Дроссель - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Конструирование маломощного дросселя переменного тока, предназначенного для работы с цепях питания: определение вида изоляции обмотки, марки обмоточного провода, выбор типа магнитопровода, его геометрических разметов, числа обмоток, расчет КПД устройства.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Украины
Харьковский национальный университет радиоэлектроникИ
по дисциплине: " Элементная база ЭА"
Курсовой проэкт: 1 6 с., 3 источника.
Объект исследования -дроссель питания малой мощности.
Цель проэкта - систематизирование, закрепление и расширение полученных теоретическихе знаний по дисциплине, приобретение практических навыков творческого решения конкретных конструкторских задач
В результате конструктивного расчёта дросселя по указанным данным определяется вид изоляции обмотки и марка обмоточного провода, после чего проверяется возможность его размещения в окне магнито провода выбранного типоразмера
В результате электрического расчёта дросселя определяется тип магнитопровода, его геометрические размеры, число обмоток число витков и сечение провода обмотки.
1.2 Обоснование дополнительных требований и параметров
2. Выбор направления проектирования
3.1 Расчет электрических параметров
4. Обоснование конструктивных параметров и уточнение конструкции
Дроссели широко применяются в электротехнических и радиотехнических установках в качестве балластных и токоограничивающих сопротивлений, для регулирования и стабилизации напряжения и тока, для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения и в некоторых других случаях.
Дросселями называют статические электромагнитные устройства, используемые в электрических цепях в качестве индуктивных сопротивлений
Различают несколько разновидностей дросселей. Основными из них являются дроссели переменного тока, называемые также индуктивными катушками, сглаживающие дроссели электрических фильтров и дроссели насыщения.
Общим для них является то, что дроссель любого типа представляет собой катушку с ферромагнитным сердечником. Дроссели различают по числу обмоток и форме протекающего через них тока. Дроссель переменного тока имеет одну обмотку, обтекаемую переменным током. Сглаживающий дроссель также имеет одну обмотку, но обтекается пульсирующим током. Дроссель насыщения имеет две обмотки, одна из которых обтекается переменным, а вторая постоянным током.
В этом курсовом проекте решается задача конструирования маломощного дросселя переменного тока, предназначенного для работы в цепях питания. Вся трудность заключается в том, что дроссели имеют большие габариты, массу, что значительно ограничивает их применение. То есть данный курсовой проект является вкладом в процесс развития маломощных дросселей.
По условиям ТЗ проектируемый дроссель предназначен для использования в бытовой радиотехнической аппаратуре апаратуре (РТА).
Будущий дроссель должен быть согласно заданию по климатическому исполнению эксплуатирован в климатических районах с умеренным климатом в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях.
В конструкции дроссель имеется сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и малым уровнем потерь и возможно большой индукцией насыщения. Обычно, для дросселей питания, применяются разрезные сердечники, полученные из набора отдельных пластин или лент. Разрезные сердечники требуют введения дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих их сжатие и механическое соединение для уменьшения воздушного зазора. Сердечник обычно изготавливают из стальной ленты и пластин, а также из пермалоя и феррита. Для исключения контакта между слоями ленты и пластин, приводящего к увеличению потерь в сердечнике, который имеет конечную толщину. Поэтому высокой магнитной проницаемостью обладает только часть сечения сердечника, чем более тонкие ленты используется в сердечнике.
1.2 Обоснование дополнительных требований и параметров .
Изготовить дроссель, одновременно удовлетворяющий требованию минимальной массы, стоимости, перегрева, и падения напряжения, невозможно. Например, если предъявляется требование минимальной стоимости, то в связи с тем, что стоимость проводов (меди) значительно выше сердечника (стали), выгоднее увеличить размеры и массу сердечника и уменьшать окно.
Если же важно, чтобы дроссель имел минимальную массу, то следует уменьшить сечение сердечника и увеличивать окно, а необходимый режим работы сердечника обеспечивать, увеличивать число витков.
Лучшие магнитные свойства имеют ленточные сердечники, у которых направление магнитных силовых линий совпадает с направлением проката. Кроме того, в них можно использовать очень тонкие ленты толщиной до 0,01 мм. Ленточные разрезные сердечники в настоящее время нормализованы.
Основными требованиями к магнитному материалу, применяемому в дросселях питания, являются высокая индукция насыщения и малые потери. Для маломощных дросселей, питающихся напряжением частотой 50-800 Гц, основным требованием является высокая индукция насыщения. При увеличении размеров дросселей объём сердечника увеличивается быстрее, чем поверхность охлаждения. При использовании ленточных проводников увеличивается коэффициент заполнения, не возникает пустот между обмотками, значительно улучшается теплоотвод, увеличивается долговечность трансформатора и способность выдерживать перегрузки.
