Κι όμως ήμουν καλεσμένος! Τώρα η δουλειά με τα άρθρα θα πάει πιο γρήγορα. Αρχικά, ήθελα να κάνω το κύκλωμα κάποιου είδους μπλοκ θέμα του επόμενου μέρους, αλλά τι να περιμένω; Αλλά μετά θυμήθηκε τη σχολική του νεότητα και το πολύ μεγάλο πρόβλημα που αντιμετώπισε - πώς να φτιάξω μια συσκευή άγνωστη σε μένα εκείνη την εποχή του θηρίου - μετασχηματιστής παλμών . Έχουν περάσει δέκα χρόνια και καταλαβαίνω ότι πολλοί (και όχι μόνο αρχάριοι) ραδιοερασιτέχνες, ηλεκτρονικοί μηχανικοί και φοιτητές έχουν τέτοιες δυσκολίες - απλώς τις φοβούνται και ως αποτέλεσμα προσπαθούν να αποφύγουν ισχυρά τροφοδοτικά μεταγωγής (επιπλέον IIP).
Μετά από αυτούς τους προβληματισμούς, κατέληξα στο συμπέρασμα ότι το πρώτο θέμα πρέπει να είναι για τον μετασχηματιστή και τίποτα άλλο! Θα ήθελα επίσης να κάνω μια κράτηση: τι εννοώ με την έννοια του "ισχυρού SMPS" - πρόκειται για ισχύ από 1 kW και άνω, ή στην περίπτωση των ερωτευμένων, τουλάχιστον 500 watt.

Εικόνα 1 - Εδώ είναι ένας τέτοιος μετασχηματιστής 2 kW για τη γέφυρα H, θα καταλήξουμε

Μεγάλη μάχη ή τι υλικό να διαλέξω;

Κάποτε, έχοντας εισαγάγει την τεχνολογία ώθησης στο οπλοστάσιό μου, σκέφτηκα ότι οι μετασχηματιστές μπορούν να κατασκευαστούν μόνο σε φερρίτη προσβάσιμο σε όλους. Έχοντας συγκεντρώσει τα πρώτα σχέδια, το πρώτο πράγμα που αποφάσισα να τα βάλω στην κρίση πιο έμπειρων συντρόφων και πολύ συχνά άκουγα την ακόλουθη φράση: "Ο φερρίτης σου δεν είναι το καλύτερο υλικό για παλμικό". Αμέσως αποφάσισα να μάθω από αυτούς ποια εναλλακτική μπορεί να είναι αντίθετη σε αυτόν και μου είπαν - αλσιφερή όπως αλλιώς λέγεται συνδάστης.

Γιατί είναι τόσο καλό και είναι πραγματικά καλύτερο από τον φερρίτη;

Πρώτα πρέπει να αποφασίσετε τι μπορεί να κάνει ένα σχεδόν ιδανικό υλικό για έναν μετασχηματιστή:
1) πρέπει να είναι μαλακό μαγνητικό, δηλαδή είναι εύκολο να μαγνητιστεί και να απομαγνητιστεί


Εικόνα 2 - Κύκλοι υστέρησης των σιδηρομαγνητών: 1) σκληρός κύκλος, 2) μαλακός κύκλος

2) το υλικό πρέπει να έχει την υψηλότερη δυνατή επαγωγή κορεσμού, η οποία είτε θα μειώσει τις διαστάσεις του πυρήνα, είτε, διατηρώντας τις, θα αυξήσει την ισχύ

Κορεσμός

Το φαινόμενο του κορεσμού του μετασχηματιστή είναι ότι, παρά την αύξηση του ρεύματος στην περιέλιξη, η μαγνητική ροή στον πυρήνα, έχοντας φτάσει σε μια ορισμένη μέγιστη τιμή, τότε πρακτικά δεν αλλάζει.
Σε έναν μετασχηματιστή, η λειτουργία κορεσμού οδηγεί στο γεγονός ότι η μεταφορά ενέργειας από το πρωτεύον στη δευτερεύουσα περιέλιξη διακόπτεται μερικώς. Η κανονική λειτουργία του μετασχηματιστή είναι δυνατή μόνο όταν η μαγνητική ροή στον πυρήνα του αλλάζει ανάλογα με τη μεταβολή του ρεύματος στο πρωτεύον τύλιγμα. Για να εκπληρωθεί αυτή η προϋπόθεση, είναι απαραίτητο ο πυρήνας να μην βρίσκεται σε κατάσταση κορεσμού και αυτό είναι δυνατό μόνο όταν ο όγκος και η διατομή του δεν είναι μικρότερες από μια καλά καθορισμένη τιμή. Επομένως, όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του μετασχηματιστή, τόσο μεγαλύτερος πρέπει να είναι ο πυρήνας του.

3) το υλικό θα πρέπει να έχει όσο το δυνατόν λιγότερες απώλειες για αντιστροφή μαγνήτισης και ρεύματα Φουκώ

4) οι ιδιότητες του υλικού δεν πρέπει να αλλάζουν σημαντικά υπό εξωτερική επίδραση: μηχανικές δυνάμεις (συμπίεση ή τάση), αλλαγές στη θερμοκρασία και την υγρασία.

Τώρα εξετάστε τις ιδιότητες του φερρίτη και πώς πληροί τις παραπάνω απαιτήσεις.

Ο φερρίτης είναι ημιαγωγός, που σημαίνει ότι έχει τη δική του υψηλή ηλεκτρική αντίσταση. Αυτό σημαίνει ότι στις υψηλές συχνότητες, απώλειες δινορευμάτων (ρεύματα Φουκώ) θα είναι αρκετά χαμηλό. Αποδεικνύεται ότι τουλάχιστον μία από τις προϋποθέσεις από την παραπάνω λίστα έχει ήδη εκπληρωθεί. Προχώρα…
Οι φερρίτες είναι θερμικά σταθεροί και μη σταθεροί, αλλά αυτή η παράμετρος δεν είναι καθοριστική για το SMPS. Είναι σημαντικό οι φερρίτες να λειτουργούν σταθερά στο εύρος θερμοκρασίας από -60 έως +100 ° C, και αυτό συμβαίνει με τις απλούστερες και φθηνότερες μάρκες.


Εικόνα 3 - Καμπύλη μαγνήτισης σε συχνότητα 20 kHz σε διαφορετικές θερμοκρασίες

Και τέλος, το πιο σημαντικό σημείο - στο παραπάνω γράφημα, είδαμε μια παράμετρο που θα καθορίσει σχεδόν τα πάντα - επαγωγή κορεσμού. Για τον φερρίτη, συνήθως λαμβάνεται ως 0,39 T. Αξίζει να θυμηθούμε ότι υπό διαφορετικές συνθήκες - αυτή η παράμετρος θα αλλάξει. Εξαρτάται τόσο από τη συχνότητα όσο και από τη θερμοκρασία λειτουργίας και από άλλες παραμέτρους, αλλά πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη έμφαση στις δύο πρώτες.

Συμπέρασμα: φερρίτη νιστιάκ! τέλειο για τους σκοπούς μας.

Λίγα λόγια για το alsifera και πώς διαφέρει

1) Το alsifer λειτουργεί σε ελαφρώς μεγαλύτερο ευρύ φάσμα θερμοκρασιών: από -60 έως +120 ° C - είναι κατάλληλο; Ακόμα καλύτερα από τον φερρίτη!
2) ο συντελεστής απώλειας υστέρησης των αλισίων είναι σταθερός μόνο σε αδύναμα πεδία (σε χαμηλή ισχύ), σε ισχυρό πεδίο αναπτύσσονται και πολύ έντονα - αυτό είναι ένα πολύ σοβαρό μείον, ειδικά σε ισχύς άνω των 2 kW, επομένως χάνει εδώ .
3) επαγωγή κορεσμού έως 1,2 Τ!, 4 φορές περισσότερο από τον φερρίτη! - η κύρια παράμετρος έχει ήδη προσπεράσει, αλλά δεν είναι όλα τόσο απλά ... Φυσικά, αυτό το πλεονέκτημα δεν θα πάει πουθενά, αλλά το σημείο 2 το αποδυναμώνει και πολύ - σίγουρα ένα συν.

Συμπέρασμα: Το alsifer είναι καλύτερο από το φερρίτη, δεν μου είπαν ψέματα σε αυτόν τον θείο.

Αποτέλεσμα μάχης: όποιος διαβάσει την παραπάνω περιγραφή θα πει alsifer δώσε μας! Και δικαίως... αλλά προσπαθήστε να βρείτε έναν πυρήνα alsifer με συνολική ισχύ 10 kW; Εδώ, συνήθως ένα άτομο ακινητοποιείται, αποδεικνύεται ότι δεν πωλούνται ιδιαίτερα και αν υπάρχει, τότε παραγγείλετε απευθείας από τον κατασκευαστή και η τιμή θα σας τρομάξει.
Αποδεικνύεται ότι χρησιμοποιούμε φερρίτη, ειδικά αν τον αξιολογήσουμε ως σύνολο, τότε χάνει πολύ λίγο ... ο φερρίτης αξιολογείται σε σχέση με τον αλσιφέρ «8 στους 10 παπαγάλους».

Ήθελα να απευθυνθώ στο αγαπημένο μου μάταν, αλλά αποφάσισα να μην το κάνω αυτό, γιατί. Νομίζω ότι +10.000 χαρακτήρες στο άρθρο είναι περιττοί. Μπορώ να προτείνω μόνο ένα βιβλίο με πολύ καλούς υπολογισμούς του B. Semenov «Ηλεκτρονικά Ισχύος: Από το απλό στο σύνθετο». Δεν βλέπω το νόημα να επαναλάβω τους υπολογισμούς του με κάποιες προσθήκες.

Και έτσι προχωράμε στον υπολογισμό και την κατασκευή του μετασχηματιστή

Πρώτα απ 'όλα, θέλω να θυμηθώ αμέσως μια πολύ σοβαρή στιγμή - το κενό στον πυρήνα. Μπορεί να «σκοτώσει» όλη την εξουσία ή να προσθέσει άλλο 30-40%. Θέλω να σας υπενθυμίσω τι κάνουμε Μετασχηματιστής γέφυρας H, και αναφέρεται σε - μετατροπείς προς τα εμπρός (εμπρός στα αστικά). Αυτό σημαίνει ότι το κενό θα πρέπει ιδανικά να είναι 0 mm.
Κάποτε, ενώ μελετούσα ένα μάθημα 2-3, αποφάσισα να συναρμολογήσω έναν μετατροπέα συγκόλλησης, στράφηκα στην τοπολογία των μετατροπέων Kemppi. Εκεί είδα ένα κενό 0,15 mm στους μετασχηματιστές. Αναρωτήθηκα για ποιο σκοπό ήταν. Δεν πλησίασα τους δασκάλους, αλλά το πήρα και τηλεφώνησα στη ρωσική αντιπροσωπεία του Kemppi! Τι να χάσεις; Προς έκπληξή μου, συνδέθηκα με έναν μηχανικό κυκλωμάτων και μου είπε μερικά θεωρητικά σημεία που μου επέτρεψαν να «συρθώ έξω» πέρα ​​από την οροφή του 1 kW.
Αν με λίγα λόγια - ένα κενό 0,1-0,2 mm είναι απαραίτητο!Αυτό αυξάνει τον ρυθμό απομαγνήτισης του πυρήνα, επιτρέποντας την άντληση περισσότερης ισχύος μέσω του μετασχηματιστή. Μέγιστο αποτέλεσμααπό μια τέτοια προσποίηση με τα αυτιά του κενού που έφτασε στην τοπολογία "λοξή γέφυρα", όπου η εισαγωγή κενού 0,15 mm δίνει αύξηση 100%! Στο δικό μας H-γέφυραΑυτή η αύξηση είναι πιο μέτρια, αλλά νομίζω ότι και το 40-60% δεν είναι κακό.

