Трансформатор питания малой мощности - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника курсовая работа

Требования технического задания на проектирование трансформатора питания малой мощности. Разработка конструкции трансформатора, обеспечивающей автоматизированное производство и сборку. Электрический расчет трансформатора. Варианты компоновки изделия.


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.
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Институт электронных информационных систем
Кафедра «Проектирование и технология радиоаппаратуры»
Курсовой проект по учебной дисциплине
Трансформатор питания малой мощности
1. Анализ требований технического задания на проектирование трансформатора питания малой мощности
1.Рассчитать и сконструировать маломощный трансформатор питания по данным, указанным в таблице 1.
2.Разработать конструкцию трансформатора, обеспечивающую автоматизированное производство и сборку. В проекте представить полный комплект конструкторских документов.
Рисунок 1. Электрическая схема трансформатора
Трансформатор - прибор, с помощью которого можно изменять соотношение между величиной переменного напряжения и величиной переменного тока, сохраняя при этом неизменным их произведение.
Трансформатор представляет собой устройство, состоящее из расположенных близко одна к другой катушек. Обычно эти катушки намотаны на общий сердечник. Катушка, к которой подводят напряжение и ток для преобразования, называется первичной; катушка, с которой снимают преобразованный напряжение и ток, - вторичной. Значение напряжения и тока во вторичной обмотке при определенных значениях напряжения и тока в первичной обмотке зависит от коэффициента трансформации.
В зависимости от назначения трансформаторы могут иметь различную конструкцию. Трансформатором малой мощности называется трансформатор, габаритная мощность которого не превосходит величины в несколько тысяч вольт - ампер. Эти трансформаторы применяются для питания накальных и анодных цепей электронных и ионных приборов, схем магнитных усилителей, полупроводниковых выпрямителей, обмоток реле, различных устройств индикации, для согласования сопротивлений в разных схемных звеньях, электронно - ламповых генераторов с нагрузкой и т.д. Таким образом, они могут выполнять самые различные функции.
2. Электрический расчет трансформатора малой мощности
2.1 Определение суммарной мощности вторичной обмотки
Суммарная мощность определяется по формуле:
Где Pi - мощность вторичной обмотки, В•А;
2.2 Выбираем броневой магнитопровод из стали Э42 толщиной листа 0.35мм f=50Гц
2.3 Находим ориентировочные величины: (стр.331)[5]
В=1.32Тл; д=2,8А/ммІ; kм=0.32; kст=0.91
2.4 Находим произведения сечения стали магнитопровода (Sст) на площадь его окна (Sок):
kст - коэффициент заполнения сечения магнитопровода сталью.
Выбираем магнитопровод типа ШЛ 16х12.
Справочные данные на данный тип магнитопровода (стр.640)[1]
2.6 Определяем ЭДС наводимой в одном витке (стр.103)[6]
Е= 4.44•50Гц•5см 2 •1.32Тл•= 0,1465 В
2.7 Определение потерь в стали (стр.134)[1]
Где р ст - удельные потери (стр. 333) [5], р ст = 3,1 Вт/кг
2.8 Находим активную составляющую тока холостого хода Iоа по формуле (стр.333)[5]
2.9 Полная намагничивающая мощность (стр. 127)[1]
Где р нс - удельная намагничивающая мощность (стр. 334) [5]
2.10 Реактивная составляющая тока (U1=12 В) (стр. 334) [5]
2.11 Абсолютное и относительное значение тока
Где величины з и Cosц определяются по справочным таблицам (стр.332)[5]
2.12 Определение числа витков обмоток (стр.113)[6]
Где U1 = 5 для первичной обмотки, и Ui = 10 для вторичных обмоток (стр.335)[5].
W1=12В (1- 5/100)•10 4 /(4.44•50Гц•1.32Тл•5)= 78 витка
W2=6,3В (1-10/100)•10 4 /(4.44•50Гц•1.32Тл•5)= 39 витка
W3=120В (1-10/100)•10 4 /(4.44•50Гц•1.32Тл•5)= 737 витков
W4=250В (1-10/100)•10 4 /(4.44•50Гц•1.32Тл•5)= 1536 витков
2.13 Определение ориентировочных величин плотности тока и сечения проводов обмоток (стр.336)[5]
2.15 Выбор стандартных значений проводов обмотки
Для обмоток с напряжением до 500 В целесообразно использовать провода марки ПЭВ-1 (проволока медная, изолированная высокопрочной эмалью). Стандартные значения сведем в таблицу 2.