Так как дроссель имеет большие электромагнитные силовые потоки, а соответственно большие размеры обмотки элемента. Для уменьшения размеров и массы важную роль играет грамотный подбор материалов составных частей дросселя.
На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается стержневой дроссель.
Учитывая недостатки в существующих дросселях, относительно проектирования выбираем следующие направления:
Для стяжки трансформатора используем ленту специальной формы;
Токосъем выполним в виде паянного соединения контактов дросселя с отводящими элементами;
Обмотка дросселя - открытого типа , то есть крышки не имеет, так как условия работы - лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.
3.1 Расчет электрических параметров.
Определяем габаритную мощность дросселя (типовую мощность, определяющую габаритные размеры сердечника) по формуле (3.1) [4]
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:
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 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)
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
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 :
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:
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 :
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, см 3 , длину средней магнитной силовой линии l ст, см, габаритные размеры.
Из таблицы П2-5 [2,стр.377] выбираем магнитопровод ПЛ20Х40-100, у которого:
SS=256см 4 -площадь сеченияф сталиXплощадь окна;
S=8см 2 - активная площадь сечения магнитопровода ;
Определяем число витков обмотки дросселя по формуле (3.4) .
Подставляем известные значения в формулу (3.4) и определяем число витков обмотки дросселя:
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)
Подставляем известные значения в формулу (3.5) и определяем диаметр обмоточного провода
Определяем площадь поперечного сечения обмоточного провода по формуле (3.6):
где =0.31 мм- радиус обмоточного провода.
Подставляем известные значения в формулу (3.6) и определяем площадь поперечного сечения обмоточного провода:
Используя таблицу с номинальными данными обмоточных проводов [2,стр.359] выбираем провод с ближайшим номинальным значением:
Определяем число витков в одном слое обмотки по формуле (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 :
Зная число витков в одном слое обмотки,определяем число слоёв в обмотке по формуле (3.8)
Подставляем известные значения в формулу (3.8) и определяем число слоёв в обмотке :
Назначив толщину межслоевой изоляциии ,определяем сумарную толщину обмотки по формуле (3.9).
Подставляем известные значения в формулу (3.9) и определяем сумарную толщину обмотки:
Определяем величину амплитудного значения рабочего напряжения U р мах, и величину испытательного напряжения U исп
Значение U исп выбираем из таблицы [2,стр.98]
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.
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].
Используя рекомендации [2,стр.107] определяем зазор между катушкой и сердечником.
Определяем радиальный размер обмотки дросселя по формуле (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:
Определяем среднюю длину витка пользуясь рекомендациями изложенными в [2,стр.107].
Подставляем известные значения в формулу (3.12) и определяем среднюю длину витка дросселя :
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.
По формуле (3.15) и кривой, рисунок 5 [2], определяем потери в стали для индукции В =0.6 (Т л ).
Где р=0.9Вт/кг - удельные потери ( на 1 кг стали ) [2,стр.179];
Определяем рабочую мощность дросселя по формуле (3.16)
Определяем КПД дросселя, используя рекомендации приведенные в [2,стр.195].
Подставляем известные значения в формулу (3.17) и определяем КПД дросселя:
4 . Обоснование конструктивных параметров и уточнение конструкции
В данной работе разрабатывается маломощный дроссель питания. Медная проволока обмотки намотана на каркас и через отверстие в щёчке каркаса выведена на внешнюю поверхность стенки, припаяна к лепестку, с которого в последствии происходит снимание или подача электрических сигналов.
Конструкция разработанного дросселя, используемого в указанных выше условиях, должна обеспечивать его надёжную работу в течении всего заданного срока службы. Поэтому конструкция разработанного дросселя соответствует следующим основным требованиям: механическая прочность, нагревостойкость, влагостойкость и электрическая прочность. Под перечисленными выше требованиями подразумевается способность конструкции противостоять механическим и температурным воздействиям, сохранять работоспособность при повышенной влажности и в предусмотренных случаях климатических воздействий обеспечивать достаточный запас электрической прочности изоляции обмотки.
В целом конструкция проста ,надёжна и технологична, не требует больших затрат средств и пригодна для серийного производства.
1. Напряжение источника питания, …………………………....210
2. Частота питающей сети, ……………………………………..800
3. Потребляемый ток, …………………………………………….1.2
4.Фактическая плотность тока в проводе обмотки,………...4
5. Номинальная мощность, …………………………………..252
6. КПД, …………………………………………………..………...89
7. Масса, кг…………………………………………………………….2,7
8. Температура окружающей среды (С°)……………………………+40
Предназначен для бытовой аппаратуры.