Για να φτιάξουμε έναν μετασχηματιστή χρειαζόμαστε το ακόλουθο σετ:

ένα)
Εικόνα 4 - Πυρήνας φερρίτη E70 / 33/32 κατασκευασμένος από υλικό 3C90 (ελαφρώς το καλύτερο ανάλογο N87)

σι)
Εικόνα 5 - Πλαίσιο για πυρήνα E70/33/32 (όποιο είναι μεγαλύτερο) και τσοκ από ψεκασμένο σίδηρο D46

Η συνολική ισχύς ενός τέτοιου μετασχηματιστή είναι 7,2 kW. Χρειαζόμαστε ένα τέτοιο περιθώριο για να παρέχουμε ρεύματα εκκίνησης 6-7 φορές υψηλότερα από τα ονομαστικά (600% σύμφωνα με τις προδιαγραφές). Τέτοια ρεύματα εκκίνησης ισχύουν μόνο για ασύγχρονους κινητήρες, αλλά όλα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη!
Ξαφνικά, ένα συγκεκριμένο γκάζι "βγήκε στην επιφάνεια", θα χρειαστεί στο περαιτέρω σχήμα μας (έως και 5 κομμάτια) και ως εκ τούτου αποφάσισα να δείξω πώς να το τυλίξω.

Στη συνέχεια, πρέπει να υπολογίσετε τις παραμέτρους περιέλιξης. Χρησιμοποιώ ένα πρόγραμμα από γνωστό φίλο σε συγκεκριμένους κύκλους Σταριχόκ51 . Άνθρωπος με μεγάλες γνώσεις και πάντα έτοιμος να διδάξει και να βοηθήσει, για το οποίο τον ευχαριστώ - κάποια στιγμή βοήθησε να πάρει το σωστό δρόμο. Το πρόγραμμα ονομάζεται Εξαιρετικό IT 8.1 .

Δίνω ένα παράδειγμα υπολογισμού για 2 kW:


Σχήμα 6 - Υπολογισμός παλμικού μετασχηματιστή για κύκλωμα γέφυρας ανύψωσης 2 kW

Πώς να υπολογίσετε:

1) Επισημαίνεται με κόκκινο χρώμα. Αυτές είναι οι παράμετροι εισόδου που συνήθως ορίζονται από προεπιλογή:
α) μέγιστη επαγωγή. Θυμηθείτε ότι για τον φερρίτη είναι 0,39 T, αλλά ο μετασχηματιστής μας λειτουργεί σε αρκετά υψηλή συχνότητα, επομένως το πρόγραμμα ρυθμίζεται στο 0,186. Πρόκειται για επαγωγή κορεσμού στις χειρότερες συνθήκες, συμπεριλαμβανομένης της θέρμανσης έως και 125 μοίρες
β) η συχνότητα μετατροπής, ορίζεται από εμάς και πώς προσδιορίζεται στο διάγραμμα θα είναι στα επόμενα άρθρα. Αυτή η συχνότητα θα πρέπει να είναι από 20 έως 120 kHz. Αν λιγότερα - θα ακούσουμε το έργο μιας έκστασης και ενός σφυρίγματος, αν πιο ψηλά, μετά τα κλειδιά μας (τρανζίστορ) θα έχει μεγάλες δυναμικές απώλειες.Και τα κλειδιά IGBT, ακόμη και τα ακριβά, λειτουργούν έως και 150 kHz
γ) συντελεστής. γέμισμα παραθύρου - σημαντική παράμετρος, επειδή η θέση στο πλαίσιο και τον πυρήνα είναι περιορισμένη, δεν πρέπει να το κάνετε περισσότερο από 0,35, διαφορετικά οι περιελίξεις δεν θα χωρέσουν
δ) πυκνότητα ρεύματος - αυτή η παράμετρος μπορεί να είναι έως και 10 A / mm 2. Αυτό είναι το μέγιστο ρεύμα που μπορεί να διαρρέει τον αγωγό. Η βέλτιστη τιμή είναι 5-6 A / mm 2 - σε σκληρές συνθήκες λειτουργίας: κακή ψύξη, σταθερή λειτουργία με πλήρες φορτίο κ.λπ. 8-10 A / mm 2 - μπορείτε να ρυθμίσετε εάν η συσκευή σας αερίζεται τέλεια και κοστίζει πάνω από 9000 πολλά ψυγεία.
ε) ισχύς εισόδου. Επειδή υπολογίζουμε τον μετασχηματιστή για DC->DC 48V σε 400V και μετά ορίζουμε την τάση εισόδου όπως στον υπολογισμό. Από πού προήλθε ο αριθμός. Σε κατάσταση αποφόρτισης, η μπαταρία δίνει 10,5 V, περαιτέρω αποφόρτιση - για να μειώσετε τη διάρκεια ζωής, πολλαπλασιάστε με τον αριθμό των μπαταριών (4 τεμ) και λάβετε 42 V. Ας πάρουμε με περιθώριο 40V. 48V λαμβάνεται από το προϊόν των 12V * 4 τεμ. Το 58V λαμβάνεται από το γεγονός ότι σε φορτισμένη κατάσταση η μπαταρία έχει τάση 14,2-14,4V και, κατ' αναλογία, πολλαπλασιάζουμε με 4.

2) Επισημαίνεται με μπλε χρώμα.
α) ρυθμίστε 400V, επειδή αυτό είναι απόθεμα για ανατροφοδότησηγια τάση και για κοπή ημιτονοειδούς απαιτείται τουλάχιστον 342V
β) ονομαστικό ρεύμα. Επιλέγουμε από την εξέταση 2400 W / 220 (230) V = 12A. Όπως μπορείτε να δείτε, παντού παίρνω ένα περιθώριο τουλάχιστον 20%. Αυτό κάνει κάθε κατασκευαστής ποιοτικού εξοπλισμού που σέβεται τον εαυτό του. Στην ΕΣΣΔ, ένα τέτοιο αποθεματικό ήταν 25% αναφοράς ακόμη και για τους περισσότερους δύσκολες συνθήκες. Γιατί 220 (230) V είναι η τάση εξόδου ενός ήδη καθαρού ημιτονοειδούς.
γ) ελάχιστο ρεύμα. Επιλέγεται από πραγματικές συνθήκες, αυτή η παράμετρος επηρεάζει το μέγεθος του επαγωγέα εξόδου, επομένως όσο μεγαλύτερο είναι το ελάχιστο ρεύμα, τόσο μικρότερο είναι το πηνίο και επομένως η φθηνότερη συσκευή. Και πάλι, επέλεξα τη χειρότερη επιλογή 1Α, αυτό είναι το ρεύμα για 2-3 λαμπτήρες ή 3-4 δρομολογητές.
δ) πτώση στις διόδους. Επειδή Δεδομένου ότι θα έχουμε διόδους υψηλής ταχύτητας (υπερ-γρήγορες) στην έξοδο, τότε η πτώση σε αυτές είναι 0,6V στις χειρότερες συνθήκες (υπέρβαση της θερμοκρασίας).
ε) διάμετρος σύρματος. Κάποτε αγόρασα ένα πηνίο χαλκού 20 κιλών για τέτοια θήκη και μόλις με διάμετρο 1 mm. Εδώ βάζουμε αυτό που έχετε. Δεν σας συμβουλεύω να ρυθμίσετε μόνο περισσότερο από 1,18 mm, γιατί το αποτέλεσμα του δέρματος αρχίζει να εμφανίζεται

Δερματικό αποτέλεσμα

Skin effect - το αποτέλεσμα της μείωσης του πλάτους των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων καθώς διεισδύουν βαθιά στο αγώγιμο μέσο. Ως αποτέλεσμα αυτής της επίδρασης, για παράδειγμα, εναλλασσόμενο ρεύμαΗ υψηλή συχνότητα όταν ρέει μέσω του αγωγού δεν κατανέμεται ομοιόμορφα στη διατομή, αλλά κυρίως στο επιφανειακό στρώμα.
Εάν δεν μιλάμε όπως η Google, αλλά στη γλώσσα της συλλογικής μου φάρμας, τότε αν πάρουμε έναν αγωγό μεγάλου τμήματος, τότε δεν θα χρησιμοποιηθεί πλήρως, γιατί. ρεύματα υψηλότερης συχνότητας ρέουν πάνω από την επιφάνεια και το κέντρο του αγωγού θα είναι "άδειο"

3) Επισημαίνεται με πράσινο χρώμα. Όλα είναι απλά εδώ - σχεδιάζουμε να έχουμε μια τοπολογία "πλήρης γέφυρα" και να την επιλέξουμε.

4) Τονίζεται με πορτοκαλί χρώμα. Υπάρχει μια διαδικασία επιλογής του πυρήνα, όλα είναι διαισθητικά. Ένας μεγάλος αριθμός τυπικών πυρήνων βρίσκεται ήδη στη βιβλιοθήκη, όπως ο δικός μας, αλλά αν μπορεί να προστεθεί κάτι εισάγοντας τις διαστάσεις.

5) Τονίζεται με μωβ. Παράμετροι εξόδου με υπολογισμούς. Τόνισα τον συντελεστή σε ξεχωριστό παράθυρο. γεμίζοντας το παράθυρο, θυμηθείτε - όχι περισσότερο από 0,35 και κατά προτίμηση όχι περισσότερο από 0,3. Δίνονται επίσης όλες οι απαραίτητες τιμές: ο αριθμός των στροφών για τις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις, ο αριθμός των συρμάτων μιας προκαθορισμένης διαμέτρου στην "πλεξούδα" για την περιέλιξη.
Δίνονται επίσης οι παράμετροι για περαιτέρω υπολογισμό του επαγωγέα εξόδου: αυτεπαγωγή και κυματισμός τάσης.

Τώρα πρέπει να υπολογίσετε το πηνίο εξόδου. Χρειάζεται για την εξομάλυνση των κυματισμών, καθώς και για τη δημιουργία «ομοιόμορφου» ρεύματος. Ο υπολογισμός πραγματοποιείται στο πρόγραμμα του ίδιου συγγραφέα και καλείται DrosselRing 5.0. Θα δώσω τον υπολογισμό για τον μετασχηματιστή μας:


Σχήμα 7 - Υπολογισμός του τσοκ εξόδου για έναν ενισχυμένο μετατροπέα DC-DC

Σε αυτόν τον υπολογισμό, όλα είναι πιο απλά και ξεκάθαρα, λειτουργεί με την ίδια αρχή, τα δεδομένα εξόδου: τον αριθμό των στροφών και τον αριθμό των συρμάτων στην πλεξούδα.

Στάδια παραγωγής

Τώρα έχουμε όλα τα δεδομένα για την κατασκευή του μετασχηματιστή και του επαγωγέα.
Ο κύριος κανόνας για την περιέλιξη ενός παλμικού μετασχηματιστή είναι ότι όλες οι περιελίξεις, χωρίς εξαίρεση, πρέπει να τυλίγονται προς μία κατεύθυνση!

Στάδιο 1:

Εικόνα 8 - Η διαδικασία περιέλιξης της δευτερεύουσας (υψηλής τάσης) περιέλιξης

Τυλίγουμε στο πλαίσιο τον απαιτούμενο αριθμό στροφών σε 2 σύρματα με διάμετρο 1 mm. Θυμόμαστε την κατεύθυνση της περιέλιξης, αλλά μάλλον τη σημειώνουμε με ένα μαρκαδόρο στο πλαίσιο.

Στάδιο 2:

Εικόνα 9 - Απομονώστε τη δευτερεύουσα περιέλιξη

Απομονώνουμε τη δευτερεύουσα περιέλιξη με μια φθοριοπλαστική ταινία πάχους 1 mm, μια τέτοια μόνωση μπορεί να αντέξει τουλάχιστον 1000 V. Επίσης, το εμποτίζουμε επιπλέον με βερνίκι, αυτό είναι άλλο + 600V στη μόνωση. Εάν δεν υπάρχει φθοριοπλαστική ταινία, τότε την απομονώνουμε με έναν συνηθισμένο αφρό υδραυλικών εγκαταστάσεων σε 4-6 στρώσεις. Αυτός είναι ο ίδιος φθοροπλάστης, πάχους μόνο 150-200 μικρομέτρων.

