Расчёт силового трансформатора ИБП

Материалы о физике / Источники электропитания / Расчёт силового трансформатора ИБП

Страница 1

В источниках электропитания для обеспечения гальванической развязки цепей и изменения уровня напряжения применяются трансформаторы напряжения.

Наибольшую сложность при проектировании и изготовлении представляют трансформаторы силовых каскадов источников импульсного действия, магнитопроводы которых работают в силовых магнитных полях (при индукции В>0,1 Тл), но без перехода в область насыщения, т.е., в линейном режиме.

Для расчёта трансформатора заданы параметры сети переменного тока, питающей трансформатор, и параметры выходного тока и напряжения:

питающее напряжение-импульсное, двухполярное;

частота переменного тока f=50 кГц;

амплитуда импульсов питающего напряжения Uи=300 В;

длительность импульсов tи=8 мкс;

период колебания импульсного напряжения T=20 мкс;

форма импульсного напряжения показана на рис.3.4

Рис.3.4 Форма входного импульсного напряжения

Среднее значение напряжения на зажимах 1-2 и 2-3 на первичной обмотке трансформатора

U1-2= (2· tи/ T) · Um= (2·8/20) ·300=240 В.

Напряжения на обмотках 4-5 и 6-7 (рис.3.3)

С учётом падения напряжения на диодах выходных выпрямителей U4-5=U6-7=64 В.

Токи обмоток 4-5 и 6-7 - I4-5= I6-7=5А.

Диапазон изменения температуры окружающей среды задан с учётом размещения трансформатора в составе аппаратуры от - 50 ºC до +65 ºC.

Выходная мощность трансформатора

Р2= U2 I2+ U3 I3=2 ·64 ·5=640 В А

Принимаем КПД трансформатора на основании статистических данных ŋ=0,99.

Тогда входная мощность трансформатора

Р1=Р2/ ŋ=640/0,99=645 В А

Входной ток трансформатора

I1=Р1/ U1=645/240=2,6875 А

Округляем значение входного тока: I1=3А.

По значениям входной мощности Р1=645 ВА для частоты f=50 кГц выбираем из таблицы 5.17 [6] типоразмер магнитопровода Ш 16х20 марки М2000НМ1-14.

Площадь поперечного сечения выбранного магнитопровода Ас=3,2 см².

Площадь поперечного сечения провода обмотки определяется допустимой плотностью тока j:

q = I/ j

Для выбранного магнитопровода из таблицы 5.17 [6] определяем допустимую плотность тока j=4 А/мм².

Для первичной обмотки принимаем j1=3 А/мм².

Тогда сечение провода первичной обмотки

q1= I1/ j1=3/3=1 мм².

В качестве обмоточного выбираем провод марки ПЭТВ-2 (таблица 5.18). Для увеличения коэффициента заполнения окна магнитопровода и снижения потерь мощности берём два провода сечением q1=0,5 мм² (диаметр по меди d1=0,8) и по изоляции d1из=0,88 мм. Сечение провода второй и третьей обмоток

q2 =q3= I2/ j=5/3=1,666 мм ².

Этому сечению соответствует провод с диаметром по меди d2= d3= 1,5 мм.

Для увеличения коэффициента заполнения окна магнитопровода берём два провода сечением q=0,833 мм ². Этому сечению соответствует провод с диаметром по меди 1,06 мм и по изоляции 1,15 мм.

Для обмотки обратной вязи с напряжением на зажимах U3=12 В и током в обмотке 0,3 А, сечение провода qос= Iос/ j =0,3/3=0,1 мм², с диаметром по меди dос =0,125мм, а по изоляции dиз=0,154 мм.

Страницы: 1 2 3 4

Заказать создание и продвижение сайтов в санкт-петербурге