книги / Учебное пособие по курсовому проектированию импульсных трансформаторов
..pdfd'n— диаметр изолированного провода в мм;
k0— коэффициент, учитывающий неплотность намотки. Предварительно выбирают ^о= 1Л -^-1,4.
При малых отношениях высоты обмотки к ее радиаль ному размеру применение плотной намотки приводит к зна-
Рис. |
3-3,6. Трансформатор и |
ленточный |
|||
|
сердечник в коробке |
3 — лепе |
|||
1 — сердечник; |
2 — катушка; |
||||
сток; |
4 — отвод; |
5 — основание; |
6 — стек |
||
лянная лента |
для крепления |
основания; |
|||
7 — коробка; |
8 — крышка; |
9 — уплотнения |
|||
для |
устранения |
люфта; |
10 — стеклянная |
||
|
лента для заделки шва коробки |
чительному увеличению активного сопротивления благодаря
эффекту близости (пункт 49, рис. 3-6). Поэтому при - ~ < 2
обмотка наматывается в разгон, так чтобы
f- = 0,7 4- 0,8.
П р и м е ч а н и е . В высоковольтных трансформаторах разгон |
витков |
определяется изоляционно» прочностью, а не эффектом близости. |
|
Для многослойной обмотки предварительно может быть |
|
принято |
|
|
(3-36) |
Определение числа слоев обмотки |
|
^о* Wnc‘dn |
(3-37) |
т |
|
10.1т |
|
Число слоев тк округляется до ближайшего целого чис ла после чего высота обмотки корректируется.
После расчета высот всех обмоток, окончательно /„ при
нимается |
равной наибольшей из полученных значений. При |
||
меньшей расчетной высоте витки мотаются в разгон. |
|||
28. |
Изоляционное расстояние |
от обмоток до ярма /гиз |
|
определяется по испытательному напряжению, исходя из |
|||
электрической прочности выбранной |
изоляции. |
||
|
А'и = ё |
м - |
(3'38) |
g —электрическая прочность изоляционного материала в
кв!мм.
Для компаунда на основе смолы ЭД-6 в импульсных трансформаторах можно принять /==1 кв1мм.
Испытательное напряжение находят по рис. 3-4 в зави симости от максимального рабочего напряжения, которое определяется с учетом обратного выброса по формуле
|
Up = U\а + Uh = Ula + 0,4Ut [в]. |
(3-39) |
■29. Высота окна ((стержня) (сердечника |
|
|
|
к= 1к + 2Наз[см\. |
(3-40) |
30. |
Паразитные параметры трансформатора |
зависят от |
изоляционных расстояний между обмотками и между обмот кой и сердечником.
Для расчета этих расстояний сначала определяются коэффициенты (апт) приведения статических емкостей об моток к их динамическим значениям и к напряжению пер вичной обмотки (приложение 3). Потенциальный коэффици ент приведения для изоляционного промежутка между дву-
мя любыми соседними п-й и т-й- обмотками определяется по формуле
и1 + и,-ин+1%
Ф .* - и .т )г + (U .n-U .m ) (Цнп-Унт) + |
Шнп- U ™ )' |
|
|
|
(3 -4 1 ) |
|
3 С/,2 |
|
£/в— разность потенциалов |
(напряжение) |
на верхних выво |
дах обмоток; |
на нижних выводах обмоток. |
|
UH— разность потенциалов |
Рис. 3-4. Зависимость испытательного напряже ния от максимального рабочего напряжения
Коэффициенты приведения емкостей определяются для каждого изоляционного расстояния между соседними об мотками (или между всеми половинами обмоток — при рас положении. на. двух стержнях). Емкость между обмоткой и
сердечником значительно меньше, чем междуобмоточные емкости, поэтому часто не учитывается. При определении коэффициентов приведения емкостей по формуле (3-41) не
обходимо учитывать |
полярности |
импульсов. |
трансформатора. |
Для уменьшения |
паразитной |
емкости |
|
С / желательно коэффициенты приведения |
емкостей апп ,и |
их сумму получить минимальными. Для этой цели при раз работке схемы следует рассчитать потенциальные коэффи-, циенты для нескольких вариантов и выбрать наилучший. Различные варианты схем можно получить, изменяя марки ровку и направление намотки обмоток при сохранении по лярности импульсов, или взаимное расположение обмоток.
Определив коэффициенты приведения емкостей для всех изоляционных промежутков, находят сумму корней из них
'£ ] /« .
31.Для удобства вводится понятие приведенной расчет
ной суммарной толщины изоляции между обмотками
1 |
[см]. |
(3-42) |
8 = £ол/т + - | |
|
где Ьпт— толщина изоляции от меди до меди между двумя соседними обмотками (см);
dn — диаметр провода без изоляции (см).
Так как паразитные .параметры трансформатора опреде лены исходя из заданной формы фронта импульса, то тре буется так спроектировать обмотки и определить изоляцион ные расстояния между ними, чтобы прлучить именно' эти (или близкие к ним) значения 1р и С / ‘ Поэ^му приведен ная суммарная толщина изоляции определяется по предва рительным значениям паразитных параметров
(3-43)
где А с и AL— коэффициенты.
Ас = 0,0885 • 10~®• е• кп *9 * (Н уТ)8, |
(3-44) |
фс— коэффициент, учитывающий уменьшение емкости, вследствие разгона витков обмотки по высоте. При ближенно
Л£==4*?М0”9'*?г ?* |
(3-45) |
85
е— относительная диэлектрическая проницаемость |
меж- |
|||||
дуобмоточной изоляции |
(табл. 3); |
|
|
сер |
||
Кп — коэффициент, зависящий |
от профиля сечения |
|||||
дечника, равный отношению периметра витка пер |
||||||
вой от стержня обмотки к ширине ленты сердеч |
||||||
ника {ки = ^ -^ . |
|
|
|
|
|
|
Предварительно |
выбирается |
кп = 5 —6, |
(Для квадрат |
|||
ного сечения стержня.) |
|
определяемый |
типом |
об |
||
<pL— численный |
коэффициент, |
|||||
мотки и |
расположением |
обмотки |
на |
одном |
или |
|
двух стержнях. |
|
|
|
|
|
|
|
’ |
|
При расположении обмотки |
|||
|
|
|
||||
Коэффициенты |
|
на однам |
|
на двух |
||
|
|
|
стержне |
|
стержнях |
|
П |
|
|
|
|
|
|
(при иесекционированной |
|
1 |
|
0,25 |
|
|
обмотке) |
|
|
|
|
||
П |
|
|
|
|
|
|
(при секционированной |
|
|
|
|
|
|
обмотке) |
|
0,25 |
|
0,0625 |
32.Определение изоляционных расстояний между каж
дой парой обмоток (6Л/п) от меди до меди. Для определе ния изоляционного расстояния* между двумя любыми сосед
ними обмотками (6ат ) сначала определяется его приведен
ное (расчетное) значение дят • (Вывод формулы дан в при ложении 4.)
/__
С = » -^ Ь [с ж ]. |
(3-46) |
h у а |
|
= »'.М— (<*„+ d j М , |
(3-47) |
где d„ и dM— диаметры проводов соседних |
обмоток без |
изоляции в см. |
|
Формула (3—46) приближенная, дает лучшие результаты, когда Ьят>.(24-3) (dn+dm).
По формулам (3—46) и (3—47) рассчитываются все изоляционные расстояния между обмотками (на обоих стержнях) от меди до меди.
Толщины изоляций между обмотками 6пт (рис. 3-3,а)
определяются по 6пт и изоляции обмоточных проводов; затем округляются в соответствии со стандартными толщи нами изоляционных материалов (табл. 3). Изоляционные расстояния между обмотками должны удовлетворять требо ваниям электрической прочности.
Допустимые изоляционные расстояния определяются по испытательному напряжению (рис. 3-4, формула 3—39).
g — электрическая прочность, выбирается поч табл. 3. (3-48)
Должно быть
ГS *
°пт °доп'
В том, случае, если эти условия не удовлетворяются, то для уменьшения 6nQn можно применить другие изоляционные материалы с большей электрической прочностью. Если эти возможности уже исчерпаны, то для дальнейшего расчета следует принять изоляционные расстояния между обмотками равными допустимым (бДОп) по электрической прочности, рассчитать длительность фронта (/ф) и снижение вершины импульса (7.) и сравнить их с заданными величинами.
33. Определение ширины катушки (рис. 3-3,а и 3-3,6).
|
ак — |
+ Мп + ЪЬпт - о0 |
[сж ], |
(3-49) |
бо— равно |
сумме толщины каркаса для катушки |
(0,05— |
||
0,15) |
и толщины |
изоляции между |
первой обмоткой и |
каркасом, которую следует принять равной толщине изоляции между этой обмоткой и следующей обмоткой, (вариант а); бо— равно только толщине изоляции от коробки до обмотки (вариант б);
6В— внешняя изоляция катушки принимается равной 0,008— 0,015 см. Для многослойных обмоток при расчете ак не обходимо учесть междуслойную изоляцию во всех об
мотках (2бмс). |
|
|
|
|
|
|
||
34. |
Ширина окна сердечника трансформатора при распо |
|||||||
ложении обмоток на одном стержне |
|
|||||||
|
А |
= |
ь |
- f |
ан-J- |
+ |
О* [л и ], |
(3-50) |
|
|
з1 |
|
|
&.£§0,05-г0,15 см —толщина |
коробки |
сердечника |
(вари |
|||||
ант б); |
между |
каркасом и |
стержнем |
|||||
6 з1 — зазор |
||||||||
трансформатора; |
|
|
|
|
|
|
||
ЙЭ2 —зазор между катушкой и стержнем |
||||||||
трансформатора |
(минимальный); |
или — |
||||||
зазор между двумя катушками при рас |
||||||||
положении их на 2 -х стержнях. |
|
|
||||||
Исходя из технологии сборки принимаем |
|
|
|
|||||
63]=0,05 см, |
|
6Э1£20,15—0,3 см. |
|
|
|
|||
Ширина окна сердечника при расположении обмоток на |
||||||||
двух стержнях |
|
|
|
|
|
|
|
|
А = 28э1 -|- 2ак -\- 8 з 1 -}- 28ж [£Л£]. |
|
(3-51) |
||||||
П р и м е ч а н и е . При расчете |
по |
варианту |
«а» |
следует |
учесть |
тол |
||
щину стяжной лент». |
|
от стержня |
обмотки |
(Я) |
оп |
|||
35. Периметр витка первой |
ределяется по чертежу или По формуле. Для квадратного сечения стержня
П —A(cte-f- 283i -f- 280 |
|
-j- 28Л) [сл|], |
(3-52) |
|
диаметр |
изолированного |
-I |
стержня, |
|
провода первой от |
||||
обмотки |
(слс). |
|
|
|
36. Определение длины силовой линии |
|
|||
|
1е==2h -}- 2А -j- |
[сл] . |
(3-53) |
37. Приведенная суммарная толщина изоляции бд опре деляется по .окончательно выбранным толщинам междуобмоточной изоляции и диаметрам проводов обмоток в соот ветствии с формулой (3—42):
= |
+ |
1см]. |
(3-54) |
При расположении обмоток на .двух стержнях сердеч ника в расчёте бд нужно учесть все изоляционные расстоя ния и диаметры проводов обмОток на обоих стержнйх.
3-8. Определение паразитных параметров трансформаторной цепи
В соответствии с разработанной конструкцией трансфор матора следует уточнить его паразитные параметры, кото рые были найдены предварительно в пунктах 22 и 24.
s
Рис. 3.-5. Кривые для определения коэффициента, учитывающего поверхностный эффект