Στάδιο 3:

Εικόνα 10 - Αρχίζουμε να τυλίγουμε την κύρια περιέλιξη, κολλάμε τα καλώδια στο πλαίσιο
Τυλίγουμε προς μία κατεύθυνση με το δευτερεύον τύλιγμα!

Στάδιο 4:

Εικόνα 11 - Εμφανίζουμε την ουρά της κύριας περιέλιξης

Τυλίγει το τύλιγμα, το απομονώνουμε με την ίδια φθοριοπλαστική ταινία. Είναι επίσης επιθυμητό να εμποτιστεί με βερνίκι.

Στάδιο 5:


Εικόνα 12 - Εμποτίζουμε με βερνίκι και κολλάμε την «ουρά». Η περιέλιξη έχει τελειώσει
Στάδιο 6:

Εικόνα 13 - Ολοκληρώνουμε την περιέλιξη και τη μόνωση του μετασχηματιστή με ταινία φύλαξης με τελικό εμποτισμό σε βερνίκι

Ταινία Kiper

Ταινία Kiper - βαμβακερή (λιγότερο συχνά μεταξωτό ή ημι-μεταξωτό) πλεξούδα από ύφασμα kiper με πλάτος 8 έως 50 mm, twill ή διαγώνια ύφανση. σοβαρή, λευκασμένη ή μονόχρωμη. Το υλικό της ταινίας είναι πολύ πυκνό λόγω της πλέξης, είναι πιο παχύ από το πλησιέστερο αντίστοιχο - calico tape - λόγω της χρήσης παχύτερων νημάτων.
Ευχαριστώ wikipedia.

Στάδιο 7:


Εικόνα 14 - Αυτή είναι η τελική έκδοση του μετασχηματιστή

Ένα κενό 0,15 mm ρυθμίζεται κατά τη διαδικασία συγκόλλησης με την εισαγωγή κατάλληλης μεμβράνης μεταξύ των μισών του πυρήνα. Η καλύτερη επιλογή είναι μια μεμβράνη για εκτύπωση. Ο πυρήνας είναι κολλημένος μεταξύ τους με κόλλα στιγμιαίου (καλή) ή εποξειδική ρητίνη. Η 1η επιλογή είναι για αιώνες, η 2η επιτρέπει, σε αυτήν την περίπτωση, να αποσυναρμολογήσετε τον μετασχηματιστή χωρίς ζημιά, για παράδειγμα, εάν χρειαστεί να τυλίξτε μια άλλη περιέλιξη ή να προσθέσετε στροφές.

Περιέλιξη τσοκ

Τώρα, κατ' αναλογία, είναι απαραίτητο να τυλίξετε τον επαγωγέα, φυσικά, η περιέλιξη σε έναν δακτύλιο πυρήνα είναι πιο δύσκολη, αλλά αυτή η επιλογή θα είναι πιο συμπαγής. Έχουμε όλα τα δεδομένα από το πρόγραμμα, το υλικό του πυρήνα είναι ψεκασμένος σίδηρος ή μόνιμο κράμα.Η επαγωγή κορεσμού αυτού του υλικού είναι 0,55 Τ.

Στάδιο 1:


Εικόνα 15 - Τυλίγουμε τον δακτύλιο με φθοριοπλαστική ταινία

Αυτή η λειτουργία σάς επιτρέπει να αποφύγετε την περίπτωση βλάβης της περιέλιξης στον πυρήνα, αυτό είναι σπάνιο, αλλά είμαστε για την ποιότητα και το κάνουμε μόνοι μας!

Στάδιο 2:

Εικόνα 16 - Τυλίγουμε τον απαιτούμενο αριθμό στροφών και απομονώνουμε

Σε αυτή την περίπτωση, ο αριθμός των στροφών δεν χωράει σε ένα στρώμα περιέλιξης, επομένως, μετά την περιέλιξη του πρώτου στρώματος, είναι απαραίτητο να μονώσετε και να τυλίξτε το δεύτερο στρώμα με επακόλουθη μόνωση.

Στάδιο 3:

Εικόνα 17 - Απομονώστε μετά τη δεύτερη στρώση και εμποτίστε με βερνίκι

Επίλογος

Ελπίζω το άρθρο μου να σας διδάξει τη διαδικασία υπολογισμού και κατασκευής ενός παλμικού μετασχηματιστή, καθώς και να σας δώσει μερικές θεωρητικές έννοιες για τη λειτουργία του και τα υλικά από τα οποία κατασκευάζεται. Προσπάθησα να μην φορτώσω αυτό το κομμάτι με περιττή θεωρία, όλα περιορίστηκαν στο ελάχιστο και επικεντρώθηκαν αποκλειστικά σε πρακτικά θέματα. Και το πιο σημαντικό για βασικά χαρακτηριστικάπου επηρεάζουν την απόδοση, όπως το διάκενο, τις κατευθύνσεις περιέλιξης κ.λπ.
Συνεχίζεται...

Αγαπητοί συνάδελφοι!!

Έχω ήδη μιλήσει για το πώς να φτιάξω έναν παλμικό μετασχηματιστή σε έναν δακτύλιο φερρίτη στα μαθήματά μου. Τώρα θα σας πω πώς φτιάχνω έναν μετασχηματιστή σε πυρήνα φερρίτη σε σχήμα W. Για αυτό, χρησιμοποιώ φερρίτες κατάλληλου μεγέθους από παλιό «σοβιετικό» εξοπλισμό, παλιούς υπολογιστές, από τηλεοράσεις και άλλο ηλεκτρικό εξοπλισμό, που έχω ξαπλωμένο στη γωνία «κατ' απαίτηση».

Για ένα UPS σύμφωνα με το σχήμα της δίχρονης ημιγέφυρας γεννήτριας, η τάση στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή, σύμφωνα με το σχήμα, είναι 150 βολτ, υπό φορτίο θα πάρουμε 145 βολτ. Η δευτερεύουσα περιέλιξη γίνεται σύμφωνα με το σχέδιο ανόρθωσης πλήρους κύματος με μέσο σημείο.
Δείτε το διάγραμμα.

Θα δώσω παραδείγματα υπολογισμού και κατασκευής μετασχηματιστών για UPS χαμηλής ισχύος 20 - 50 watt για αυτό το κύκλωμα. Χρησιμοποιώ μετασχηματιστές αυτής της ισχύος στην εναλλαγή τροφοδοτικών για τους λαμπτήρες LED μου. Διάγραμμα μετασχηματιστή παρακάτω. Είναι απαραίτητο να προσέξουμε ότι, διπλωμένο από δύο μισά, W - ο πυρήνας δεν έχει κενό. Ένας μαγνητικός πυρήνας με διάκενο χρησιμοποιείται μόνο σε UPS ενός κύκλου.

Ακολουθούν δύο παραδείγματα υπολογισμού ενός τυπικού μετασχηματιστή για διαφορετικές ανάγκες. Καταρχήν, όλοι οι μετασχηματιστές για διαφορετικές χωρητικότητες έχουν την ίδια μέθοδο υπολογισμού, σχεδόν τις ίδιες διαμέτρους καλωδίων και τις ίδιες μεθόδους περιέλιξης. Εάν χρειάζεστε μετασχηματιστή για ένα UPS με ισχύ έως 30 watt, τότε αυτό είναι το πρώτο παράδειγμα υπολογισμού. Εάν χρειάζεστε ένα UPS με ισχύ έως και 60 watt, τότε το δεύτερο παράδειγμα.

Πρώτο παράδειγμα.

Ας επιλέξουμε από πυρήνες φερρίτη Νο. 17, πυρήνα σχήματος Ш Ш7,5 × 7,5. Το εμβαδόν διατομής της μεσαίας ράβδου Sk = 56 mm.sq. \u003d 0,56 εκ.τ.
Παράθυρο So = 150 mm2 Εκτιμώμενη ισχύς 200 watt.
Ο αριθμός στροφών ανά 1 βολτ αυτού του πυρήνα θα είναι: n = 0,7 / Sk = 0,7 / 0,56 = 1,25 στροφές.
Ο αριθμός των στροφών στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή θα είναι: w1 \u003d n x 145 \u003d 1,25 x 145 \u003d 181,25. Ας κάνουμε 182 στροφές.
Κατά την επιλογή του πάχους του σύρματος για τις περιελίξεις, προχώρησα από τον πίνακα "".
Στον μετασχηματιστή μου, χρησιμοποίησα, στο πρωτεύον τύλιγμα, ένα σύρμα με διάμετρο 0,43 mm. (ένα σύρμα μεγάλης διαμέτρου δεν χωράει στο παράθυρο). Έχει εμβαδόν διατομής S = 0,145 mm2. Επιτρεπόμενο ρεύμα(βλ. πίνακα) I = 0,29 A.
Η ισχύς της κύριας περιέλιξης θα είναι: P \u003d V x I \u003d 145 x 0,29 \u003d 42 watt.
Ένα τύλιγμα ζεύξης πρέπει να τοποθετηθεί πάνω από το πρωτεύον τύλιγμα. Θα πρέπει να εξόδου τάση v3 = 6 βολτ. Ο αριθμός των στροφών θα είναι: w3 = n x v3 = 1,25 x 6 = 7,5 στροφές. Ας κάνουμε 7 στροφές. Διάμετρος σύρματος 0,3 - 0,4 mm.
Στη συνέχεια τυλίγεται η δευτερεύουσα περιέλιξη w2. Ο αριθμός των στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης εξαρτάται από την τάση που χρειαζόμαστε. Η δευτερεύουσα περιέλιξη, για παράδειγμα στα 30 βολτ, αποτελείται από δύο ίσα μισά τυλίγματα, w3-1 και w3-2).
Το ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη, λαμβάνοντας υπόψη την απόδοση (k \u003d 0,95) του μετασχηματιστή: I \u003d k x P / V \u003d 0,95 x 42 watt / 30 volt \u003d 1,33 A;
Ας επιλέξουμε ένα καλώδιο για αυτό το ρεύμα. Χρησιμοποίησα το σύρμα που είχα στο απόθεμα, με διάμετρο 0,6 mm. Το S του = 0,28 mm2
Το επιτρεπόμενο ρεύμα καθενός από τα δύο μισά τυλίγματα είναι I = 0,56 A. Δεδομένου ότι αυτά τα δύο δευτερεύοντα μισά τυλίγματα συνεργάζονται, το συνολικό ρεύμα είναι 1,12 A, το οποίο είναι ελαφρώς διαφορετικό από το ονομαστικό ρεύμα των 1,33 A.
Ο αριθμός στροφών σε κάθε μισή περιέλιξη για τάση 30 βολτ: w2,1 \u003d w2,2 \u003d n x 30 \u003d 1,25 x 30 \u003d 37,5 vit.
Ας κάνουμε 38 στροφές σε κάθε μισό τύλιγμα.
Ισχύς στην έξοδο του μετασχηματιστή: Pout \u003d V x I \u003d 30 V x 1,12 A \u003d 33,6 watt, το οποίο, λαμβάνοντας υπόψη τις απώλειες στο καλώδιο και τον πυρήνα, είναι αρκετά φυσιολογικό.

Όλες οι περιελίξεις: πρωτεύον, δευτερεύον και τύλιγμα επικοινωνίας ταιριάζουν τέλεια στο παράθυρο So = 150 mm.kv.

Η δευτερεύουσα περιέλιξη μπορεί έτσι να σχεδιαστεί για οποιαδήποτε τάση και ρεύμα, εντός μιας δεδομένης ισχύος.

Δεύτερο παράδειγμα.
Τώρα ας πειραματιστούμε. Ας προσθέσουμε δύο πανομοιότυπους πυρήνες Νο. 17, Π 7,5 x 7,5.

