החתך של הליבה המגנטית בפלדה; ק"מ הוא מקדם מילוי חלון המעגל המגנטי בנחושת. ערכים מומלצים של אינדוקציה מגנטית וערכים ממוצעים של צפיפות זרם, יעילות ומקדם מילוי חלונות עבור תדר f - 50 הרץ ניתנים בטבלה. 4. מקדם המילוי של מקטע הליבה המגנטית לפלדות 3411-3415 הוא 0,95...0,97, ולפלדות 1511-1514 - 0,89...0,93. לחישוב ניקח B = 1,35 T; j = 2,5 A/mm2; η = 0,95; Kc = 0,96; ק"מ = 0,31; n = 2: עובי הליבה של המעגל המגנטי מחושב על ידי הנוסחה מעגל מגנטי מתאים נבחר לפי הטבלה. 1 ו 2. בעת הבחירה, אתה צריך לשאוף להבטיח כי חתך הרוחב של הליבה המגנטית הוא קרוב לריבוע, שכן במקרה זה צריכת חוט מתפתל היא מינימלית. רוחב סרט המעגל המגנטי מחושב לפי הנוסחה אנו בוחרים את המעגל המגנטי PLR18x25, שבו a הוא 1,8 ס"מ; b = 2,5 ס"מ; h = 7,1 ס"מ; חישוב פיתולי שנאי חשב את EMF של סיבוב אחד לפי הנוסחה חשב את ירידת המתח המשוערת על פני הפיתולים: לאחר מכן אנו מחשבים את מספר הסיבובים של הפיתול הראשי: פיתולים משניים: חשב את קוטר החוט המתפתל ללא בידוד באמצעות הנוסחה בהחלפת הערכים המספריים, נקבל את קוטר החוט הראשי: ופיתולים משניים: לפי הטבלה 5, בחר את המותג והקוטר של החוט המתפתל בבידוד [5]: עבור הפיתול העיקרי - PEL או PEV-1 di = 0,52 מ"מ; עבור משניים - PEL או PEV-1 d2 = d3 = 1,07 מ"מ. אנו מציינים את מספר הסיבובים של הפיתולים. לשם כך, תחילה נבהיר את ירידת המתח על פני הפיתולים: חשב את האורך הממוצע של הסליל, באמצעות איור. 5 או 6: ואז אורך החוט בפיתולים: הערכים שצוינו של ירידת המתח על פני הפיתולים הם: בהתחשב בערכים שהתקבלו, אנו מחשבים את מספר הסיבובים של הראשוני: ופיתולים משניים: חשב את המסה של החוט המתפתל: כאשר m1 ו-m2 הם המסה הליניארית של חוטים, בהתאמה, של הפיתולים הראשוניים והמשניים מהשולחן. 5. המסה של המעגל המגנטי נקבעת מהטבלה. 2: מ"מ = 713 גרם. מסת השנאי ללא התחשבות במסה של חלקי ההידוק שווה ל-M = 288+2-165+713 = 1331 גרם. מידות מקסימליות: (b+c)x(A+c)xH = 43x72x107 מ"מ. מקדם טרנספורמציה k = W1/W2 = 1640/192 = 8,54. חישוב אובדן חשמל הפסדים במעגל המגנטי שווים ל: כאשר עפרה היא ההפסד הספציפי במעגל המגנטי מהשולחן. 3. נניח שהליבה המגנטית עשויה סרט פלדה 3413 בעובי של 0,35 מ"מ, אז לפי טבלה. 3 אנו מוצאים שההפסדים הספציפיים במעגל מגנטי כזה שווים ל-1,3 W/kg. בהתאם, הפסדים במעגל המגנטי Pst = 0,713-1,3 = 0,93 W. הפסדים בפיתול - על ההתנגדות הפעילה של החוטים - אנו מחשבים לפי הנוסחה כאשר r1, r2 הם ההתנגדות הפעילה של הפיתולים הראשוניים והמשניים, בהתאמה, I'1 הוא הזרם של הפיתול הראשוני תוך התחשבות בהפסדים: כאשר r1m, r2m הם ההתנגדות הליניארית של החוטים, בהתאמה, של הפיתולים הראשוניים והמשניים מהשולחן. 5. אנו מחשבים מחדש את הזרם של הפיתולים המשניים לזרם של הפיתול הראשוני: הזרם של הפיתול הראשוני, בהתחשב בהפסדים, שווה ל: כאשר η = 0,95 היא היעילות של השנאי מהטבלה. 4 להספק של 100 וואט. ההפסדים בפיתולים שווים ל: ההספק הכולל של השנאי, בהתחשב בהפסדים, שווה ל: יעילות השנאי מחושבת על ידי הנוסחה ייצור שנאים אנו נייצר את השנאי לפי האפשרות השנייה שנידונה לעיל. מיקום הסלילים מוצג באיור. 6. לשם כך, יש צורך ליצור שני סלילים, שכל אחד מהם מכיל חצי מהסיבובים של הפיתולים הראשוניים וכל אחד מהפיתולים המשניים: w'1 = 820 סיבובים של חוט PEL (או PEV-1) בקוטר של 0,52 מ"מ; w'2=w'3= 96 סיבובים של חוט PEL (או PEV-1) בקוטר של 1,07 מ"מ. מכיוון שלשנאי הספק וממדים נמוכים, ניתן להפוך את הסלילים ללא מסגרת. עובי הסליל b ≤ с/2 = 9 מ"מ, גובהו hK ≤ 71 מ"מ. מספר סיבובים בשכבה הראשונית מספר שכבות מספר סיבובים בשכבה המשנית מספר שכבות הפיתולים מלופפים על גבי ציר עץ העשוי בהתאמה מדויקת למידות הקטע של המעגל המגנטי עליו ימוקמו הסלילים (18x25x71 מ"מ). הלחיים מחוברות לקצוות המדרל. למרות העובדה שהחוטים המתפתלים מכוסים בבידוד אמייל ולכן הם בעלי חוזק חשמלי גבוה, לרוב מונח בידוד נוסף, למשל, בידוד נייר, בין שכבות הפיתול. לרוב, נעשה שימוש בנייר שנאי בעובי 0,1 מ"מ לבידוד הפיתולים מהמעגל המגנטי וזה מזה. בואו לחשב את המתח המרבי בין שתי שכבות סמוכות של הפיתול הראשוני מכיוון שהמתח בין השכבות קטן, ניתן להניח בידוד נוסף על פני השכבה או לעשות דק יותר, למשל באמצעות נייר קבלים. יש למקם פיתול מגן בין הפיתולים הראשוניים והמשניים - סיבוב אחד פתוח של רדיד נחושת דק או שכבה אחת של חוט מתפתל, המונע מהפרעות מהרשת לחדור לתוך הפיתולים המשניים ולהיפך. ראשית, המדרל עטוף בשלוש שכבות של סרט נייר (איור 9), עלי הכותרת של הסרט מודבקים על הלחיים. ואז הפיתול העיקרי הוא פצע, הנחת כל שכבה עם בידוד. שתי שכבות בידוד מונחות בין הפיתולים הראשוניים, המיגונים והמשניים. העובי הכולל של הסלילים המיוצרים אינו עולה על 8 מ"מ. בדיקת שנאי השנאי המורכב נבדק תחילה במצב סרק - ללא עומס. במתח רשת של 220 וולט, הזרם בפיתול הראשוני מתח סלילה משני את המתח על הפיתולים המשניים ניתן למדוד במדויק רק עם מד מתח בעל עכבת כניסה גבוהה. לבסוף, המתח על הפיתולים המשניים של השנאי נמדד בעומס מדורג. ספרות
מחבר: V. Pershin, Ilyichevsk, אזור אודסה, אוקראינה ראה מאמרים אחרים סעיף ספקי כוח. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: עור מלאכותי לחיקוי מגע
15.04.2024 פסולת חתולים של Petgugu Global
15.04.2024 האטרקטיביות של גברים אכפתיים
14.04.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ Space Rider Orbital Laboratory ▪ MOSFETs חדשים במתח נמוך עבור מוצרי אלקטרוניקה לרכב ▪ תכונות חומר מגנטי: ממבודד למתכת עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק של האתר טכנולוגיות חובבני רדיו. בחירת מאמרים ▪ מאמר מה ההבדל בין מנגנון חטיפת המים אצל חתולים וכלבים? תשובה מפורטת ▪ מאמר משמש מנצ'ורי. אגדות, טיפוח, שיטות יישום ▪ מאמר נגן תקליטורים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מאמר מערכת אבטחה עם חיווי דיגיטלי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל הערות על המאמר: אורח באופן עקרוני, הנוסחאות הנוכחיות עזרו לפיריפש ולאתר [למעלה] [למעלה] ולרי טבלה מעולה [למעלה] ניקולס דברים טובים [למעלה] Анатолий מאמר שימושי באופן נומינלי, בקצרה ובאופן מובן על שנאי מוט. [לְמַעלָה] אורח זה נהדר שיש שולחנות למידות ברזל. כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |