Елементна база електронних апаратів - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника методичка

Основні параметри конденсаторів змінної ємності з плоскими пластинами. Параметри котушки електромагнітного апарата при сталому й змінному струмах. Розрахунок трифазного силового трансформатора. Характеристики випрямного діода і біполярного транзистора.


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.


Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського
Щодо виконання розрахунково-графічного завдання з навчальної дисципліни
«Елементна база електронних апаратів»
Для студентів денної форми навчання зі спеціальностей напряму 0910 - «Радіоелектронні апарати»
Методичні вказівки щодо виконання розрахунково-графічного завдання з навчальної дисципліни «Елементна база електронних апаратів» для студентів денної форми навчання зі спеціальностей напряму 0910 - «Радіоелектронні апарати»
Рецензент к.т.н. доц. В.О. Некрасов
Затверджено методичною радою КНУ імені Михайла Остроградського
Заступник голови методичної ради доц. С.А. Сергієнко
Мета та призначення розрахунково-графічного завдання
Розрахунково-графічне завдання 1. Розрахунок основних параметрів конденсаторів змінної ємності з плоскими пластинами
Розрахунково-графічне завдання 2. Розрахунки котушки електромагнітного апарата при сталому й змінному струмах8
Розрахунково-графічне завдання 3. Розрахунок трифазного силового трансформатора
Розрахунково-графічне завдання 4. Розрахунки параметрів і характеристик випрямного діода
Розрахунково-графічне завдання 5. Розрахунки параметрів і характеристик біполярного транзистора
Додаток А. Характеристики обмоткових проводів
Додаток Б. Основні параметри проводів
Розрахункова робота включає в себе роботу з теоретичною та довідниковою літературою, а також розв'язання практичних завдань.
Для забезпечення розрахункової роботи навчально-методичними засобами використовуються підручники, навчальні та методичні посібники, конспект лекцій викладача, практикум тощо (за списком літератури).
У даних методичних вказівках передбачається закріплення знань щодо розрахунку конденсатора, котушки індуктивності, трансформатора, напівпровідникового діода та біполярного транзистора, які є невід'ємними складовими при побудові електронних пристроїв.
Конденсатор -- двополюсник з певним значенням ємності й малою омічною провідністю; пристрій для нагромадження заряду й енергії електричного поля. Конденсатор є пасивним електронним компонентом. Звичайноскладається із двох електродів у формі пластин (називаних обкладками), розділених діелектриком, товщина якого мала в порівнянні з розмірами обкладок.
Котушка індуктивності -- гвинтова, спіральна або гвинтоспіральна котушка зі згорнутого ізольованого провідника, що володіє значною індуктивністю при відносно малій ємності й малому активному опорі. Така система здатна накопичувати магнітну енергію при протіканні електричного струму.
Трансформатор -- електрична машина, що має дві або більш індуктивно-зв'язані обмотки й призначена для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або декількох систем змінного струму в одну або трохи інших систем змінного струму.
Діод -- двохелектродний електронний прилад, має різну провідність залежно від напрямку електричного струму. Електрод діода, підключений до позитивного полюса джерела струму, коли діод відкритий ( тобто має маленький опір), називають анодом, підключений до негативного полюса -- катодом.
Напівпровідниковий діод -- напівпровідниковий прилад з одним електричним переходом і двома виводами (електродами). На відміну від інших типів діодів, принцип дії напівпровідникового діода ґрунтується на явищі p-n-переходу.
Біполярний транзистор (БПТ) - це електроперетворювальний напівпровідниковий прилад із двома p-n переходами й трьома виводами, який застосовується для посилення потужності.
БПТ може бути включено по одній із трьох схем: із загальним емітером (ЗЕ), загальним колектором (ЗК) або загальною базою (ЗБ). Схеми включення із ЗЕ в основному використовують у якості проміжних і вихідних, тому що вони мають максимальний коефіцієнт підсилення потужності. Характерна риса схем з ЗЕ - зміну полярності посилюваного сигналу на протилежну, тобто це підсилювачі, що інвертують.
Вибір типу транзистора визначається особливостями електричної схеми, а також вимогами до її вихідних параметрів і режимам експлуатації.
Слід зазначити, що завдання спрямоване на використання засобів обчислювальної техніки, тому потребує від студентів уміння працювати, як з текстовими та графічними редакторами, установленими на ПЕОМ, так і з засобами виведення документації до друку.
Мета та призначення розрахунково-графічного завдання
Темою розрахунково-графічного завдання з дисципліни «Елементна база електронних апаратів» є розрахунки основних параметрів конденсатора, котушки індуктивності, трансформатора, напівпровідникового діода та біполярного транзистора, що відповідає вимогам ЄСКД та ДСТУ, за допомогою наведених формул, залежностей, рівнянь, тощо, що описують фізику роботи пристрою.
Метою проведення завдання є визначення стану і ступеня підготовленості студентів із зазначеної дисципліни, їх уміння самостійно опрацьовувати довідниковий та інформаційний матеріал; уміння формулювати логічно обґрунтовані відповіді при захисті завдання.
У процесі виконання розрахунково-графічного завдання студент зобов'язаний:
1. Ознайомитися з варіантом виконання розрахункового завдання та обрати свій варіант (таблиці 1.1, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1).
2. Набути практичних навичок щодо вибору елементної бази, яка буде відповідати проведеним розрахункам параметрів того чи іншого пристрою.
3. Провести розрахунки параметрів того чи іншого пристрою згідно умовам завдань.
4. Побудувати графіки тих чи інших залежностей згідно умовам завдань.
5. Оформити розрахунки згідно з ЄСКД.
6. Зробити висновок після проведеного аналізу отриманих даних щодо правильності розрахунків.
7. Захистити розрахунково-графічне завдання згідно з графіком захисту.
Тема роботи: Розрахунок основних параметрів конденсаторів змінної ємності з плоскими пластинами
Конденсатор -- двополюсник з певним значенням ємності й малою омічною провідністю; пристрій для нагромадження заряду й енергії електричного поля. Конденсатор є пасивним електронним компонентом. Звичайно складається із двох електродів у формі пластин (називаних обкладками), розділених діелектриком, товщина якого мала в порівнянні з розмірами обкладок.
Конденсатор у ланцюзі постійного струму може проводити струм у момент включення його в ланцюг (відбувається заряд або перезаряд конденсатора), по закінченню перехідного процесу струм через конденсатор не тече, тому що його обкладки розділені діелектриком. У ланцюзі ж змінного струму він проводить коливання змінного струму за допомогою циклічного перезарядження конденсатора, замикаючись так званим струмом зсуву.
Основною характеристикою конденсатора є його ємність, що характеризує здатність конденсатора накопичувати електричний заряд. У позначенні конденсатора фігурує значення номінальної ємності, у той час як реальний ємність може значно мінятися залежно від багатьох факторів. Реальна ємність конденсатора визначає його електричні властивості. Так, по визначенню ємності, заряд на обкладці пропорційний напрузі між обкладками.
Основним вхідним параметром для розрахунків є закон, за яким змінюється ємність: прямоємнісний, прямочастотний, прямохвильовий, логарифмічний із допустимим відхиленням ±5%.
Також вхідними параметрами є допустимі габарити: R max , мм (або висота h, мм); максимальна ємність C max , пФ; робоча напруга, U р , В; переміщення кінця пластини від перпендикулярного напрямку, у, мм; температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу, б n , о С -1 .
1.2 Відстань між пластинами (величина зазору) ротора d
Величина зазору d вибирається виходячи з розмірів конденсаторів, необхідній точності, необхідній стабільності й електричної міцності й при виробництві - з технологічних міркувань. Чим більше зазор, тем вище електрична міцність, стабільність, надійність і точність закону зміни ємності. Слід також урахувати, що при збільшенні зазору збільшується обсяг конденсатора.
Для наближеного, але задовольняючого практичним вимогам розрахунків можна виходити з того, що при нормальному тиску припустима напруженість поля між пластинами становить 650…700 в/мм. Тоді величина зазору буде рівна:
Якщо робоча напруга конденсатора мала (), то з технічних міркувань діаметр приймають: d=0,25…0,3мм.
З погляду об'єму конденсатора величина зазору повинна бути малою. Але при малих зазорах знижується надійність. Вважається, що конденсатори із зазором меншим за 0,15мм викликають надмірне ускладнення виробництва. У конденсаторах підвищеної точності застосовують більші зазори, порядку 1…1,5мм.
1.3 Мінімальна ємність конденсатора C min .
Діаметрвісі ротора можнавзятиd 0 =4мм
Радіус вирізу на статорних пластинах r визначається діаметром осі й зазором між віссю й крайками статорних пластин. Цей зазор часто в 2-3 рази більше зазору між пластинами. Його зменшення підвищує мінімальну ємність конденсатора й негативно позначається на стабільності. Таким чином радіус вирізу на статорних пластинах визначається наступним співвідношенням:
Товщина пластини д залежить від способу виготовлення. Для розрахунківвзятид=1 мм.
де - значення кута, якому відповідає максимальне значення радіусу пластин R max :
- для прямоємнісного, прямохвильового та логарифмічного законів зміни ємності
- для прямочастотного закону зміни ємності
де значення наведено в таблиці 1.2 (для того чи іншого закону зміни ємності), то кількість пластин можна розрахувати за формулою:
1) Якщо задано R max , то визначають висоту h:
2) При відомій висоті h визначають R max :
1.9 Перевірка значення С mах на відповідність заданій похибці±5%
Для подальших розрахунків використовувати остаточне значення С max .
де - похідна зміни ємності від кута повороту, формули якої для того чи іншого закону зміни ємності наведені в таблиці 1.2.
Зовнішній вигляд форми роторних пластин:
1.11 Побудова графіка залежності зміни ємності
Для побудови графіка залежності С=f(и) необхідно скористуватися формулами для того чи іншого закону зміни ємності, які наведені в таблиці 1.2.
Для всіх законів зміни ємності прийняти наступне співвідношення:


Основні розрахункові формули для того чи іншого закону зміни ємності
1.12 Визначення температурної нестійкості ємності (ТКЄ)
На рисунку 1.1 представлена схема плоского конденсатора, причому пропонується зробити пластини й втулки з матеріалів, що володіють різними температурними коефіцієнтами лінійного розширення (ТКЛР) і
Вважаючись також, що конструкція виконана таким чином, що при зміні температури мають місце вільні температурні деформації.
Температурну нестійкість ємності описується наступною залежністю:
Перший доданок представляє ТКПА діелектрика, тобто друге - температурний коефіцієнт розширення площі пластин, очевидно:
третя - є функція розмірів d, k, D і ТКЛР і
З рисунка 1.1 можна записати співвідношення 2·d+2·k=D, звідки
Проробивши математичні перетворення, одержимо:
Якщо то тобто визначається тільки властивостями матеріалу б і середовища . Якщо, те, тобто ТКЄ змінного конденсатора, зробленого з однорідного матеріалу, буде рівний ТКЛР цього матеріалу.
Формула (1.13) показує, що компенсація температурної нестійкості конденсатора можлива; для цього необхідно лише вибрати також співвідношення k, d,,,, щоб .
Якщо зневажити , а в повітряних конденсаторах воно мало, те, умова, термокомпенсацїї самої конструкції буде:
Цю форму можна використовувати як співвідношення для вибору параметрів по заданих параметрах.
Якщо ліва частина виразу (1.14) менше нуля, ТКЄ конденсатора буде негативним і
Розглянемо вплив розподілу конструктивних параметрів на величину ТКЄ, припускаючи, що розрахунки параметрів ведеться з урахуванням повної компенсації, тобто при ТКЄ змінної ємності конденсатора, дорівнює нулю.
Розкид параметрів приведе до невиконання співвідношення (1.14). Для забезпечення рівності в праву частину введемо деякий множник (В+1). Тоді
В - характеризує результат відхилень усіх величин, що входять у рівняння (1.14). Після перетворення:
Таким чином, остаточна формула для розрахунку ТКЄ буде наступною:
- температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу.
1.13 Компенсація виробничого розкиду характеристики С=f(и) конденсатора змінної ємності з плоскими пластинами
Можна показати, що при регулюванні однієї розрізної пластини регулювальна ємність буде:
Можна визначити, що допускається величину відносної погрішності максимальної ємності конденсатора, яка може бути скомпенсована відгину секторів однієї або двох пластин ротора:
1.14 Вплив похибок виробництва на розкид ємності конденсаторів
Ємність конденсатора із плоскими пластинами залежить від похибок площі пластин і зазору. Похибка площі пластин мала (усі пластини робляться одним штампом). Найбільший вплив на ємність виявляє похибка зазору:
Розглянемо фактори, що впливають на похибку зазору:
1) Похибка товщини пластин або похибка відстані між ними.
На рисунку 2.1 видно, що похибка у товщині пластин і у відстані між ними супроводжується зміна зазору d на величину . Похибка ємності:
Пряма пропорційність між похибкою зазору й похибкою ємності при невеликих зазорах потрібна при виготовленні пластин з високою точністю за товщиною, забезпечення точної відстані D між пластинами статора або ротора.
2) Асиметрія зазору d з'являється при зрушенні пластин статора щодо пластин ротора на величину
Максимальний розкид ємності за рахунок асиметрії всіх зазорів визначається формулою:
3) Перекошення непаралельності пластин ротора щодо пластин статора. Найгірших випадок, коли спостерігається перекошення усіх пластин.
Максимальний розкид ємностей визначається наступними залежностями:
де у - переміщення кінця пластини від перпендикулярного напрямку.
Тема роботи: Розрахунки котушки електромагнітного апарата при сталому й змінному струмах
Котушка індуктивності -- гвинтова, спіральна або гвинтоспіральна котушка зі згорнутого ізольованого провідника, що володіє значною індуктивністю при відносно малій ємності й малому активному опорі. Така система здатна накопичувати магнітну енергію при протіканні електричного струму.
Магнітний ланцюг містить ділянки сталевого сердечника і якоря, а також повітряний зазор, через який замикається основна частина робочого потоку (рисунок 2.1).
Сердечник магнітопроводу має циліндричну форму; ярмо і якір, які виконані зі сталі однакового прямокутного перетину.
Вихідними даними для розрахунків є: напруга джерела, U 1 , U 2 , B; магнітний потік у робочому повітряному зазорі, Ф·10 4 , Тл; діаметр сердечника магнітопроводу, d, мм; параметри вікна магнітопроводу, с, Н, мм; параметри каркаса, д 1 , д 2 , мм; повітряний зазор (робітник хід якоря), д, мм; розміри перетину якоря, a, b, мм; зусилля притягання якоря електромагніту, G, Н; робоча частота, f 0 , МГц; СЕР - тип і матеріал сердечника.
Рисунок 2.3 - Графік значень допоміжного коефіцієнта k.
Опір втрат, що внесені осердям до котушки, визначаються за формулою:
де Н - напруженість магнітного поля в осерді (визначено по рисунку 2.2);
д С.Г , д С.Ч , д С.П - коефіцієнти втрат осердя відповідно на гістерезис, вихровий струм і струм післядії, які розраховуються за наступними формулами:
д П - коефіцієнти втрат, вибираються з таблиці 2.3;
К м =0.4-коефіцієнт використання магнітних властивостейL CЕР - індуктивність котушки із осердям, яка розраховується за формулою:
м Д - діюча магнітна проникність, яка визначається за формулою:
К =0.4 поправочний коефіцієнтм=10 - початкова магнітна проникність матеріалу осердя, вибирається з таблиці 2.3).
Електромагнітні параметри для осердь
Таким чином, добротність котушки з урахуванням втрат у осерді, розраховується за формулою:
2.5 Розрахунки власної ємності котушки
Власну ємність одношарової котушки (З 0 , пФ) розраховують за формулою:
де D кат - діаметр котушки, у цьому випадку застосовується зовнішній діаметр котушки, розрахований за формулою 2.7, тобто d 2 =D кат ;
Відношення беруть рівним коефіцієнту нещільності намотування б, який визначається залежно від діаметра проводу з таблиці 2.4, тобто
Значення коефіцієнта нещільності намотування
Тема роботи: розрахунок трифазного силового трансформатора
Трансформатором називається статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше число індуктивно зв'язаних обмоток і призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції в одну або кілька систем змінного струму. За допомогою трансформаторів підвищують або знижують вихідну напругу, змінюють число фаз, і в деяких випадках перетворюють частоту струму.
У промисловості використовуються трансформатори різного призначення в діапазоні потужностей від часток вольт-ампера(ВА) до 1 млн. кВА й більше.
Основне ж призначення силових трансформаторів - перетворення електромагнітної енергії в електричних мережах і установках, призначених для приймання й використання електричної енергії. Силові трансформатори підрозділяються на два види: загального й спеціального призначення.
Вихідними даними до розрахунку силового трансформатора зазвичай є наступні параметри: номінальна потужність трансформатора, S Н , кВА; номінальна напруга первинної обмотки, U 1Н , кВ; номінальна напруга вторинної обмотки, U 2Н , кВ; напруга короткого замикання, U К , %; втрати активної потужності в режимі холостого ходу, Р 0 , кВт; втрати активної потужності в режимі короткого замикання, Р К , кВт; струм холостого ходу, I 0 , % ; г=сosц 2 ; частота f=50Гц.
3.2 Визначення параметрів схеми заміщення трансформатора в режимі холостого ходу
Для первинної обмотки приймемо з'єднання за схемою «зірка»; для вторинної обмотки приймемо з'єднання за схемою «трикутник».
Для визначення параметрів схеми заміщення трансформатора за відповідними формулами розрахуємо:
а) номінальний струм трансформатора:
б) фазна напруга первинної обмотки:
- при з'єднанні за схемою “трикутник”:
в) фазний струм холостого ходу трансформатора:
г) потужність втрат холостого ходу на фазу:
де m - число фаз первинної обмотки трансформатора; у нашому випадку приймаємо m=3.
д) повний опір областей намагнічування схеми заміщення трансформатора при холостому ході згідно зі схемою (рисунок 3.1):
Рисунок 3.1 - Схема заміщення трансформатора в режимі холостого ходу
е) активний опір областей намагнічування:
ж) реактивний опір областей намагнічування:
з) коефіцієнт трансформації трансформатора:
3.3 Визначення параметрів схеми заміщення трансформатора в режимі короткого замикання
При дослідженні короткого замикання вторинна обмотка трансформатора повинна бути замкнена накоротко, а напруга, що підводиться до первинної обмотки, підбирається таким чином, щоб струм обмотки трансформатора був рівний номінальному. Схему заміщення трансформатора в режимі короткого замикання представлено на рис. 3.2.
Рисунок 3.2 - Схема заміщення трансформатора в режимі короткого замикання
Тут сумарне значення активних опорів позначають r k і називають активним опором короткого замикання, а індуктивним опором короткого замикання x k.
Для визначення параметрів схеми заміщення трансформатора за відповідними формулами розрахуємо:
а) фазна напруга первинної обмотки:
б) фазна напруга короткого замикання:
де U K - напруга короткого замикання, %;
в) повний опір короткого замикання:
де I К - струм короткого замикання:
д) активний опір короткого замикання:
е) індуктивний опір короткого замикання:
Звичайно обирають схему заміщення симетричну, враховуючи що:
де r 1 - активний опір первинної обмотки трансформатора;
x 1 - індуктивний опір первинної обмотки трансформатора, обумовлений магнітним потоком розсіювання;
- наведений активний опір вторинної обмотки трансформатора;
- наведений індуктивний опір вторинної обмотки трансформатора, обумовлений магнітним потоком розсіювання.
При побудові векторної діаграми скористаємося Т - подібною схемою заміщення (рисунок 3.3).
Рисунок 3.3 - Т-подібна схема заміщення
Векторна діаграма є графічним вираженням основних рівнянь наведеного трансформатора:
Для побудови векторної діаграми трансформатора за відповідними формулами визначимо:
1) номінальний фазний струм вторинної обмотки трансформатора:
3) наведена вторинна напруга фази обмотки:
5) кут, який визначається за заданим значенням кута шляхом графічної побудови;
6) падіння напруги в активному опорі вторинної обмотки, наведене до первинного ланцюга;
7) падіння напруги в індуктивному опорі вторинної обмотки, наведене до первинного ланцюга;
8) падіння напруги в активному опорі первинної обмотки I 1 ·r 1 ;
9) падіння напруги в індуктивному опорі первинної обмотки I 1 ·x 1 ;
10) за струм ухвалюють струм, за струм ухвалюють струм, а за струм ухвалюють струм .
Перед побудовою діаграми слід вибрати масштаб струму m І і масштаб напруги m U .
Приймемо m І =2А/мм; m U =0,2 кВ/мм.
При активному навантаженні ц 2 =0; при активно-індуктивному навантаженні ц 2 =arccos(г); при активно-ємнісному - ц 2 =- arccos(г).
Результати розрахунків для побудови векторних діаграм
В обраному масштабі струму m І відкладаємо в довільному напрямку вектор вторинного струму . Потім, під кутом проводимо вектор напруги ( для активного навантаження вектор струму вторинної обмотки збігається за фазою з вектором напруги на зажимах вторинної обмотки, для активно-індуктивного навантаження вектор струму вторинної обмотки відстає від вектора напруги на зажимах вторинної обмотки, для активно-ємнісного навантаження вектор струму вторинної обмотки випереджає вектор напруги на зажимах вторинної обмотки).
Масштаб m U виберемо так, щоб одержати вектор довжиною 100…120 мм.
Щоб побудувати вектор ЕРС згідно з рівнянням, необхідно скласти вектор з векторами й .
Для цього з кінця вектора будуємо вектор активного падіння напруги паралельно вектору вторинного струму ; з початку вектора перпендикулярно до нього будуємо вектор індуктивного спадання напруги . Вектор, що з'єднує крапку О с початком вектора, буде вектором ЕРС вторинної обмотки. Цей вектор буде збігатися з вектором ЕРС первинної обмотки, тому що .
Вектора ЕРС E 1 і, індуковані у первинній і вторинній обмотках основним магнітним потоком, відстають за фазою від вектора потоку на кут 90 0 . Під кутом убік випередження вектора потоку відкладаємо вектор струму холостого ходу I 0 .
Для того щоб перейти до векторної діаграми первинної обмотки, необхідно визначити вектор первинного струму I 1 .
Згідно з рівнянням I 1 =I 0 +(-) вектор струму I 1 дорівнює геометричній різниці векторів I 0 і .
Вектор первинної напруги U 1 визначаємо з векторної діаграми. Для цього необхідно побудувати вектор Е 1 , рівний за величиною й зворотний за напрямком вектору Е 1 . З кінця вектора Е 1 , згідно з рівнянням U 1 =-E 1 +I 1 ·r 1 +j·I 1 ·x 1 , будуємо вектор I 1 ·r 1 , паралельний вектору струму I 1 , а з кінця вектора I 1 ·r 1 перпендикулярно до нього та вектору I 1 проводимо вектор I 1 ·x 1 . Замикаючий вектор й буде вектором первинної напруги U 1 .
3.5 Побудова кривої зміни ККД трансформатора залежно від навантаження. При навантаженні коефіцієнт корисної дії трансформатора визначають за формулою:
де S H - повна номінальна потужність трансформатора, кВ·А;
P 0 - потужність втрат холостого ходу при номінальній напрузі, кВт
Р К - потужність втрат короткого замикання, кВт.
ККД трансформатора розраховують для значень коефіцієнта навантаження k НГ , рівному 0; 0,25; 0,50; 0,75; 1,25 від номінального вторинного струму I 2H . Значення беруть із додатка.
За результатами розрахунків будують залежність (рисунок 3.5). Максимальне значення коефіцієнт корисної дії набуває за умови k НГ 2 ·P K =P 0 . Звідси коефіцієнт навантаження, який відповідає максимальному ККД, визначається:
Рисунок 3.5 - Крива зміни ККД трансформатора залежно від навантаження
За отриманим значенням k НГmax (із графіка, рисунок 3.5) визначаємо максимальне значення коефіцієнта корисної дії, з max .
3.6 Визначення зміни напруги трансформатора при навантаженні
При практичних розрахунках зміну вторинної напруги трансформатора визначимо за формулою:
конденсатор трансформатор діод транзистор
де U К.А. - активна складова напруги короткого замикання при номінальному струмі, яка визначається:
U К.Р. - реактивна складова напруги короткого замикання,
Згідно з потужністю, класу напруги й конструктивних особливостей заданого трансформатора за ДСТ 1516.1 - 76 і ГОСТ 2069.0 075 вибираємо конструкцію й розміри основних ізоляційних проміжків головної ізоляції обмоток.
Першим кроком необхідно визначити іспитові напруги для напруг зовнішньої й внутрішньої обмоток: для заданого U 2Ф іспитова напруга обмотки U ІСП2 ; для заданого U 1Ф іспитова напруга обмотки U ІСП1 .Вибираємо ізоляційні відстані зовнішньої й внутрішньої обмоток з таблиці 3.3.
Далі на підставі отриманих іспитових напруг вибираємо розміри зовнішньої й внутрішньої обмоток з таблиць 3.4 і 3.5 відповідно.
Головна ізоляція. Мінімальні ізоляційні відстані зовнішніх обмоток
Головна ізоляція. Мінімальні ізоляційні відстані внутрішніх обмоток
Ухвалюється рівним по знайденій іспитовій напрузі ВН
Основні розміри зв'язані між собою коефіцієнтом , що представляють собою відношення середньої довжини окружності каналу між обмотками до висоти обмотки. Величина визначає співвідношення між шириною й висотою трансформатора, між вагою сталі й міді, впливає на вартість трансформатора, а також на такі його технічні характеристики, як втрати й струм холостого ходу, механічна міцність і нагрівостійкість обмоток.
Вибір оптимального . Для трансформатора за заданої потужності з мідними обмотками й напругою зовнішньої обмотки обираємо відповідно до рекомендацій =(1,8…2,4).=2
Ширина наведеного каналу розсіювання визначається за формулою:
де а 12 - розмір каналу між обмотками, ізоляційний проміжок - обираємоз таблиці 3.4.
Наведена ширина двох обмоток у попередньому розрахунку визначається як:
де k=0,65 по заданим потужності й напруги зовнішнього намотування для мідної обмотки.
Коефіцієнт приведення ідеального поля розсіювання до реального поля (так званий коефіцієнт Роговського) є наближеним й ухвалюється за попереднім розрахунком К р 0,95.
Реактивна складова напруги короткого замикання, %, визначається за формулою:
де Ua - активна складова напруги, яка обраховується за формулою:
Індукцію в осерді обираємо з діапазону В с = (1,2…1,6) = 1.3 Тл, тому що даний діапазон є оптимальним для матеріалів магнітопроводу із сталі різних марок.
Коефіцієнт заповнення активним перетином сталі площі кругу, описаного близько перетину осердя, К C залежить від вибору числа щаблів у перетині осердя, способу пресування осердя й розмірів охолоджувальних каналів, товщини листів сталі й виду міжлистової ізоляції. Загальний коефіцієнт заповнення визначається за формулою:
Коефіцієнт заповнення площі кругу з діаметром d площею східчастої фігури К КР обирається по таблиці 3.6.
Число щаблів у перетині осердя, орієнтовний діаметр осердя, коефіцієнт К КР
Пресування осердя розклиненням з обмоткою, перетин осердя без каналів
Орієнтований діаметр осердя, d Н , см
Пресування осердя бандажами, має повздовжні канали
Орієнтований діаметр осердя, d Н , см
Коефіцієнт заповнення осердя (або ярма) сталлю К З =0,97.
Діаметр осердя визначається за формулою:
Отриманий діаметр необхідно округлити до найближчого за нормалізованою шкалою d Н (таблиця 3.6).
Середній діаметр каналу між обмотками d 12 у попередньому розрахунках приблизно визначається за формулою:
Радіальний розмір обмотки (а 1 , м) визначається як:
де К 1 =1,1 для S Н =(25…630)кВа; К 1 =1,5 для S Н понад 630 кВа.
Висота обмотки визначається за формулою:
Активний перетин осердя визначається як:
де П ФС визначається по таблиці 3.7.
Площі перетину осердя П ФС і ярма П ФЯ
Електрорушійна сила одного витка визначається за формулою:
Найбільш вживаними в якості обмотки є циліндричні обмотки із прямокутного проводу. (Число шарів (2+4)).
Середня щільність струму, визначається заданими втратами:
де k=0,746 для мідних обмоток; k g =0,96.