Σε αυτή την περίπτωση, η περιοχή διατομής του μαγνητικού κυκλώματος "Sk" θα διπλασιαστεί. Sk \u003d 56 x 2 \u003d 112 mm.sq. ή 1,12 εκ.τ.
Η περιοχή του παραθύρου θα παραμείνει η ίδια "Έτσι" = 150 mm2. Η ένδειξη n (ο αριθμός στροφών ανά 1 βολτ) θα μειωθεί. n \u003d 0,7 / Sk \u003d 0,7 / 1,12 \u003d 0,63 vit./volt.
Επομένως, ο αριθμός των στροφών στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή θα είναι:
w1 \u003d n x 145 \u003d 0,63 x 145 \u003d 91,35. Ας κάνουμε 92 στροφές.

Στην περιέλιξη ανάδρασης w3, για 6 βολτ, θα είναι: w3 \u003d n x v3 \u003d 0,63 x 6 \u003d 3,78 στροφές. Ας κάνουμε 4 στροφές.
Ας πάρουμε την τάση της δευτερεύουσας περιέλιξης, όπως στο πρώτο παράδειγμα, ίση με 30 βολτ.
Ο αριθμός των στροφών των δευτερευόντων μισών περιελίξεων, κάθε 30 βολτ: w2,1 \u003d w2,2 \u003d n x 30 \u003d 0,63 x 30 \u003d 18,9. Ας κάνουμε 19 στροφές.
Χρησιμοποίησα ένα σύρμα για την κύρια περιέλιξη με διάμετρο 0,6 mm. : τμήμα σύρματος 0,28 mm2, ρεύμα 0,56 A.
Με αυτό το καλώδιο, η ισχύς της κύριας περιέλιξης θα είναι: P1 \u003d V1 x I \u003d 145 V x 0,56 A \u003d 81 watt.
Τύλιξα τη δευτερεύουσα περιέλιξη με σύρμα διαμέτρου 0,9 mm. 0,636 mm2 για ρεύμα 1,36 αμπέρ. Για δύο μισά τυλίγματα, το ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη είναι 2,72 αμπέρ.
Η ισχύς της δευτερεύουσας περιέλιξης P2 \u003d V2 x I \u003d 30 x 2,72 \u003d 81,6 watt.
Σύρμα με διάμετρο 0,9 mm. λίγο μεγάλο, ταιριάζει με μεγάλο περιθώριο, δεν είναι κακό.

Χρησιμοποιώ το καλώδιο περιέλιξης με ρυθμό 2 A ανά τετραγωνικό χιλιοστό (με αυτόν τον τρόπο θερμαίνεται λιγότερο και η πτώση τάσης κατά μήκος του θα είναι μικρότερη), αν και όλοι οι μετασχηματιστές "εργοστάσιο" τυλίγονται με ρυθμό 3 - 3,5 A ανά mm τετράγωνο. και τοποθετήστε έναν ανεμιστήρα για την ψύξη των περιελίξεων.
Το γενικό συμπέρασμα από αυτούς τους υπολογισμούς είναι:
- κατά την προσθήκη δύο πανομοιότυπων πυρήνων σε σχήμα W, η περιοχή "Sk" διπλασιάζεται με την ίδια περιοχή του παραθύρου "So".
- ο αριθμός των στροφών στις περιελίξεις (σε σύγκριση με την πρώτη επιλογή) αλλάζει.
- Το πρωτεύον τύλιγμα w1 από 182 στροφές μειώνεται σε 92 στροφές.
- η δευτερεύουσα περιέλιξη w2 μειώνεται από 38 στροφές σε 19 στροφές.

Αυτό σημαίνει ότι στο ίδιο παράθυρο "Λοιπόν", με μείωση του αριθμού των στροφών στις περιελίξεις, είναι δυνατό να τοποθετηθεί ένα παχύτερο σύρμα των περιελίξεων, δηλαδή να διπλασιαστεί η πραγματική ισχύς του μετασχηματιστή.

Τύλιξα έναν τέτοιο μετασχηματιστή, με διπλωμένους πυρήνες Νο 17, τους έφτιαξα ένα πλαίσιο.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι οι μετασχηματιστές πρώτο και δεύτερογια παράδειγμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί με μικρότερο φορτίο, έως 0 watt. Το UPS είναι αρκετά καλή και σταθερή τάση.

Συγκρίνω εμφάνισημετασχηματιστές: παράδειγμα-1, με έναν πυρήνα και παράδειγμα-2, με δύο διπλωμένους πυρήνες. Οι πραγματικές διαστάσεις των μετασχηματιστών ποικίλλουν ελαφρώς.

Η ανάλυση των πυρήνων φερρίτη #18 και #19 είναι παρόμοια με τα προηγούμενα παραδείγματα.
Όλοι οι υπολογισμοί που πραγματοποιήσαμε είναι θεωρητικές εκτιμήσεις. Στην πραγματικότητα, η απόκτηση τέτοιας ισχύος από ένα UPS σε μετασχηματιστές αυτών των μεγεθών είναι αρκετά δύσκολη. Τα χαρακτηριστικά της κατασκευής των κυκλωμάτων των ίδιων των τροφοδοτικών μεταγωγής τίθενται σε ισχύ. Σχέδιο.
Η τάση εξόδου (και επομένως η ισχύς εξόδου) εξαρτάται από πολλούς παράγοντες:
- χωρητικότητα του ηλεκτρολυτικού πυκνωτή δικτύου C1,
- δοχεία C4 και C5,
- πτώση ισχύος στα καλώδια των περιελίξεων και στον ίδιο τον πυρήνα φερρίτη.
- πτώση ισχύος στα βασικά τρανζίστορ στη γεννήτρια και στις διόδους ανορθωτή εξόδου.
Η συνολική απόδοση "k" τέτοιων τροφοδοτικών μεταγωγής είναι περίπου 85%.
Αυτός ο αριθμός εξακολουθεί να είναι καλύτερος από εκείνον ενός ανορθωτή με μετασχηματιστή πυρήνα από χάλυβα, όπου k = 60%. Παρά το γεγονός ότι οι διαστάσεις και το βάρος του UPS σε φερρίτη είναι σημαντικά μικρότερα.

Η σειρά συναρμολόγησης του μετασχηματιστή φερρίτη W.

Χρησιμοποιείται έτοιμο ή συναρμολογημένο - κατασκευάζεται νέο πλαίσιο για να ταιριάζει στις διαστάσεις του πυρήνα.
Πώς να φτιάξετε το "" δείτε εδώ. Παρόλο που αυτό το άρθρο μιλάει για ένα πλαίσιο για μετασχηματιστή από χάλυβα πυρήνα, η περιγραφή είναι αρκετά κατάλληλη για την περίπτωσή μας.
Το πλαίσιο πρέπει να τοποθετηθεί σε ξύλινο μανδρέλι. Η περιέλιξη του μετασχηματιστή γίνεται χειροκίνητα.
Το πρωτεύον τύλιγμα τυλίγεται πρώτα στο πλαίσιο. Γυρίστε για να γυρίσετε, γεμίζει η πρώτη σειρά, μετά μια στρώση λεπτού χαρτιού, λουστραρισμένο ύφασμα, μετά η δεύτερη σειρά σύρματος κ.λπ. Ένας λεπτός σωλήνας PVC τοποθετείται στην αρχή και στο τέλος του σύρματος (μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνωση από το καλώδιο στερέωσης) για να σκληρύνει το σύρμα ώστε να μην σπάσει.
Πάνω από το πρωτεύον τύλιγμα εφαρμόζονται δύο στρώσεις χαρτιού (μόνωση ενδιάμεσης περιέλιξης), στη συνέχεια είναι απαραίτητο να τυλίγονται οι στροφές της περιέλιξης του συνδέσμου w3. Το τύλιγμα w3 έχει λίγες στροφές και επομένως τοποθετείται στην άκρη του πλαισίου. Στη συνέχεια εφαρμόζονται στροφές της δευτερεύουσας περιέλιξης. Εδώ είναι επιθυμητό να ενεργούμε με τέτοιο τρόπο ώστε οι στροφές της δευτερεύουσας περιέλιξης w2 να μην βρίσκονται πάνω από τις στροφές w3. Διαφορετικά, ενδέχεται να προκύψουν δυσλειτουργίες στο τροφοδοτικό μεταγωγής.
Η περιέλιξη πραγματοποιείται με δύο σύρματα ταυτόχρονα (δύο μισές περιελίξεις), γυρίστε για να γυρίσετε στη σειρά, στη συνέχεια ένα στρώμα χαρτιού ή κολλητική ταινία και τη δεύτερη σειρά δύο συρμάτων. Δεν μπορείτε να βάλετε σωλήνα PVC στα άκρα του σύρματος, γιατί. Το σύρμα είναι χοντρό και δεν σπάει. Το τελειωμένο πλαίσιο αφαιρείται από το μανδρέλι και τοποθετείται σε έναν πυρήνα φερρίτη. Ελέγξτε εκ των προτέρων τον πυρήνα για ένα κενό.
Εάν το πλαίσιο είναι σφιχτό στον πυρήνα, να είστε πολύ προσεκτικοί, ο φερρίτης σπάει πολύ εύκολα. Ο σπασμένος πυρήνας μπορεί να κολληθεί. Κολλάω με κόλλα PVA και ακολουθεί στέγνωμα.
Ο συναρμολογημένος μετασχηματιστής φερρίτη, για αντοχή, τραβιέται μαζί στο άκρο με ταινία. Είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί ότι τα άκρα των μισών του πυρήνα συμπίπτουν χωρίς κενό και μετατόπιση.

Πώς να υπολογίσετε και να τυλίξετε έναν παλμικό μετασχηματιστή για ένα τροφοδοτικό μισής γέφυρας;

Πρόκειται για «τεμπέλικο τύλιγμα». Αυτό είναι όταν είναι πολύ τεμπέλης για να μετρήσει τις στροφές. https://website/

Τα πιο ενδιαφέροντα βίντεο στο Youtube

Η επιλογή του τύπου του μαγνητικού κυκλώματος.

Οι πιο ευέλικτοι μαγνητικοί πυρήνες είναι θωρακισμένοι πυρήνες σχήματος W και σχήματος κυπέλλου. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε οποιοδήποτε τροφοδοτικό μεταγωγής, χάρη στη δυνατότητα ρύθμισης του κενού μεταξύ των τμημάτων του πυρήνα. Αλλά, θα τυλίξουμε έναν παλμικό μετασχηματιστή για έναν μετατροπέα μισής γέφυρας push-pull, του οποίου ο πυρήνας δεν χρειάζεται διάκενο και επομένως ένα μαγνητικό κύκλωμα δακτυλίου θα ταιριάζει τέλεια. https://website/

Για τον πυρήνα του δακτυλίου, δεν είναι απαραίτητο να φτιάξετε ένα πλαίσιο και να φτιάξετε μια συσκευή περιέλιξης. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να κάνετε μια απλή σαΐτα.

Η εικόνα δείχνει τον μαγνητικό πυρήνα φερρίτη M2000NM.

Είναι δυνατό να προσδιοριστεί το τυπικό μέγεθος του μαγνητικού κυκλώματος δακτυλίου με τις ακόλουθες παραμέτρους.

D είναι η εξωτερική διάμετρος του δακτυλίου.

d είναι η εσωτερική διάμετρος του δακτυλίου.

Λήψη αρχικών δεδομένων για έναν απλό υπολογισμό ενός παλμικού μετασχηματιστή.

Τάση τροφοδοσίας.

Θυμάμαι όταν οι ξένοι δεν είχαν ακόμη ιδιωτικοποιήσει τα ηλεκτρικά μας δίκτυα, έκανα μπλοκ παρορμήσεωνθρέψη. Η δουλειά κράτησε μέχρι τη νύχτα. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δοκιμών, ξαφνικά αποδείχθηκε ότι τα τρανζίστορ των κλειδιών άρχισαν να ζεσταίνονται πολύ. Αποδείχθηκε ότι η τάση του δικτύου ανέβηκε στα 256 βολτ τη νύχτα!

Φυσικά, τα 256 Volt είναι πάρα πολλά, αλλά δεν πρέπει να εστιάσετε ούτε στο GOST 220 + 5% -10%. Εάν επιλέξετε για τη μέγιστη τάση του δικτύου 220 Volts + 10%, τότε:

242*1,41=341,22V(θεωρούμε την τιμή πλάτους).

341,22 - 0,8 * 2 ≈ 340V(αφαιρέστε την πτώση κατά μήκος του ανορθωτή).

Επαγωγή.

Καθορίζουμε την κατά προσέγγιση τιμή της επαγωγής σύμφωνα με τον πίνακα.

Παράδειγμα: M2000NM - 0,39T.

Συχνότητα.

Η συχνότητα δημιουργίας ενός μετατροπέα με αυτοδιέγερση εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, συμπεριλαμβανομένου του μεγέθους του φορτίου. Εάν επιλέξετε 20-30 kHz, τότε είναι απίθανο να κάνετε μεγάλο λάθος.

Οριακές συχνότητες και τιμές επαγωγής ευρέως διαδεδομένων φερριτών.

Φερρίτες μαγγανίου-ψευδάργυρου.

Παράμετρος	Ποιότητα φερρίτη
	6000 NM	4000 NM	3000 NM	2000 nm	1500 NM	1000 NM
	0,005	0,1	0,2	0,45	0,6	1,0
	0,35	0,36	0,38	0,39	0,35	0,35

Φερρίτες νικελίου-ψευδαργύρου.

Παράμετρος	Ποιότητα φερρίτη
	200ΝΝ	1000ΝΝ	600ΝΝ	400ΝΝ	200ΝΝ	100ΝΝ
Συχνότητα αποκοπής σε tg δ ≤ 0,1, MHz	0,02	0,4	1,2	2,0	3,0	30
Μαγνητική επαγωγή B σε Hm = 800 A / m, T	0,25	0,32	0,31	0,23	0,17	0,44

Πώς να επιλέξετε έναν πυρήνα δακτυλίου φερρίτη;

Μπορείτε να επιλέξετε το κατά προσέγγιση μέγεθος του δακτυλίου φερρίτη χρησιμοποιώντας μια αριθμομηχανή για τον υπολογισμό των παλμικών μετασχηματιστών και έναν οδηγό για μαγνητικούς πυρήνες φερρίτη. Και τα δύο βρίσκονται στο .

Εισάγουμε τα δεδομένα του προτεινόμενου μαγνητικού κυκλώματος και τα δεδομένα που ελήφθησαν στην προηγούμενη παράγραφο στη φόρμα της αριθμομηχανής για να προσδιορίσουμε τη συνολική ισχύ του πυρήνα.

Δεν πρέπει να επιλέξετε τις διαστάσεις του δακτυλίου κοντά στη μέγιστη ισχύ φορτίου. Δεν είναι τόσο βολικό να τυλίγετε μικρούς δακτυλίους και θα πρέπει να τυλίγετε πολύ περισσότερες στροφές.

Αν ένα ελεύθερος χώροςστην περίπτωση του μελλοντικού σχεδίου είναι αρκετό, τότε μπορείτε να επιλέξετε ένα δαχτυλίδι με εμφανώς υψηλότερη συνολική ισχύ.

Στη διάθεσή μου ήταν ο δακτύλιος M2000NM, μεγέθους K28x16x9mm. Έβαλα τα δεδομένα εισόδου στη φόρμα της αριθμομηχανής και πήρα συνολική ισχύ 87 watt. Αυτό είναι περισσότερο από αρκετό για το τροφοδοτικό των 50 watt.

Εκτελέστε το πρόγραμμα. Επιλέξτε "Υπολογισμός μετατροπέα μισής γέφυρας μετασχηματιστή με κύριο ταλαντωτή".

Για να αποτρέψετε την «βρισιά» της αριθμομηχανής, συμπληρώστε τα παράθυρα που δεν χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των δευτερευόντων περιελίξεων με μηδενικά.

Πώς να υπολογίσετε τον αριθμό των στροφών της κύριας περιέλιξης;

Εισάγουμε τα αρχικά δεδομένα που ελήφθησαν στις προηγούμενες παραγράφους σε μορφή αριθμομηχανής και λαμβάνουμε τον αριθμό των στροφών της κύριας περιέλιξης. Αλλάζοντας το μέγεθος του δακτυλίου, τη μάρκα του φερρίτη και τη συχνότητα παραγωγής του μετατροπέα, μπορείτε να αλλάξετε τον αριθμό των στροφών της κύριας περιέλιξης.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αυτός είναι ένας πολύ, πολύ απλοποιημένος υπολογισμός ενός μετασχηματιστή παλμών.

Όμως, οι ιδιότητες του υπέροχου αυτοδιεγερμένου μας τροφοδοτικού είναι τέτοιες που ο ίδιος ο μετατροπέας προσαρμόζεται στις παραμέτρους του μετασχηματιστή και στο φορτίο αλλάζοντας τη συχνότητα παραγωγής. Έτσι, με την αύξηση του φορτίου και την προσπάθεια του μετασχηματιστή να εισέλθει σε κορεσμό, η συχνότητα παραγωγής αυξάνεται και η εργασία ομαλοποιείται. Με τον ίδιο τρόπο αντισταθμίζονται και μικρά λάθη στους υπολογισμούς μας. Προσπάθησα να αλλάξω τον αριθμό των στροφών του ίδιου μετασχηματιστή κατά περισσότερες από μιάμιση φορά, κάτι που αντικατοπτρίζεται στα παρακάτω παραδείγματα, αλλά δεν βρήκα σημαντικές αλλαγές στη λειτουργία του PSU, εκτός από μια αλλαγή στο συχνότητα παραγωγής.

Πώς να υπολογίσετε τη διάμετρο του σύρματος για πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις;

Η διάμετρος του σύρματος των πρωτευόντων και δευτερευουσών περιελίξεων εξαρτάται από τις παραμέτρους PSU που έχουν εισαχθεί στη φόρμα. Όσο μεγαλύτερο είναι το ρεύμα περιέλιξης, τόσο μεγαλύτερη είναι η απαιτούμενη διάμετρος σύρματος. Το πρωτεύον ρεύμα είναι ανάλογο με τη «Χρήσιμου ισχύος του Μετασχηματιστή».

Χαρακτηριστικά των παλμικών μετασχηματιστών περιέλιξης.

Η περιέλιξη των παλμικών μετασχηματιστών, και ιδιαίτερα των μετασχηματιστών σε δακτυλίους και δακτυλίους μαγνητικούς πυρήνες, έχει ορισμένα χαρακτηριστικά.

Το γεγονός είναι ότι εάν οποιαδήποτε περιέλιξη του μετασχηματιστή δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη γύρω από την περίμετρο του μαγνητικού κυκλώματος, τότε ξεχωριστές ενότητεςΤα μαγνητικά κυκλώματα μπορούν να εισέλθουν σε κορεσμό, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε σημαντική μείωση της ισχύος του PSU και ακόμη και σε αστοχία του.

Προσπαθούμε να κουρδίσουμε το «τεμπέλικο τύλιγμα». Και σε αυτή την περίπτωση, ο ευκολότερος τρόπος είναι να τυλίξετε μια περιέλιξη μονής στρώσης "πηνίο σε πηνίο".

Τι χρειάζεται για αυτό;

Είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα σύρμα τέτοιας διαμέτρου ώστε να χωράει "turn to turn", σε ένα στρώμα, στο παράθυρο του υπάρχοντος πυρήνα δακτυλίου και ακόμη και έτσι ώστε ο αριθμός των στροφών της κύριας περιέλιξης να μην διαφέρει πολύ από ο υπολογισμένος.

Εάν ο αριθμός των στροφών που λαμβάνονται στην αριθμομηχανή δεν διαφέρει περισσότερο από 10-20% από τον αριθμό που λαμβάνεται στον τύπο για τον υπολογισμό της τοποθέτησης, τότε μπορείτε να τυλίγετε με ασφάλεια την περιέλιξη, χωρίς να υπολογίζετε τις στροφές.

Είναι αλήθεια ότι για μια τέτοια περιέλιξη, πιθανότατα, θα χρειαστεί να επιλέξετε έναν μαγνητικό πυρήνα με ελαφρώς υπερεκτιμημένη συνολική ισχύ, την οποία ήδη συμβούλεψα παραπάνω.

1 - πυρήνας δακτυλίου.

2 - φλάντζα.

3 - στροφές περιέλιξης.

Η εικόνα δείχνει ότι κατά την περιέλιξη "πηνίο σε πηνίο", η υπολογισμένη περίμετρος θα είναι πολύ μικρότερη από την εσωτερική διάμετρο του δακτυλίου φερρίτη. Αυτό οφείλεται στη διάμετρο του ίδιου του σύρματος και στο πάχος της φλάντζας.

Μάλιστα, η πραγματική περίμετρος που θα γεμίσει με σύρμα θα είναι ακόμη μικρότερη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το σύρμα περιέλιξης δεν προσκολλάται στην εσωτερική επιφάνεια του δακτυλίου, σχηματίζοντας ένα κενό. Επιπλέον, υπάρχει άμεση σχέση μεταξύ της διαμέτρου του σύρματος και του μεγέθους αυτού του κενού.

Δεν είναι απαραίτητο να αυξήσετε την τάση του σύρματος κατά την περιέλιξη για να μειωθεί αυτό το κενό, καθώς αυτό μπορεί να βλάψει τη μόνωση και το ίδιο το σύρμα.

Χρησιμοποιώντας τον παρακάτω εμπειρικό τύπο, μπορείτε να υπολογίσετε τον αριθμό των στροφών, με βάση τη διάμετρο του υπάρχοντος σύρματος και τη διάμετρο του παραθύρου του πυρήνα.

Το μέγιστο σφάλμα υπολογισμού είναι περίπου -5% + 10% και εξαρτάται από την πυκνότητα της τοποθέτησης του σύρματος.

w = π(D - 10S - 4d) / d, όπου:

w- τον αριθμό των στροφών της κύριας περιέλιξης,

π – 3,1416,

ρεείναι η εσωτερική διάμετρος του δακτυλιοειδούς μαγνητικού κυκλώματος,

μικρό- το πάχος της μονωτικής φλάντζας,

ρε- διάμετρος σύρματος με μόνωση,

/ - κλασματική γραμμή.

Πώς να μετρήσετε τη διάμετρο του σύρματος και να καθορίσετε το πάχος της μόνωσης - είπε.

Για να το κάνετε πιο εύκολο, δείτε αυτόν τον σύνδεσμο:

Διάφορα παραδείγματα υπολογισμού πραγματικών μετασχηματιστών.

● Ισχύς - 50 watt.

Μαγνητικό κύκλωμα - K28 x 16 x 9.

Σύρμα - Ø0,35mm.

w \u003d π (16 - 10 * 0,1 - 4 * 0,39) / 0,39 ≈ 108 (στροφές).

Πραγματικά ταιριάζει - 114 στροφές.

● Ισχύς - 20 watt.

Μαγνητικό κύκλωμα - K28 x 16 x 9.

Σύρμα - Ø0,23mm.

w \u003d π (16 - 10 * 0,1 - 4 * 0,25) / 0,25 ≈ 176 (στροφές).

Πραγματικά ταιριάζει - 176 στροφές.

● Ισχύς - 200 Watt.

Μαγνητικό κύκλωμα - δύο δακτύλιοι K38 x 24 x 7.

Σύρμα - Ø1,0mm.

w \u003d π (24 - 10 * 0,1 - 4 * 1,07) / 1,07 ≈ 55 (στροφές).

Πραγματικά ταιριάζει 58 στροφές.

Στην πρακτική ενός ραδιοερασιτέχνη, είναι σπάνια δυνατό να επιλέξετε τη διάμετρο του σύρματος περιέλιξης με την απαιτούμενη ακρίβεια.

Εάν το σύρμα αποδείχτηκε πολύ λεπτό για την περιέλιξη "στροφή στη στροφή" και αυτό συμβαίνει συχνά κατά την περιέλιξη των δευτερευουσών περιελίξεων, τότε μπορείτε πάντα να τεντώσετε ελαφρά την περιέλιξη σπρώχνοντας τις στροφές μακριά. Και αν δεν υπάρχει αρκετή διατομή σύρματος, τότε η περιέλιξη μπορεί να τυλιχτεί σε πολλά καλώδια ταυτόχρονα.