Таблица 2 - Номинальные значения проводов обмотки ПЭВ-1
Площадь поперечного сечения Sпр,мм 2 .
2.16 Определение допустимой осевой длины обмотки на каркасе (стр.336)[5]
Где h1=h-1 = 50мм-1 = 49мм - длина гильзы;
Д из1 = 2мм - расстояние по поверхности изоляции от крайнего витка обмотки до сердечника.
2.17 Определение числа витков в одном слое и число слоев каждой обмотки (стр.337)[5]
Где kу - коэффициент укладки провода, определяемый по справочным таблицам (стр.337)[5]
Nсл1 = 45мм/1.05•0.67мм = 64 витков
Nсл3 = 45мм/1.07•0.3мм = 140 витков
Nсл4 = 45мм/1.07•0.3мм = 140 витков
2.18 Определение радиальных размеров катушки
В качестве межслоевой изоляции (Др) выбираем (стр.189)[4]
Др1 - для первой обмотки телефонную бумагу толщиной 0.05 (1 слой)
Др2 - для второй обмотки телефонную бумагу толщиной 0.05 (1 слой)
Др3 - для третьей обмотки кабельную бумагу толщиной 0.12мм (1 слой)
Др4 - для четвертой обмотки кабельную бумагу толщиной 0.12мм (1 слой)
Радиальная толщина каждой обмотки (стр.99)[6]
б1 = 1.05•1•0.67+(1-1)•0.05 = 0.7 мм
б2 =1.05•1•0.45+(1-1)•0.05 = 0.47 мм
б3 = 1.07•6•0.35+(6-1)•0.12 = 2.85 мм
б4 = 1.07•11•0.35+(11-1)•0.12 = 5.32 мм
В качестве междуобмоточной изоляции и изоляции поверх катушки выбираем кабельную бумагу толщиной 0.12мм (2 слоя). Толщину каркаса принимаем равной hиз = 1мм.
Полная радиальная толщина обмотки (стр.100)[6]
б = Дз+hиз2+ б1+h'из2+ б2+h''из2+ б3+h'''из2+ б4+ б40
Где Дз - зазор между гильзой (каркасом) и сердечником, мм;
hиз2 - толщина гильзы (каркаса),мм;
h'из2 - толщина междуобмоточной изоляции, мм;
б1…. б4 - радиальные размеры обмоток, мм;
б40 - толщина изоляции поверх крайней обмотки, мм.
б = 0.5+1+0,7+0.24+0.47+0.24+2.85+0.24+5,32+0.24 = 11.8 мм
2.19 Определение зазора между катушкой и сердечником
Условие размещения катушки в окне магнитопровода выполняется (стр.192)[6]
2.20 Определение потерь в меди обмоток
а) Найдем среднюю длину витка каждой обмотки (стр.523)[3]
Значения ак и bк определены по справочным таблицам (стр.640)[1]
lср1 = 2•10 -3 (16+12+3,14(0,7/2)) = 0.058 м
lср2 = 2•10 -3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47/2)) = 0.063 м
lср3 = 2•10 -3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47+0.24+2,85/2)) = 0.075 м
lср4 = 2•10 -3 (16+12+3,14(0,7+0.24+0,47+0.24+2,85+0.24+5,32/2)) = 0.102 м
б) Определение веса меди каждой обмотке (стр.104)[6]
Где gм - вес одного метра провода, г (значения приведены в таблице 2).
Gм1 = 0.058•78•3.22•10 -3 = 0.015 кг
Gм2 = 0.063•39•1.31•10 -3 = 0.003 кг
Gм3 = 0.075•737•0,671•10 -3 = 0.037 кг
Gм4 = 0.102•1536•0.671•10 -3 = 0.105 кг
в) Определение потерь в каждой обмотке (стр.105)[6]
г) Находим суммарные потери в меди катушки
2.21 Определение поверхности охлаждения катушки
Где б = б1+б12+б2 - радиус закругления катушки;
Sохл.м = 2• 45•(16+3.14•11,8•1.2)•10 -6 = 0.0054 м 2
2.22 Определение удельной поверхностной нагрузки обмоток
2.23 Определение средней температуры перегрева обмоток (стр.115)[6]
Где k- коэффициент теплоотдачи, Вт/м 2 •град.
