Выбор направления проектирования

ЗАДАНИЕ

На курсовой проект студента

Горобцова Андрея Владимировича

 

1.Тема проекта: Трансформатор

2. Срок сдачи проекта: 2.12.2009

3. Исходные данные по курсовому:

U =220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

U =5В-напяжение первой вторичной обмотки;

I =1А-ток первой вторичной обмотки;

U =8В-напряжение второй вторичной обмотки;

I =0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

U =13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

I =0.1-третьей вторичной обмотки.

Годовой выпуск n=250000шт./год.

Руководитель: Коняева О. Л.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1. Анализ ТЗ

2. Выбор направления проектирования

3. Электрический и конструктивный расчет

3.1 Расчет броневого трансформатора

4. Эскизная проработка элемента и обоснование принятых решений

5. Уточнение и описание конструкции

Паспорт

Выводы

Перечень ссылок

 

ВВЕДЕНИЕ

 

За, последние годы широкое применение получила радиоэлектронная техника, характер и функции которой требуют применения десятков и сотен тысяч различных комплектующих изделий. Среди которых трансформаторы составляют весомую и неотъемлемую часть.

Они выполняют ответственную функцию – преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока –и занимают важное место среди элементов радиоэлектронной аппаратуры.

U =220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

U =5В-напяжение первой вторичной обмотки;

I = 1А-ток первой вторичной обмотки;

U =8В-напряжение второй вторичной обмотки;

I =0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

U =13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

I =0.1-третьей вторичной обмотки.

Годовой выпуск n=250000шт./год.

К примеру, идеальный трансформатор осуществляет трансформацию напряжений или токов, что позволяет получить требуемое напряжение, согласовать напряжение и ток первичной цепи с сопротивлением нагрузки вторичной цепи или дать вторичное напряжение, требующееся для создания вторичного источника питания РЭА.

Благодаря этим достоинствам трансформаторы успешно используются в таких радиоэлектронных устройствах, к которым предъявляются повышенные требования точности и стабильности электрических и эксплуатационных параметров.

Трансформаторы используются в электронной аппаратуре, различных системах автоматического управления и регулирования, в электрооборудовании транспорта и измерительной технике. При помощи трансформаторов можно не только преобразовать электрическую величину, но и реализовать требуемую функциональную зависимость между этими величинами.

В этом курсовом проекте решается задача конструирования маломощного броневого трансформатора, предназначенного для работы в вычислительной техники. Вся трудность заключается в том, что трансформаторы имеют большие габариты, массу что значительно ограничивает их применение. То есть данный курсовой проект является вкладом в процесс развития маломощных трансформаторов.

 

1. АНАЛИЗ ТЗ

 

Согласно технического задания необходимо спроектировать трансформатор с такими характеристиками

U =220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

U =5В-напяжение первой вторичной обмотки;

I =1А-ток первой вторичной обмотки;

U =8В-напряжение второй вторичной обмотки;

I =0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

U =13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

I =0.1-третьей вторичной обмотки

Годовой выпуск n= 250000шт./год.

По условиям ТЗ проектируемый трансформатор предназначен для вычислительной техники. По ГОСТ 15150-69 он относится к первой группе исполнения УХЛ, категория размещения КР-4.2 (аппаратура, предназначенная для эксплуатации в помещениях с искусственным климатом). Общие нормы климатических воздействий на РЭА для исполнения УХЛ приведены в таблице 1.1.

 

Таблица 1.1 – Общие нормы климатических воздействий на РЭА

Исполнение	Категория размещения	Воздействия температуры, °С					Воздействия относительной влажности, %
		Рабочие			Предельные		Рабочие
		Верхн.	Нижн.	Ср.	Верхн.	Нижн.	Верхнее
УХЛ	4.2	+35	+10	+20	+40	+1	98% при 25°С

 

В соответствии с ГОСТ 25467-82 РЭА должна выдерживать нормативные воздействия, приведенные в таблице 1.2.