Орієнтовний перетин витка визначається як:
Число витків на одну фазу визначається за формулою:
Визначаємо орієнтовний радіальний розмір проводів за формулою:
Підбираємо провід перетином і висотою (див. додаток В), тоді . Якщо такого проводу в асортименті немає, то в такому випадку розбиваємо перетин витка на паралельні проводи. У такому випадку приймаємо число паралельних проводів n в1 =2. Визначаємо розміри паралельних проводів за формулами:
Обираємо провід марки ПБ і відповідно, щоб у сумі вийшло намотуванням плиском з розмірами:
Розрахункова товщина ізоляції на дві сторони 2·визначається з додатка В. Повний перетин витка із двох паралельних проводів визначається як:
де а 11 - радіальний розмір каналу між шарами, а 11 =5 мм.
Щільність теплового потоку на поверхні обмотки визначається за формулами для двох випадків:
а) при наявності охолодного каналу між шарами:
де для мідних обмоток k=15. Отримане значення q 1 повинне бути (1200-1400) Вт/м 2 .
де а 1 - радіальний розмір обмотки.
Основні втрати визначаються за формулою:
Число витків при номінальній напрузі:
Число витків на одному щаблі регулювання:
Найбільш застосовними в якості обмотки є циліндричні обмотки із круглого проводу.
За перетином й асортиментом обмотувального проводу підбирається провід підходящого перетину. Ухвалюємо круглий провід марки ПБ із товщиною ізоляції на дві сторони 2·=0,4мм. Розміри проводу визначаємо як:
Якщо такого проводу за асортиментом немає, то в такому випадку розбиваємо перетин витка на паралельні проводи. У такому випадку ухвалюємо число паралельних проводів n в1 =2. Визначаємо розміри паралельних проводів за формулами 3.55 і 3.56.
Ухвалюємо провід марки ПБ і відповідно, щоб у сумі вийшло намотуванням плиском з розмірами, обумовлені за формулою 3.57, тоді
За розрахованою U мсл по таблиці 3.8 вибирається число шарів і загальна товщина мсл кабельного паперу в ізоляції між двома шарами обмотки.
Номінальна міжшарова ізоляція в багатошарових циліндричних обмотках
Сумарна робоча напруга двох шарів, В
Число шарів кабельного паперу на товщину листів, тобто aiЧbi, мсл, см
Виступ міжшарової ізоляції на торцях обмотки (на одну сторону), см
Радіальний розмір обмотки. У більшості випадків за умовами охолодження обмотка кожного осердя виконується у вигляді двох
Елементна база електронних апаратів методичка. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная работа по теме Историко-теоретический анализ миграционной политики США по отношению к выходцам из Латинской Америки
Заглавный Лист Реферата Образец
Реферат: Советская архитектура
Реферат: Геро I Железный
Курсовая работа по теме Уголовно-правовая характеристика и особенности квалификации доведения до самоубийства
Метапредметная Контрольная Работа 6 Класс
Реферат по теме Принципы несения радиовахты на судне
Скачать Головачев Собрание Сочинений
Реферат: Профессиональная Терминология. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая работа по теме Тэма згубленых ілюзій у творах Анарэ дэ Бальзака
Курсовая работа: Реализация принципа процессного подхода на СМП. Скачать бесплатно и без регистрации
Шпаргалка: Бухгалтерский анализ рентабельности предприятия
Реферат по теме К проблеме человека в психологии
Курсовая работа: Проектирование асинхронного двигателя
Сочинение По Направлению Забвению Не Подлежит
Контрольная работа по теме Философская гуманизация образования в процессе формирования духовности учащегося
Р Р Сочинение Рассуждение 6 Класс Рассуждение
Реферат по теме Опровержение и способы опровержения
Реферат: Пенсионное обеспечение военнослужащих и членов их семей
Контрольная работа по теме Ціноутворення у харчовій галузі (на базі ВЗП "Кіцманський хлібокомбінат")
Развитие исторической науки в России. Исторические школы, концепции, формационный и цивилизационный подходы - История и исторические личности контрольная работа
Общественная власть и социальные нормы в первобытном обществе - Государство и право реферат
Ипотека - Государство и право курсовая работа