Дt = (3.26+2.88)/0.0054•25.27 0 C = 45 0 С
2.24 Определение температуры обмоток трансформатора (tокр = 50 0 С) (стр.115)[6]
2.25 Определение активного сопротивления каждой обмотки (стр.106)[6]
Где qм - удельное сопротивление провода обмотки (t = 95 0 ),
r3 =0.02 •0.075•737/0.071 = 15.6 Ом
r4 =0.02•0.102•1536/0.028 = 111.9 Ом
2.26 Определение падения напряжения в обмотках трансформатора при нормальной нагрузке (стр.327)[5]
При нагреве катушки трансформатора до t = 95 0 С сопротивление обмоток равно (стр.107)[6]
r4гор = 111.9•(1+0.04•75) = 447.6 Ом
2.27 Определение КПД трансформатора (стр.555)[3]
3. Поиск наилучшего варианта компоновки проектируемого изделия
Трансформатор состоит из одной или нескольких индуктивных катушек с обмотками, которые надеваются на сердечник из магнитного материала, а также элементов, служащих для скрепления частей сердечника и закрепления трансформатора в аппарате.
Магнитопровод. Назначение магнитопровода заключается в том, чтобы создать для магнитного потока замкнутый путь, обладающий возможно меньшим магнитным сопротивлением. Поэтому магнитопроводы трансформаторов необходимо изготовлять из материалов, обладающих высокой проницаемостью в сильных переменных магнитных полях.
Широкое применение в трансформаторах получили холоднонакатанные текстурированные стали марок 3411-3424. В этих сталях при холодной прокатке получается ориентация кристаллов вдоль направления проката. Стали 3411-3424 имеют вдоль направления проката более высокую индукцию и меньшие потери. Применение холоднокатаных сталей позволяет сократить габариты трансформатора, особенно если сердечник сконструирован так, что в трансформаторе магнитные силовые линии располагаются вдоль направления проката.
По конструкции магнитопроводы подразделяют на шихтованные и ленточные. Ленточный манитопровод можно получить навивкой и склейкой полосы из трансформаторной стали. После резки, необходимой для установки катушек получают С-образные сердечники, из которых собирают броневые и стержневые магнитопроводы.
Для получения минимального немагнитного зазора в магнитопроводе торцы сердечников после установки в катушку склеивают ферромагнитной пастой. Если зазор необходим, то в месте стыка двух сердечников устанавливают прокладки из бумаги или картона необходимой величины.
Каркас катушки. Основание, на котором размещен и закреплен провод обмотки трансформатора, называют каркасом. По конструкции каркасы могут быть разделены на две основные группы: со щечками и без щечек-гильзы.
Каркасы со щечками изготавливают прессовкой или сборными из листовых изоляционных материалов. Гильзы делают из тонкого картона или кабельной бумаги навивкой нескольких слоев на оправе и склейкой их. Для вывода концов обмотки в щечках каркаса делают отверстия и крепят контакты.
Размер отверстия в каркасе следует брать на 0,1-0,2 мм больше, чем размеры соответствующей части магнитопровода, которое входит в это отверстие, а длину каркаса следует брать на 0,5-1 мм меньше, чем высота окна в магнитопроводе. Это обеспечивает свободную установку каркаса на магнитопровод. Толщина стенок каркаса в зависимости от его размеров и используемых материалов составляет обычно от 0,7 до 1,5 мм. В нашем случае был выбран каркас - гильза, так как трансформаторы в которых каркасы катушек выполнены в виде гильз, обладают лучшими технологическими характеристиками, поскольку гильзы значительно проце каркасов со щечками и процесс изготовления гильз лучше поддается механизации. Кроме того, при использовании гильз можно на хорошо отрегулированных станках производить намотку сразу большого числа катушек, что также резко снижает затраты на производство.
Обмотки. При производстве трансформаторов радиотехнической аппаратуры используется в основном медный изолированный провод, так как медь имеет наименьшее сопротивление по сравнению с другими проводниковыми материалами. Наиболее распространены медные провода с эмалевой изоляцией ПЭМ-1, ПЭМ-2, ПЭВ-1, ПЭВ-2 ПЭТВ, ПЭВТКЛ. Минимальная рабочая температура- 60 0 С. Обмоточные провода изготавливают диаметром от 0,03 мм.
Укладка провода на катушку осуществляется двумя способами: беспорядочно (внавал) и правильными рядами, виток к витку (рядовая намотка).
При использовании гильзы ширину концевой изоляции делают 1,2-1,5 мм. Кроме того, у каждого последующего ряда ширину намотки необходимо уменьшить по отношению к предыдущему на один виток, чтобы исключить «сползание» крайних витков.
Крепление элементов конструкции. После сборки катушки с магнитопроводом необходимо закрепить его отдельные части, чтобы при последующих технологических операциях и эксплуатации не происходило их взаимное перемещение. В противном случае из-за появления или изменения зазора будет меняться магнитная проницаемость, что приведет к увеличению тока холостого хода.
Магнитопровод можно скрепить двумя скобами. На нижней скобе предусмотрены отгибы для крепления трансформатора.
Герметизация трансформатора. Для защиты трансформатора от действия влаги применяют пропитку катушки изоляционными лаками и компаундами. В результате пропитки происходит уменьшение температуры перегрева провода, так как пропиточный материал заполняет воздушные промежутки между витками катушки, что улучшает теплопроводность и способствует более интенсивному отводу теплоты к поверхности трансформатора. Лаки и компаунды, применяемые для пропитки должны обладать хорошей проникающей способностью и не разрушать изоляцию проводов.
На практике применяют большое количество пропиточных материалов, например как лак АФ 17, компаунд Д1. Тонкая пленка лака, образующаяся при высыхании, не способна надежно защищать катушку от длительного воздействия повышенной влажности.
Трансформаторы, которые предназначены для работы в жестких климатических условиях, после сборки дополнительно покрывают влагозащитным слоем эмали толщиной от нескольких десятых до единиц миллиметров, материалы, применяемые для такой поверхностной защиты, должны создавать монолитный слой, обладающей хорошей влагозащитой, а также должны иметь надежное сцепление с катушкой и магнитопроводом. При воздействии повышенной температуры эти материалы не должны разрушаться. Широко применяются для поверхностной защиты трансформатора эмали на основе эпоксидных смол с наполнителями (например ОЭП4171).
Полученные данные сведем в таблицу.
Активная составляющая тока при максимальном напряжении питающей сети
Абсолютное и относительное значение тока
Средняя температура перегрева обмоток
Активное сопротивление каждой обмотки
Полученные данные удовлетворяют техническому заданию. Была разработана наилучшая конструкция трансформатора. Трансформатор состоит из катушки с обмотками, которая надевается на сердечник из магнитного материала, а также различных элементов, служащих для закрепления трансформатора в РЭА и скрепления частей сердечника.
Магнитопровод необходимо изготовить из материалов, обладающих высокой магнитной проницаемостью в сильных переменных магнитных полях. В работе был выбран магнитопровод типа ШЛ 16х12 из стали Э44 толщиной 0.2мм.
Каркас катушки - основание, на котором размещен и закреплен провод намотки. В нашей работе это гильза из тонкого картона (ЭВТ-0.5 ГОСТ2824-86).
Обмотка сделана медным проводом ПЭВ - 1, намотка рядовая.
Крепление элементов конструкции. После того как была собрана катушка с магнитопроводом нужно закрепить его части скобами, для того что бы не изменился размер зазора.
трансформатор питание малая мощность
Бальян Р.X. Трансформаторы для радиоэлектроники. - М: Советское радио, 1971.-С. 720.
Белопольский И.И., Пикалова Л.Г. Расчет трансформаторов и дросселей малой мощности. - M.-JL: Госэнергоиздат, 1963. - С.272.
Волгов В.А. Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. - М.: Энергия, 1977. С.656.
Тихомиров П.М. Расчет трансформаторов. - М.: Энергия, 1976. С.544.
Фролов А.Д. Радиодетали и узлы. - М: Высшая школа, 1975. С.440.
Фрумкин Г.Д. Расчет и конструирование радиоэлектронной аппаратуры: Учеб. пособие для техникумов. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977. - 269с. с ил.
ГОСТ 1908-87 Бумага конденсаторная. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1991 -9с.
ГОСТ 1931-87 Бумага электроизоляционная намоточная. Технические условия. - М., Издательство стандартов, 1989. - 5с
9ГОСТ2.001-93 ЕСКД. Общие положения. - М., Издательство стандартов, 1994. -Зс.
10 ГОСТ2.101-68 ЕСКД. Виды изделий. - М., Издательство стандартов, 1988.-4с
11ГОСТ2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов. - М., Издательство стандартов, 1988. - 15с
12ГОСТ2.103-68 ЕСКД. Стадии разработки. - М., Издательство стандартов, 1988. -4с
ГОСТ2.104-68 ЕСКД. Основные надписи. - М., Издательство стандартов, 1988. - Юс
ГОСТ2.105-85 Общие требования к текстовым документам. - М., Издательство стандартов, 1988. - Юс.