В результате проектирования был разработан маломощный дроссель питания. Его характеристики, приведенные в паспорте, при сравнении сразу выделяют его достоинства и недостатки.
Сам дроссель имеет довольно существенные габаритные размеры, но этот недостаток компенсируется его надёжностью, простотой конструкциии, технологичностью, что удобно при эксплуатации. Температура нагрева обмотки дросселя равна 105 0 С.
В результате расчетов получили дроссель с большой эксплуатационной надёжностью и хорошими электрическими показателями для определённых исходных данных .
Недостатком является его крупные габариты по сравнению с аналогичными конструкциями, что ограничивает применение дросселя данной конструкции.
Полученная конструкция удобна при массовом производстве. Она проста, технологична и не требует очень сложного оборудования. Между тем конструкция надежна и долговечна. Подлежит ремонту и замене.
1. Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. М.,1967.
2. Белопольский М.И.,Пикалова Л.Г. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. М. Энергия. 1973.
Выбор и обоснование варианта конструкции и материала сердечника, катушки, обмоточного провода, изоляционных материалов. Защита катушки сглаживающего дросселя от внешних воздействий. Расчет габаритных размеров, электрических и конструктивных параметров СД. курсовая работа [991,6 K], добавлен 23.05.2015
Определение электромагнитных параметров трансформатора. Выбор материала и типа магнитопровода. Определение значения магнитной индукции, потерь мощности и плотности токов. Расчёт ёмкости трансформатора. Проверка вместимости обмоток в окно магнитопровода. курсовая работа [943,1 K], добавлен 22.01.2017
Методика расчета маломощного трансформатора с воздушным охлаждением. Выбор магнитопровода, определение числа витков в обмотках, электрический и конструктивный расчет. Определение потерь, намагничивающего тока в стали; расчет падения напряжения и КПД. курсовая работа [122,1 K], добавлен 12.05.2011
Особенности применения дросселей переменного тока для конструирования радиоэлектронной аппаратуры. Назначение дросселей. Параметры и примеры типовых конструкций. Эквивалентная схема дросселя высокой частоты. Магнитопроводы дросселей. Нагрев и охлаждение. реферат [331,8 K], добавлен 14.01.2017
Расчет удельной электромагнитной нагруженности сердечника, активного сопротивления и падения напряжения в обмотке, количества витков в катушке, наружного и внутреннего диаметров магнитопровода с целью конструирования помехоподавляющего дросселя. реферат [57,1 K], добавлен 29.08.2010
Конструирование маломощного броневого трансформатора, предназначенного для преобразования систем переменного электрического тока. Электрический, конструктивный расчет тороидального трансформатора, эскизная проработка элемента, анализ принятых решений. курсовая работа [146,6 K], добавлен 10.03.2010
Выбор типа линий передач, расчет конструктивных и электрических параметров. Расчет геометрических размеров решетки и числа излучателей, параметров одиночного излучателя и схемы питания. Выбор структуры и расчет геометрических размеров фазовращателя. курсовая работа [892,8 K], добавлен 07.07.2009
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Дроссель курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная работа: Ценности и воспитание
Книга: Фома Гордеев
Демонстрационный Вариант Итоговой Контрольной Работы
Структура Учебного Реферата Этапы Работы
Курсовая работа по теме Податок на доходи фізичних осіб
Курсовая работа по теме Разработка маркетинговой службы и маркетинговой программы
Реферат по теме Транспорт в Тверской области
Реферат: Влияние накопленной ртути на активность кишечных гликозидаз у рыжей полевки из различных биотопов
Дипломная работа по теме Методы разработки производственной стратегии
Курсовая Работа На Тему Авторские Права
Реферат по теме Большевики
Реферат На Тему Определения Производственного И Технологического Процессов, Технологический Регламент
Реферат На Тему Ибн Рушд Как Основоположник Аверроизма
Контрольные Работы По Информатике 1 Класс
Контрольная работа по теме Товарная политика, основные товарные стратегии
Курсовая работа по теме Безработица и занятость населения
Дипломная работа по теме Экономическая эффективность внутрихозяйственного производства и использования концентрированного орг...
Дипломная Работа На Тему Методика Обучения Школьников Приемам Решения Текстовых Арифметических Задач
Курсовая работа по теме Сущность и содержание психологической борьбы в локальном вооружённом конфликте
Виды Информационных Технологий Реферат
Рассмотрение дел об административных правонарушениях арбитражными судами - Государство и право дипломная работа
Диверсия и ее отличие от умышленного уничтожения или повреждения имущества - Государство и право дипломная работа
Аудит как метод исследования - Бухгалтерский учет и аудит курсовая работа