Πώς να τυλίξετε έναν παλμικό μετασχηματιστή;

Πρώτα πρέπει να προετοιμάσετε τον δακτύλιο φερρίτη.

Προκειμένου το σύρμα να μην κόψει τη μονωτική φλάντζα και να μην καταστραφεί, συνιστάται να αμβλύνετε τις αιχμηρές άκρες του πυρήνα φερρίτη. Αλλά, αυτό δεν είναι απαραίτητο, ειδικά εάν το σύρμα είναι λεπτό ή χρησιμοποιείται ένα αξιόπιστο παρέμβυσμα. Για κάποιο λόγο, το κάνω πάντα αυτό.

Χρησιμοποιώντας γυαλόχαρτο, στρογγυλοποιήστε τις εξωτερικές αιχμηρές άκρες.

Το ίδιο κάνουμε και με τις εσωτερικές όψεις του δαχτυλιδιού.

Για να αποφευχθεί η βλάβη μεταξύ του πρωτεύοντος τυλίγματος και του πυρήνα, θα πρέπει να τυλιχτεί μια μονωτική φλάντζα γύρω από τον δακτύλιο.

Ως μονωτικό υλικό, μπορείτε να επιλέξετε βερνικωμένο ύφασμα, υαλοβάμβακα, κολλητική ταινία, φιλμ lavsan ή ακόμα και χαρτί.

Όταν τυλίγετε μεγάλους δακτυλίους χρησιμοποιώντας σύρμα παχύτερο από 1-2 mm, είναι βολικό να χρησιμοποιείτε ταινία φύλαξης.

Μερικές φορές, στην κατασκευή οικιακών παλμικών μετασχηματιστών, οι ραδιοερασιτέχνες χρησιμοποιούν φθοριοπλαστική ταινία - FUM, η οποία χρησιμοποιείται στις υδραυλικές εγκαταστάσεις.

Είναι βολικό να δουλεύετε με αυτήν την ταινία, αλλά οι φθοροπλάστες έχουν ψυχρή ρευστότητα και η πίεση του σύρματος στην περιοχή των αιχμηρών άκρων του δακτυλίου μπορεί να είναι σημαντική.

Σε κάθε περίπτωση, εάν πρόκειται να χρησιμοποιήσετε την ταινία FUM, τότε τοποθετήστε μια λωρίδα από ηλεκτρικό χαρτόνι ή απλό χαρτί κατά μήκος της άκρης του δακτυλίου.

Κατά την περιέλιξη της φλάντζας σε δακτυλίους μικρών μεγεθών, είναι πολύ βολικό να χρησιμοποιήσετε ένα άγκιστρο στερέωσης.

Το άγκιστρο στερέωσης μπορεί να κατασκευαστεί από ένα κομμάτι χαλύβδινου σύρματος ή μια ακτίνα ποδηλάτου.

Τυλίγουμε προσεκτικά τη μονωτική ταινία γύρω από το δακτύλιο έτσι ώστε κάθε επόμενη στροφή να επικαλύπτει την προηγούμενη από το εξωτερικό του δακτυλίου. Έτσι, η μόνωση έξω από το δακτύλιο γίνεται δύο στρώσεων, και μέσα - τέσσερα ή πέντε στρώματα.

Για να τυλίξουμε την κύρια περιέλιξη, χρειαζόμαστε ένα λεωφορείο. Μπορεί να κατασκευαστεί εύκολα από δύο κομμάτια χοντρό σύρμα χαλκού.

Είναι αρκετά εύκολο να προσδιοριστεί το απαιτούμενο μήκος του σύρματος περιέλιξης. Αρκεί να μετρήσετε το μήκος μιας στροφής και να πολλαπλασιάσετε αυτή την τιμή με τον απαιτούμενο αριθμό στροφών. Ένα μικρό περιθώριο για συμπεράσματα και ένα σφάλμα υπολογισμού επίσης δεν βλάπτει.

34 (mm) * 120 (γυρίζει) * 1,1 (φορές) = 4488 (mm)

Εάν χρησιμοποιείται σύρμα λεπτότερο από 0,1 mm για την περιέλιξη, τότε η απογύμνωση της μόνωσης με νυστέρι μπορεί να μειώσει την αξιοπιστία του μετασχηματιστή. Είναι καλύτερο να αφαιρέσετε τη μόνωση ενός τέτοιου σύρματος με ένα συγκολλητικό σίδερο και ένα δισκίο ασπιρίνης (ακετυλοσαλικυλικό οξύ).

Πρόσεχε! Κατά την τήξη του ακετυλοσαλικυλικού οξέος, απελευθερώνονται τοξικές αναθυμιάσεις!

Εάν χρησιμοποιείται ένα σύρμα με διάμετρο μικρότερη από 0,5 mm για οποιαδήποτε περιέλιξη, τότε είναι καλύτερο να κάνετε τα καλώδια από ένα συρματόσχοινο σύρμα. Συγκολλάμε ένα κομμάτι μονωμένου σύρματος στην αρχή του πρωτεύοντος τυλίγματος.

Απομονώνουμε το σημείο της συγκόλλησης με ένα μικρό κομμάτι ηλεκτρικό χαρτόνι ή απλό χαρτί πάχους 0,05 ... 0,1 mm.

Τυλίγουμε την αρχή της περιέλιξης έτσι ώστε να στερεώσουμε με ασφάλεια τη διασταύρωση.

Εκτελούμε τις ίδιες λειτουργίες με την έξοδο του άκρου της περιέλιξης, μόνο αυτή τη φορά στερεώνουμε τη διασταύρωση με βαμβακερά νήματα. Για να μην εξασθενεί η τάση του νήματος ενώ δένουμε τον κόμπο, στερεώνουμε τις άκρες του νήματος με μια σταγόνα λιωμένο κολοφώνιο.

Εάν χρησιμοποιείται σύρμα με πάχος μεγαλύτερο από 0,5 mm για την περιέλιξη, τότε τα συμπεράσματα μπορούν να γίνουν με το ίδιο σύρμα. Στα άκρα πρέπει να βάλετε κομμάτια PVC ή άλλο σωλήνα (καμπρί).

Στη συνέχεια, τα συμπεράσματα μαζί με το σωλήνα πρέπει να στερεωθούν με βαμβακερό νήμα.

Πάνω από το πρωτεύον τύλιγμα τυλίγουμε δύο στρώσεις βερνικωμένου υφάσματος ή άλλης μονωτικής ταινίας. Αυτό το παρέμβυσμα περιέλιξης είναι απαραίτητο για την αξιόπιστη απομόνωση των δευτερευόντων κυκλωμάτων της τροφοδοσίας από το δίκτυο φωτισμού. Εάν χρησιμοποιείται σύρμα με διάμετρο μεγαλύτερη από 1 χιλιοστό, τότε είναι καλή ιδέα να χρησιμοποιήσετε ταινία φύλαξης ως φλάντζα.

Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε, τότε μπορείτε να τυλίγετε τη δευτερεύουσα περιέλιξη σε δύο καλώδια. Αυτό θα εξασφαλίσει πλήρη συμμετρία των περιελίξεων. Οι στροφές των δευτερευόντων περιελίξεων πρέπει επίσης να είναι ομοιόμορφα κατανεμημένες γύρω από την περίμετρο του πυρήνα. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τις πιο ισχυρές περιελίξεις όσον αφορά την απογείωση ισχύος. Οι δευτερεύουσες περιελίξεις, που λαμβάνουν μικρή, σε σύγκριση με τη συνολική, ισχύ, μπορούν να τυλιχτούν τυχαία.

Εάν δεν υπήρχε σύρμα επαρκούς διατομής, μπορείτε να τυλίγετε την περιέλιξη με πολλά καλώδια συνδεδεμένα παράλληλα.

Στην εικόνα, η δευτερεύουσα περιέλιξη τυλίγεται σε τέσσερα σύρματα.

Διάφοροι τύποι εξοπλισμού μετασχηματιστών χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά και ηλεκτρικά κυκλώματα, τα οποία είναι σε ζήτηση σε πολλούς τομείς οικονομικής δραστηριότητας. Για παράδειγμα, οι μετασχηματιστές παλμών (εφεξής IT) είναι ένα σημαντικό στοιχείο που εγκαθίσταται σχεδόν σε όλα τα σύγχρονα τροφοδοτικά.

Σχεδιασμός (τύποι) παλμικών μετασχηματιστών

Ανάλογα με το σχήμα του πυρήνα και την τοποθέτηση των πηνίων σε αυτόν, τα IT παράγονται στα ακόλουθα σχέδια:

• ράβδος;
  
• θωρακισμένος;
  
• σπειροειδής (δεν έχει πηνία, το σύρμα τυλίγεται σε μονωμένο πυρήνα).
  
• θωρακισμένη ράβδος?
  

Τα σχήματα δείχνουν:

• Α - ένα μαγνητικό κύκλωμα κατασκευασμένο από ποιότητες χάλυβα μετασχηματιστή που κατασκευάζεται με την τεχνολογία μετάλλου ψυχρής ή θερμής έλασης (με εξαίρεση έναν δακτυλιοειδές πυρήνα, είναι κατασκευασμένο από φερρίτη).
• Β - πηνίο μονωτικού υλικού
• C - καλώδια που δημιουργούν μια επαγωγική σύνδεση.

Σημειώστε ότι ο ηλεκτρικός χάλυβας περιέχει λίγα πρόσθετα πυριτίου, καθώς προκαλεί απώλεια ισχύος από την επίδραση των δινορευμάτων στο κύκλωμα του μαγνητικού κυκλώματος. Σε IT σχεδίασης δακτυλίου, ο πυρήνας μπορεί να κατασκευαστεί από έλαση ή σιδηρομαγνητικό χάλυβα.

Οι πλάκες για ένα σύνολο ηλεκτρομαγνητικού πυρήνα επιλέγονται σε πάχος ανάλογα με τη συχνότητα. Με αύξηση αυτής της παραμέτρου, είναι απαραίτητο να τοποθετηθούν πλάκες μικρότερου πάχους.

Αρχή λειτουργίας

Το κύριο χαρακτηριστικό των μετασχηματιστών τύπος παρόρμησης(εφεξής IT) έγκειται στο γεγονός ότι σε αυτούς εφαρμόζονται μονοπολικοί παλμοί με συνιστώσα σταθερού ρεύματος και επομένως το μαγνητικό κύκλωμα βρίσκεται σε κατάσταση σταθερής πόλωσης. Φαίνεται παρακάτω διάγραμμα κυκλώματοςσύνδεση μιας τέτοιας συσκευής.

Σχέδιο: σύνδεση μετασχηματιστή παλμών

Όπως μπορείτε να δείτε, το διάγραμμα σύνδεσης είναι σχεδόν πανομοιότυπο με τους συμβατικούς μετασχηματιστές, κάτι που δεν μπορεί να ειπωθεί για το διάγραμμα χρονισμού.

Το πρωτεύον τύλιγμα λαμβάνει παλμικά σήματα που έχουν ορθογώνιο σχήμα e (t), το χρονικό διάστημα μεταξύ του οποίου είναι αρκετά μικρό. Αυτό προκαλεί αύξηση της αυτεπαγωγής κατά το διάστημα t u, μετά το οποίο παρατηρείται η πτώση της στο διάστημα (T-t u).

Οι πτώσεις επαγωγής συμβαίνουν με ρυθμό που μπορεί να εκφραστεί σε όρους χρονικής σταθεράς με τον τύπο: τ p =L 0 /R n

Ο συντελεστής που περιγράφει τη διαφορά της επαγωγικής διαφοράς προσδιορίζεται ως εξής: ∆V=V max - V r

• B max - το επίπεδο της μέγιστης τιμής επαγωγής.
• Σε r - υπολειπόμενο.

Σαφέστερα, η διαφορά στις επαγωγές φαίνεται στο σχήμα που δείχνει τη μετατόπιση του σημείου λειτουργίας στο μαγνητικό κύκλωμα IT.

Όπως φαίνεται στο διάγραμμα χρονισμού, το δευτερεύον πηνίο έχει ένα επίπεδο τάσης U 2 στο οποίο υπάρχουν αντίστροφες υπερτάσεις. Έτσι εκδηλώνεται η ενέργεια που συσσωρεύεται στο μαγνητικό κύκλωμα, η οποία εξαρτάται από τη μαγνήτιση (παράμετρος i u).

Οι παλμοί ρεύματος που διέρχονται από το πρωτεύον πηνίο έχουν τραπεζοειδές σχήμα, αφού το φορτίο και τα γραμμικά ρεύματα (που προκαλούνται από τη μαγνήτιση του πυρήνα) συνδυάζονται.

Το επίπεδο τάσης στην περιοχή από 0 έως t u παραμένει αμετάβλητο, η τιμή του e t =U m . Όσον αφορά την τάση στο δευτερεύον πηνίο, μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον τύπο:

εν:

• Ψ είναι η παράμετρος της σύνδεσης ροής.
• Το S είναι μια τιμή που εμφανίζει τη διατομή του μαγνητικού πυρήνα.

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η παράγωγος που χαρακτηρίζει τις αλλαγές στο ρεύμα που διέρχεται από το πρωτεύον πηνίο είναι μια σταθερή τιμή, η αύξηση του επιπέδου επαγωγής στο μαγνητικό κύκλωμα εμφανίζεται γραμμικά. Με βάση αυτό, επιτρέπεται, αντί για το παράγωγο, να εισαγάγετε τη διαφορά των δεικτών μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, το οποίο σας επιτρέπει να κάνετε αλλαγές στον τύπο:

Στην περίπτωση αυτή, το ∆t θα προσδιορίζεται με την παράμετρο t u , η οποία χαρακτηρίζει τη διάρκεια με την οποία ρέει ο παλμός της τάσης εισόδου.

Για να υπολογίσετε την περιοχή του παλμού με την οποία σχηματίζεται η τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη του IT, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσετε και τα δύο μέρη του προηγούμενου τύπου με t u. Ως αποτέλεσμα, θα καταλήξουμε σε μια έκφραση που μας επιτρέπει να αποκτήσουμε την κύρια παράμετρο IT:

U m x t u =S x W 1 x ∆V

Σημειώστε ότι η τιμή της περιοχής παλμού εξαρτάται άμεσα από την παράμετρο ∆В.

Η δεύτερη πιο σημαντική τιμή που χαρακτηρίζει τη λειτουργία του IT είναι η πτώση επαγωγής, επηρεάζεται από παραμέτρους όπως η διατομή και η μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα του μαγνητικού κυκλώματος, καθώς και ο αριθμός των στροφών στο πηνίο:

Εδώ:

• L 0 - διαφορά επαγωγής.
• Το μa είναι η μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα.
• W 1 - ο αριθμός των στροφών της κύριας περιέλιξης.
• S είναι η περιοχή διατομής του πυρήνα.
• l cp - μήκος (περίμετρος) του πυρήνα (μαγνητικό κύκλωμα)
• B r είναι η τιμή της υπολειπόμενης επαγωγής.
• Σε max - το επίπεδο της μέγιστης τιμής της επαγωγής.
• H m - Ένταση μαγνητικού πεδίου (μέγιστη).

Λαμβάνοντας υπόψη ότι η παράμετρος επαγωγής IT εξαρτάται πλήρως από τη μαγνητική διαπερατότητα του πυρήνα, ο υπολογισμός πρέπει να βασίζεται στη μέγιστη τιμή του μa, η οποία φαίνεται από την καμπύλη μαγνήτισης. Αντίστοιχα, για το υλικό από το οποίο κατασκευάζεται ο πυρήνας, το επίπεδο της παραμέτρου Br, που αντανακλά την υπολειπόμενη επαγωγή, θα πρέπει να είναι ελάχιστο.

Βίντεο: Λεπτομερής περιγραφήαρχή λειτουργίας ενός παλμικού μετασχηματιστή

Με βάση αυτό, μια ταινία από χάλυβα μετασχηματιστή είναι ιδανική για το ρόλο του υλικού πυρήνα IT. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε το permalloy, στο οποίο μια παράμετρος όπως ο συντελεστής τετραγώνου είναι ελάχιστη.

Οι πυρήνες από κράμα φερρίτη είναι ιδανικοί για IT υψηλής συχνότητας επειδή αυτό το υλικό έχει χαμηλές δυναμικές απώλειες. Αλλά λόγω της χαμηλής επαγωγής του, είναι απαραίτητο να κατασκευαστεί IT μεγάλων μεγεθών.

Υπολογισμός παλμικού μετασχηματιστή

Σκεφτείτε πώς είναι απαραίτητο να υπολογίσετε το IT. Σημειώστε ότι η απόδοση της συσκευής σχετίζεται άμεσα με την ακρίβεια των υπολογισμών. Για παράδειγμα, ας πάρουμε ένα συμβατικό κύκλωμα μετατροπέα που χρησιμοποιεί ένα δακτυλιοειδές τύπου IT.

Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να υπολογίσουμε το επίπεδο ισχύος IT, γι 'αυτό χρησιμοποιούμε τον τύπο: P \u003d 1,3 x P n.

Η τιμή του P n δείχνει πόση ισχύ θα καταναλώσει το φορτίο. Μετά από αυτό, υπολογίζουμε τη συνολική ισχύ (P gb), δεν πρέπει να είναι μικρότερη από την ισχύ φορτίου:

Παράμετροι που απαιτούνται για τον υπολογισμό:

• S c - εμφανίζει την περιοχή διατομής του δακτυλιοειδούς πυρήνα.
• S 0 - η περιοχή του παραθύρου του (ως υπόδειξη, αυτή και η προηγούμενη τιμή φαίνονται στο σχήμα).

• Το B max είναι η μέγιστη επαγωγή κορυφής, εξαρτάται από τη μάρκα σιδηρομαγνητικού υλικού που χρησιμοποιείται (η τιμή αναφοράς λαμβάνεται από πηγές που περιγράφουν τα χαρακτηριστικά των ποιοτήτων φερρίτη).
• f είναι μια παράμετρος που χαρακτηρίζει τη συχνότητα με την οποία μετατρέπεται η τάση.

Το επόμενο βήμα είναι να προσδιορίσετε τον αριθμό των στροφών στο πρωτεύον τύλιγμα Tr2:

(τα αποτελέσματα στρογγυλοποιούνται)

Η τιμή του U I καθορίζεται από την έκφραση:

U I \u003d U / 2-U e (U είναι η τροφοδοσία τάσης στον μετατροπέα, U e είναι το επίπεδο τάσης που παρέχεται στους εκπομπούς των στοιχείων τρανζίστορ V1 και V2).

Προχωράμε στον υπολογισμό του μέγιστου ρεύματος που διέρχεται από την κύρια περιέλιξη του IT:

Η παράμετρος η είναι ίση με 0,8, αυτή είναι η απόδοση με την οποία πρέπει να λειτουργεί ο μετατροπέας μας.

Η διάμετρος του σύρματος που χρησιμοποιείται στην περιέλιξη υπολογίζεται από τον τύπο:

Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα με τον καθορισμό των βασικών παραμέτρων της πληροφορικής, μπορείτε να βρείτε θεματικές τοποθεσίες στο Διαδίκτυο που σας επιτρέπουν να online λειτουργίαυπολογίστε τυχόν μετασχηματιστές παλμών.

P.A. Koshelev, A.A. Τσαριασβίλι
Ηλεκτροτεχνικό Πανεπιστήμιο Αγίας Πετρούπολης «LETI», Αγία Πετρούπολη, Ρωσία

Δίνεται μια ανασκόπηση των υπαρχόντων μαγνητικών υλικών που χρησιμοποιούνται για τους πυρήνες των μετασχηματιστών υψηλής συχνότητας. Εξετάζεται η τεχνική για τη δημιουργία ενός μοντέλου μετασχηματιστή στο πρόγραμμα Microcap 9. Παρουσιάζεται ένα παράδειγμα υπολογισμού των κύριων χαρακτηριστικών ενός μετατροπέα flyback ενός κύκλου με μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας και πραγματοποιείται μοντελοποίηση.

Λέξεις κλειδιά: Μαγνητικά υλικά, μόνιμο κράμα, μετατροπέας flyback μονού άκρου..

Εισαγωγή

Τα τροφοδοτικά μεταγωγής (SMPS) γίνονται δημοφιλή λόγω της υψηλής απόδοσης, της υψηλής πυκνότητας ισχύος και των χαμηλών παραμέτρων βάρους και μεγέθους, υψηλής ενεργειακής πυκνότητας. Μέσω της χρήσης της διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM), είναι σε θέση να σταθεροποιήσουν την τάση σε ένα ευρύ φάσμα.

Ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα κυκλώματα τροφοδοσίας χαμηλής ισχύος μεταγωγής είναι το κύκλωμα μετατροπέα flyback (FC) που φαίνεται στο Σχήμα 1. Αυτό το κύκλωμα μετατρέπει μια τάση DC σε άλλη ρυθμίζοντας την τάση εξόδου είτε μέσω διαμόρφωσης πλάτους παλμού (PWM) είτε διαμόρφωσης συχνότητας παλμού (CHIM).

Εικόνα 1 - Τυπικό διάγραμμα μετατροπέα flyback

Η μέθοδος λειτουργίας του ηλεκτρικού τμήματος του OP είναι αρκετά απλή. Κατά την περίοδο που το τρανζίστορ VT 1 είναι ανοιχτό, το ρεύμα αρχίζει να αυξάνεται γραμμικά στην κύρια περιέλιξη του μετασχηματιστή (TP). Στη δευτερεύουσα περιέλιξη, το ρεύμα δεν ρέει λόγω της αντίστροφης διόδου VD 1. Όταν το τρανζίστορ κλείνει, η πολικότητα της τάσης στη δευτερεύουσα περιέλιξη του TR αλλάζει, ένα ρεύμα αρχίζει να ρέει σε αυτό, το οποίο φορτίζει τον πυκνωτή εξόδου και τροφοδοτεί το φορτίο. Με άλλα λόγια, κατά το πρώτο μέρος της περιόδου, ο μετασχηματιστής OP αποθηκεύει ενέργεια στο μαγνητικό πεδίο του πυρήνα, η οποία στη συνέχεια πραγματοποιείται στο φορτίο.

Η έννοια του PWM είναι η εξής. Καθώς η διάρκεια της κατάστασης ενεργοποίησης του τρανζίστορ αυξάνεται, το TP αποθηκεύει περισσότερη ισχύ από μόνο του, πράγμα που σημαίνει ότι η έξοδος του κυκλώματος θα είναι περισσότερη τάση. Έτσι, ρυθμίζοντας τη διάρκεια της κατάστασης ενεργοποίησης του τρανζίστορ, είναι δυνατός ο έλεγχος της τάσης εξόδου του κυκλώματος.

Λόγω της επικράτησης των τροφοδοτικών μεταγωγής που λειτουργούν σε υψηλή συχνότητα, συνιστάται να αναθεωρήσετε τα υπάρχοντα μαγνητικά υλικά για RF TR.

Δεν είναι όλοι οι σιδηρομαγνήτες κατάλληλοι για την κατασκευή μετασχηματιστών και τσοκ, ειδικά αυτών υψηλής συχνότητας. Οι πιο κατάλληλες ιδιότητες που πρέπει να έχουν αυτά τα υλικά είναι:

Το υλικό πρέπει να μαγνητίζεται και να απομαγνητίζεται εύκολα, δηλαδή να είναι μαγνητικά μαλακό - να έχει στενό βρόχο υστέρησης, χαμηλή δύναμη καταναγκασμού, υψηλή αρχική και μέγιστη μαγνητική διαπερατότητα.

Το υλικό πρέπει να έχει υψηλή επαγωγή κορεσμού, η οποία θα επιτρέψει στον κατασκευαστή να μειώσει το μέγεθος και το βάρος των ηλεκτρικών προϊόντων.

Το υλικό θα πρέπει να έχει τις χαμηλότερες δυνατές απώλειες επαναμαγνήτισης και δινορευμάτων.

Το υλικό θα πρέπει να έχει μια ασθενή εξάρτηση των μαγνητικών ιδιοτήτων μηχανική καταπόνησητύπος τάσης και συμπίεσης.

Το υλικό πρέπει να διατηρεί τα μαγνητικά του χαρακτηριστικά στο μέγιστο δυνατό βαθμό με αλλαγές στη θερμοκρασία, την υγρασία και με την πάροδο του χρόνου.

Στα περισσότερα βιβλία αναφοράς, τα μαγνητικά υλικά ταξινομούνται σε τρεις κύριες ομάδες:

α) αγώγιμοι - ηλεκτρικοί χάλυβες και κράματα (μόνιμα κράματα).

β) ημιαγωγοί - φερρίτες.

γ) διηλεκτρικά - μαγνητοηλεκτρικά.

Η χρήση υλικών που ανήκουν σε διαφορετικές ομάδες έχει τα δικά της χαρακτηριστικά. Στην κατασκευή ηλεκτρομαγνητικών στοιχείων που λειτουργούν σε συχνότητες από 50 Hz έως 10 kHz, χρησιμοποιούνται ηλεκτρικοί χάλυβες, σε συχνότητες από 5 ... 10 έως 20 ... 30 kHz - ηλεκτρικά κράματα, σε συχνότητες από αρκετά kilohertz και υψηλότερες - φερρίτες και μαγνητοηλεκτρικά. Ορισμένοι τύποι ηλεκτρικών κραμάτων των λεγόμενων προϊόντων έλασης micron λειτουργούν σε συχνότητες έως και αρκετές εκατοντάδες kilohertz. Αλλά σε κάθε περίπτωση, πρέπει να θυμόμαστε ότι η ανώτερη συχνότητα του υλικού περιορίζεται από τις απώλειες σε αυτό για υστέρηση και δινορεύματα.

Ας συγκρίνουμε τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα μαγνητικά υλικά υψηλής συχνότητας: φερρίτες, αλισίφερ και σπέρματα.

Οι φερρίτες χρησιμοποιούνται πιο συχνά στην τεχνολογία παλμών ισχύος. Είναι πολυκρυσταλλικές ενώσεις πολλαπλών συστατικών που παρασκευάζονται με ειδική τεχνολογία, το σύνολο χημική φόρμουλαπου MeFe2O3 (όπου Me είναι οποιοσδήποτε σιδηρομαγνήτης, για παράδειγμα, Mn, Zn, Ni). Ως ημιαγωγοί, οι φερρίτες έχουν υψηλές τιμές της δικής τους ηλεκτρικής αντίστασης, υπερβαίνοντας την αντίσταση των χάλυβα κατά 50 φορές ή περισσότερο. Είναι αυτή η περίσταση που καθιστά δυνατή τη χρήση φερρίτη σε επαγωγικά στοιχεία που λειτουργούν σε υψηλές συχνότητες, χωρίς φόβο ότι οι απώλειες δινορευμάτων ενδέχεται να αυξηθούν απότομα. Οι εγχώριοι φερρίτες μαγγανίου-ψευδαργύρου των βαθμών NM και οι φερρίτες νικελίου-ψευδαργύρου των βαθμών HN χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρομηχανική. Κατά την επιλογή μεταξύ αυτών των βαθμών, θα πρέπει φυσικά να προτιμώνται οι φερρίτες βαθμού NM, καθώς έχουν υψηλότερη θερμοκρασία Curie (τη θερμοκρασία στην οποία οι σιδηρομαγνήτες χάνουν τις σιδηρομαγνητικές τους ιδιότητες), η οποία τους επιτρέπει να λειτουργούν σε περισσότερους υψηλές θερμοκρασίεςυπερθέρμανση. Η απώλεια υστέρησης των φερριτών μαγγανίου-ψευδάργυρου είναι μια τάξη μεγέθους μικρότερη από αυτή των φερρίτων νικελίου-ψευδαργύρου. Οι φερρίτες βαθμού NM έχουν υψηλή σταθερότητα στη μηχανική καταπόνηση. Ωστόσο ηλεκτρική αντίστασηΥπάρχουν λιγότεροι φερρίτες ποιότητας NM από φερρίτες βαθμού HN, επομένως οι τελευταίοι μπορούν να λειτουργούν σε υψηλότερες συχνότητες. Οι καμπύλες μαγνήτισης μαγγανίου-ψευδάργυρου (NM) από φερρίτες νικελίου-ψευδάργυρου (NN) φαίνονται στο Σχήμα 2.

1 -4000 NM, 2 - 3000 NM, 3 - 2000 NM, 4 - 1000 NM, 5 - 2000 NM, 6 - 600 NM, 7 - 400 NM, 8 - 200 NM

Σχήμα 2 - Καμπύλες μαγνήτισης μαγγανίου-ψευδάργυρου (NM)
από φερρίτες νικελίου-ψευδάργυρου (HH).

Τα αλσίφερ είναι ένας τύπος μαγνητοηλεκτρικών που χρησιμοποιούνται ευρέως στην τεχνολογία παλμών ισχύος. Η βάση του μαγνητικού πληρωτικού των αλισίων είναι το τριμερές κράμα Al-Si-Fe (αλουμίνιο, πυρίτιο, σίδηρος). Η εγχώρια βιομηχανία παράγει 6 ποιότητες αλισίων με σχετική διαπερατότητα από 22 έως 90, σχεδιασμένα για λειτουργία στο εύρος θερμοκρασίας από -60 έως +120 °C. Το Σχήμα 3 δείχνει τις καμπύλες μαγνήτισης αλισίων των βαθμών TCh-60, GCh-32, VCh-22.

Τα σπέρματα είναι μαγνητοηλεκτρικά που παράγονται με βάση το Mo-permalloy. Κατασκευάζονται από λεπτόκοκκο μέταλλο με βάση κράμα μόνιμου νικελίου υψηλής περιεκτικότητας σε νικέλιο και κράμα μολυβδαινίου. Τα πιεστήρια έχουν υψηλή μαγνητική διαπερατότητα και χαμηλές απώλειες υστέρησης. Η εγχώρια βιομηχανία έχει αναπτύξει 10 μάρκες μη θερμοαντισταθμιζόμενων σπερματοζωαρίων και ισάριθμα θερμοαντισταθμιζόμενα. Οι παράμετροι ορισμένων αντιπροσώπων φαίνονται στον Πίνακα 1. Το γράμμα "K" προστίθεται στον χαρακτηρισμό των θερμοαντισταθμιζόμενων σπερματοζωαρίων. Ο αριθμός στην ονομασία της μάρκας είναι η ονομαστική μαγνητική διαπερατότητα. Η ανώτερη συχνότητα λειτουργίας των πυρήνων MO-permalloy είναι 100 kHz.

Εικόνα 3 - Καμπύλες μαγνήτισης Alsifer
βαθμοί 1-TCh-60, 2-GCh-32, 3-VCh-22.

Τραπέζι 1 - Παράμετροι οικιακής πρέσας

Το Σχήμα 4 δείχνει τις καμπύλες μαγνήτισης των πρεσπεριών των πιο κοινών εμπορικών σημάτων.

Σχήμα 4 - α) καμπύλες μαγνήτισης των πρεσαριστών.
β) καμπύλες μεταβολών της διαπερατότητας από την ισχύ του εξωτερικού πεδίου:
1 - MP-250; 2 - MP-140; 3 - MP-100; 4 - MP-60

Όλες οι πηγές παλμών με επαγωγικά στοιχεία ανάλογα με τον τύπο μετατροπής μπορούν να χωριστούν σε δύο μεγάλες κατηγορίες: πηγές με μετασχηματιστές και πηγές με αποθήκευση ενέργειας σε ένα επαγωγικό στοιχείο και την επακόλουθη εφαρμογή τους στο φορτίο. Τα πρώτα περιλαμβάνουν κυκλώματα γέφυρας και μισής γέφυρας μετατροπέων τάσης, ένα κύκλωμα ενός μετατροπέα προς τα εμπρός ενός κύκλου. Στο δεύτερο - σταθεροποιητές υποβάθμισης και ανόδου, μια ποικιλία μετατροπέων ενός κύκλου και δύο κύκλων, ειδικότερα, ένα κύκλωμα μετατροπέα flyback ενός κύκλου.

Στην πρώτη περίπτωση, σύμφωνα με τον τύπο υπολογισμού για το EMF της περιέλιξης TR (1), οι διαστάσεις του επαγωγικού στοιχείου επηρεάζονται σημαντικά από το VΜ - μέγιστη επαγωγή κορεσμού στο υλικό του πυρήνα.

Στη δεύτερη περίπτωση, σύμφωνα με τον τύπο (11), η μεγαλύτερη επιρροή στις διαστάσεις του επαγωγικού στοιχείου είναι H max - την τιμή της μέγιστης έντασης μαγνητικού πεδίου στον πυρήνα. Σε γενικές γραμμές, το νόημα H max χαρακτηρίζει την ικανότητα του υλικού του πυρήνα να αποθηκεύει ενέργεια.

Έτσι, στην περίπτωση χρήσης ενός μπροστινού κυκλώματος ενός μετατροπέα ενός κύκλου, είναι απαραίτητο να επιλέξετε ένα υλικό με την υψηλότερη επαγωγή κορεσμού, στην περίπτωση ενός κυκλώματος flyback, με την υψηλότερη ένταση μαγνητικού πεδίου μέσα στον πυρήνα. Τα αλσίφερ και τα σπερματοζωάρια έχουν την υψηλότερη ένταση μαγνητικού πεδίου, αλλά τα αλσίφερ έχουν μεγαλύτερη περιοχή υστέρησης, που σημαίνει ότι θα έχουν μεγάλες απώλειες. Επομένως, θα επιλέξουμε τη σειρά MP για το υλικό πυρήνα.

Βιβλιογραφία

1. Nivelt G.S., Mazel K.B. και άλλα Πηγές τροφοδοσίας ραδιοηλεκτρονικού εξοπλισμού: Εγχειρίδιο, εκδ. Naivelt G.S. - Μ.: Ραδιόφωνο και επικοινωνία, 1985. - 576 σελ.

2. Berezin O.K., Kostnikov V.G., Shakhnov V.A. Πηγές τροφοδοσίας REA. - Μ.: «Three L», 2000. - 400 p.

3. Irving M. Gottlieb Power Supplies, Switching Regulators, Inverters, and Converters, 2η έκδοση. – McGraw-Hill, 1994

4. Semenov B.Yu. Ηλεκτρονικά ισχύος: από απλά σε σύνθετα. – Μ.: SOLON-Press, 2005. – 416 σελ.: ill. (Σειρά "Library Engineer")

5. http://rusgates.ru/ Επίσημος ιστότοπος του κατασκευαστή μαγνητικών πυρήνωνJSC "Ferropribor" (θυγατρικές της LLC "Neva-Ferrit" και LLC "Magnit")

6. Μικροκυκλώματα μεταγωγής τροφοδοτικών και εφαρμογή τους. 2η έκδ., αναθ. και επιπλέον - Μ .: Εκδοτικός οίκος «Δώδεκα- XXI», 2001. - 608 σελ.

7. Amelina M.A., Amelin S.A. Πρόγραμμα προσομοίωσης κυκλώματος Micro Cap 8. -M.: Hotline-Telecom, 2007. - 464 σελ. Εγώ θα.

Βιβλιογραφικός σύνδεσμος για το άρθρο:
P.A. Koshelev, A.A. Tsariashvili Υπολογισμός και μοντελοποίηση ενός μετασχηματιστή υψηλής συχνότητας ως μέρος ενός μετατροπέα flyback ενός κύκλου // Διαδικτυακός Ηλεκτρολόγος: Μηχανική Ενέργειας. Νέες τεχνολογίες, 2014..php?id=134 (Ημερομηνία πρόσβασης: 25.08.2019)