Трансформатор питания малой мощности применяется для питания индивидуальных нагрузок в РЭА.
- напряжения вторичных обмоток 6,3 В, 120 В, 250 В
- токи вторичных обмоток 1,2 А, 0,2 А, 0,08 А
Расчет и разработка конструкции трансформатора питания по исходным данным отвечающего условию экранированный.
- напряжения вторичных обмоток 6,3 В, 120 В, 250 В
- токи вторичных обмоток 1,2 А, 0,2 А, 0,08 А
4.4 Приспособленность к окружающей среде
- значения температуры воздуха, влажности, давления и прочих климатических факторов по ГОСТ 15150-72
4.6 Производственная технологичность
-изготовление на стандартном оборудовании;
- возможность механизации и автоматизации производства
4.7 Эксплуатационная технологичность
- стандартизированные магнитопровод, обмоточные провода, изоляция
4.9 Безопасность изготовления обслуживания и ремонта
5.1 Конструктивно-технические условия
5.3 Организационно-временные условия
-срок исполнения 15 января 2015 года
Получение ряда вторичных напряжений, электрически не зависимых друг от друга и от питающей сети с помощью трансформатора питания. Расчет трансформатора питания с заданными параметрами. Анализ условий эксплуатации. Расчет конструкции и необходимых деталей. курсовая работа [171,8 K], добавлен 14.03.2010
Назначение основных блоков электронного трансформатора. Выбор входного выпрямителя и фильтра. Расчет трансформатора, мощности разрядного резистора и схемы силового инвертора. Разработка системы управления силовым инвертором. Проектирование блока защиты. курсовая работа [443,4 K], добавлен 05.03.2015
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
Проектирование и реализация малого импульсного трансформатора. Выбор конструктивной схемы активной части и общей компоновки; схемы и конструкции обмоток; изоляционных и магнитных материалов. Разработка мер по нормализации теплового режима трансформатора. курсовая работа [157,7 K], добавлен 29.11.2010
Анализ условий эксплуатации трансформатора с заданными характеристиками. Обоснование дополнительных требований, параметров. Обзор аналогичных конструкций, выбор направления проектирования. Электрический, конструктивный расчет тороидального трансформатора. курсовая работа [144,1 K], добавлен 10.03.2010
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
Расчет напряжений питания, потребляемой мощности, КПД, мощности на коллекторах оконечных транзисторов. Выбор оконечных транзисторов, определение площади теплоотводов, элементов усилителя мощности. Выбор и расчет выпрямителя, схемы фильтра, трансформатора. курсовая работа [474,7 K], добавлен 22.09.2012
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



Трансформатор питания малой мощности курсовая работа. Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника.
Контрольная Работа На Тему Управление На Предприятии
Сочинение По Роману Дубровский Не Из Интернете
Курсовая работа по теме Анализ финансового состояния СРЗ "Южный Севастополь"
Цитаты Из Сочинений Школьников
Контрольная Работа На Тему Права И Обязанности Сторон В Уголовном Процессе
Курсовая работа по теме Анализ работы промоутеров в городе Йошкар-Оле
Реферат: Processor Comparison Essay Research Paper 1 Investigate
Реферат: Природные зоны Казахстана
Дипломная работа по теме Состояние и пути совершенствования учета затрат на производство зерна
Контрольная Работа На Тему Подвійний Запис, Кореспонденція Рахунків. Аудиторський Висновок
Курсовая работа по теме Источники конституционного права зарубежных государств
Курсовая работа по теме Решение системы линейных уравнений
Контрольная работа по теме Микроорганизмы. Аммонификация мочевины. Микрофлора растений
Сочинение: Вольнолюбивая лирика А. Пушкина
Социально-экономическое развитие ссср в середине 1960-х – начале 1980-х гг
Статья: Биосинтез 2Н-меченого бактериородопсина галофильной бактерией Halobacterium halobium
Режим Работы Гибдд Лабораторный
Курсовая работа: Военные походы Тутмоса III. Скачать бесплатно и без регистрации
Сочинение Илья Муромец И Соловей Разбойник
Контрольная работа по теме Предмет и сущность учебной дисциплины "Развитие персонала"
Г.К. Жуков - маршал Победы - История и исторические личности реферат
Проблемы и достижения современной биотехнологии - Биология и естествознание реферат
Судебная практика применения брачно-семейного законодательства - Государство и право реферат