 

Таблица 1.2 – Вычислительная РЭА. Нормы климатических и механических воздействий для 1-й группы

Вид воздействия, характеристики	Нормы воздействий
Прочность при транспортировании: ускорение,g длительность ударного импульса, мс число ударов, не менее	15 11 1000
Теплоустойчивость: рабочая температура, °С предельная температура, °С	40 55
Пониженное атмосферное давление, кПа	70
Холодоустойчивость: предельная температура, °С	-40
Влагоустойчивость: влажность, % температура, °С	93 25

 

Будущий трансформатор должен быть согласно заданию по климатическому исполнению эксплуатирован в климатических районах с умеренным климатом в лабораторных, капитальных жилых и других подобных помещениях.

В конструкции трансформатора имеется сердечник из материала с высокой магнитной проницаемостью и малым уровнем потерь и возможно большей индукцией насыщения Обычно для трансформаторов питания применяются разрезные сердечники, полученные из набора отдельных пластин. Разрезные сердечники требуют введения дополнительных элементов конструкции, обеспечивающих их сжатие и механическое соединение для уменьшения воздушного зазора. Сердечник обычно изготавливают из стальной ленты и пластин, а также из пермалоя и феррита. Для исключения контакта между слоями ленты и пластин, приводящего к увеличению потерь в сердечнике, который имеет конечную толщину. Поэтому высокой магнитной проницаемостью обладает только часть сечение сердечника, чем более тонкие ленты используется в сердечнике.

Изготовить трансформатор, одновременно удовлетворяющий требованию минимальной массы, стоимости, перегрева, и падения напряжения, невозможно. Например, если предъявляется требование минимальной стоимости, то в связи с тем, что стоимость проводов (меди) значительно выше сердечника (стали), выгоднее увеличить размеры и массу сердечника и уменьшать окно.

Если же важно, чтобы трансформатор имел минимальную массу, то следует уменьшить сечение сердечника и увеличивать окно, а необходимый режим работы сердечника обеспечивать, увеличивать число витков.

Лучшие магнитные свойства имеют ленточные сердечники, у которых направление магнитных силовых линий совпадает с направлением проката. Кроме того, в них можно использовать очень тонкие ленты толщиной до 0,01 мм. Ленточные разрезные сердечники в настоящее время нормализованы.

Основными требованиями к магнитному материалу, применяемому в трансформаторах питания, являются высокая индукция насыщения и малые потери. Для маломощных трансформаторов, питающихся напряжением частотой 50-400 Гц, основным требованием является высокая индукция насыщения. При увеличении размеров трансформаторов объём сердечника увеличивается быстрее, чем поверхность охлаждения.

При использовании ленточных проводников увеличивается коэффициент заполнения, не возникает пустот между обмотками, значительно улучшается теплоотвод, увеличивается долговечность трансформатора и способность выдерживать перегрузки.

 

выбор направления проектирования

 

Конструкция заданного маломощного трансформатора в большей мере зависит от заданных характеристик. Следовательно, после анализа технического задания стало известно, что конструируемый трансформатор должен иметь следующие исходные данные: U =220В-напряжение цепи питания;

f=50Гц-частота сети питания;

U =5В-напяжение первой вторичной обмотки;

I =1А-ток первой вторичной обмотки;

U =8В-напряжение второй вторичной обмотки;

I =0.5 А-ток второй вторичной обмотки;

U =13В-напряжение третьей вторичной обмотки;

I =0.1А-ток третьей вторичной обмотки.

Годовой выпуск n= 250000шт./год.

Так как трансформатор имеет большие электромагнитные силовые потоки, а соответственно большие размеры обмоток элемента. Для уменьшения размеров и массы важную роль играет грамотный подбор материалов составных частей трансформатора.

На основании практических данных наиболее приемлемым при данных условиях считается стержневой трансформатор.

Но учитывая условия внешних механических и физических воздействий более целесообразно использовать броневой трансформатор.

Учитывая недостатки в существующих трансформаторах, относительно проектирования выбираем следующие направления:

1. Для стяжки трансформатора используем обойму специальной формы;

2. Фиксация всей конструкции к основанию происходит болтовыми соединениями;

3. Токосъем выполним в виде паянного соединения контактов трансформатора с отводящими элементами;

4. Обмотка трансформатора – открытого типа, то есть крышки не имеет, так как условия работы – лаборатории, жилые дома и другие подобные помещения.

123	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: