электрические приборы и машины
 
 
   
 
   
 
 
     
 
Главная / Тиристорные генераторы / Инверторные схемы / Расчет коммутирующих дросселей

Расчет коммутирующих дросселей

1. Из ряда задаваемых параметров определяющими для расчета коммутирующего дросселя являются собственная частота колебательного контура инвертора ƒ0, необходимая индуктивность дросселя L, его минимально допустимая добротность Qдр, перегрев τ.

2. Действующий ток в обмотке

(6-90)

где I1, I2 — действующие значения двусторонних импульсов тока через дроссель.

3. Энергоемкость в джоулях

Wдр=LI2др (6-91)

4. Добротность Qдр трассчиывается по формуле

Qдр = UIдр/p,    (6-92)

где U — действующее напряжение на дросселе; р — по выражению (6-83).

5. Конструктивный тип дросселя определяется выбором воздушной катушки или катушки с сердечником и во втором случае — выбором материала сердечника.

При наиболее широко используемых значениях WAP и других параметров меньшими габаритами обладают конструкции с сердечником.

В порядке предпочтительности следует применять следующие материалы сердечника: ферриты, магнитодиэлектрики, сплавы 80НХС, 79НМ, сплавы 50Н, 47НК, стали 3421—3423, воздух.

Однако в той же последовательности уменьшаются максимально реализуемые удельные энергоемкости Wдр/Vдр, где Vдр — конструктивный объем дросселя, см3. Поэтому при больших требуемых значениях Wдр/Vдр применение ферритов и магнитодиэлектриков невозможно.

Исследования показали, что при разных конструкциях возможны следующие предельные значения параметра Wдр/Vдр:

 Ферриты  0,25
 Магнитодиэлектрики  0,5
 Сплавы:  
 80НХС, 79НМ   0.7
 5011. 47НК  1.3
 Сталь 3421—3423  2
 Воздух  2

Воздушные катушки позволяют также получить максимальную добротность Qдр, исключить дополнительные искажения тока Iдр (у дросселя с сердечником трудно достичь Qдр>50).

Тем не менее вследствие меньших габаритов (в допустимой зоне значений Wдр/Vдр) чаще применяют дроссель с сердечником.

При этом обычно в сердечник вводится воздушный зазор δдр, поскольку иначе получаются чрезмерными индуктивности L. Дополнительным преимуществом наличия сердечника являются малые поля магнитного рассеяния.

Чтобы решить вопрос о необходимости применения воздушного дросселя, надо определить Wдр/Vдр, воспользовавшись формулой (6-91) и условием для минимально возможного значения  Vдр:Vдpmin =102(Q/ƒ)⅔.

где Q задано; ƒ — в килогерцах.

6. Конструктивный расчет воздушного дросселя производится по известным методикам, например.

Для цилиндрической катушки индуктивность L в генри определяется но формуле

 (6-93)

где μ0 = 4π· 10-9 Гн/см; hк и с — высота и толщина катушки, см.

Сопротивление в омах при нормальной температуре

где kr определяется по (6-88).

7. Конструктивный расчет дросселя с сердечником.

Выбор сердечника. Можно показать, что величиной, определяющей объем дросселя, является конструктивный критерий К'др (в секундах):

(6-94)

где α, τ, Пк определяются по формулам (6-77), (6-82), (6-83); Iдр— по (6-90); μэ—эквивалентная магнитная проницаемость сердечника в относительных единицах.

Критерий К'др, с другой стороны, полностью определяется конструктивными параметрами сердечника:

(6-95)

Выбирая сердечник для дросселя, надо обеспечить условие

К'др.с≥К'др,

где К'др определяется по (6-94).

Практически это делается следующим образом.

Введем на основании выражения (6-94) расчетный критерий

  (6-96)

Соответствующий ему конструктивный критерий будет

Кдр.с = αПкК'др.с (6-97)

где К'др.с  определяется по (6-95).

Необходимо с учетом выражений (6-96) и (6-97) обеспечить выполнение условия

Кдр.с≥Кдр. (6-98)

Для стандартных сердечников критерий Кдр.с с можно рассчитать заранее. Такие значения приведены в табл. 6-3 и 6-4 (для удобства значения Кдр.с умножены на 107 или 105).

При расчете Кдр величины L и τ берутся по заданию, Iдр — по выражению (6-90), величина μэ — в пределах 50≥μэ≥ 30, причем меньшие значения соответствуют большим значениям индукции В и наоборот.

Индукцию В вычисляем по формуле

В = √0,8π μэ LI2др/Vc,

где μэ определяется по (6-89).

Число витков обмотки

Коэффициент гармоник

kг=k'г μэ

где k'г — тот же коэффициент при сердечнике без зазора; μ — магнитная проницаемость материала сердечника в относительных единицах; величина k'г зависит от В, ƒ и определяется обычным способом, например как в работах.

3азор δдр = 1,05 l0√l+ l0; l0 = 5 lc/ μэ

Перегрев, потери, сопротивление обмотки определяются с учетом выражений (6-82), (6-74), (6-77), (6-83) — (6-85), (6-88) и данных табл. 6-3 — 6-6.

 
 
     
 
Copyright © 2012 Электродвигатели и трансформаторы
электрические приборы и машины
Rambler's Top100
Создание сайта Вебцентр