ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
12В-DC/220В-AC С ЧАСТОТОЙ 50 Гц
Хоанг Чонг Хый-Чьеу Дык Куан
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Во Вьетнаме и в нескольких бедных страннах,электрическая энергия-это актуальная
проблемма для развития экономики и уровня жизни людей.Летом когда требование людей
к электричеству увеличивается и иногда происходит без электричества.И использование
устройства преобразования напряжения из аккумулятора в переменное напряжения
(инвертор) c двухтактным (Push Pull) преобразователем -это самое оптималное
распространение метода для решения этой проблемы.
Схема и принцип работы
Двухтактный преобразователь относится к числу прямоходовых. Как показано на схеме
выше, когда ключ Q1 включен, ток течёт через верхнюю половину первичной обмотки T1
и магнитное поле в сердечнике T1 растет. Растущее магнитное поле в T1 индуцирует
напряжение во вторичной обмотке T1 такой полярности, что диод D2 смещён в прямом, а
D1 – в обратном направлении. D2 проводит и заряжает выходной конденсатор C2 через
дроссель L1. L1 и C2 составляют схему фильтра.
Когда ключ Q1 выключается, магнитное поле в трансформаторе T1 спадает, и после
времени паузы (зависящего от скважности ШИМ), Q2 включается, ток течёт через
нижнюю половину первичной обмотки T1 и магнитное поле в сердечнике T1 растёт в
противоположном направлении. Растущее магнитное поле в T1 индуцирует напряжение
во вторичной обмотке T1 такой полярности, что диод D1 смещён в прямом, а D2 – в
обратном направлении. D1 проводит и заряжает выходной конденсатор C2 через дроссель
L1.
После окончания мёртвого времени включается ключ Q1 и процесс повторяется.
Расчет силового трансформатора:
Мощность трансформатора(P) определяется как сумма мощностей всех вторичных
обмоток.
При выборе сердечника руководствуются шириной центральной пластины сердечника и
толщиной набора. Площадь сечения сердечника определяется как произведение ширины
пластины на толщину набора.
Sсерд = L*T (все величины
берутся в Сантиметрах)
Sокна = h*b
Коэффициента N-этот коэффициент показывает, сколько витков нужно намотать для
получения напряжения на обмотке в 1 вольт.
Далее - рассчитываем рабочий ток в сетевой обмотке исходя из мощности трансформатора
и сетевого напряжения.
Диаметр провода в обмотках рассчитывается по приведенным формулам (ток берется в
Миллиамперах ). В конце расчета проверяем коэффициент заполнения окна обмотками.
Если этот коэффициент не превышает 0,5 - всё в порядке - можно приступать к намотке, в
противном случае придется использовать сердечник с большей площадью сечения и
произвести весь расчет заново...
Выходные данные будущего трансформатора.
Определение номинальной мощности (P=Uвых . I2 )
Определение минимального сечения сердечника (Sсерд=√P)
Определение плошади окна выбраного сердечника (Sокна = h*b)
Вычисление коэффициента N
Определение рабочего тока в сетевой обмотке I1
Определение числа витков
Определение диаметра провода в обмотках D= 0,02. √I(мА)
I
Определение сечения провода в обмотках S = 3,5
Проверка коэффициента заполнения
окна обмотками
K<0,5
ДА
Закончить расчет
НЕТ
Пример:
Данные: Uвх = 12B, Uвых = 220;
I2 = 0,5 A(ток на вторичной обмотке);f=50Гн В=10000 Тл;h=4см, 𝑏 = 3см
Расчет:
P=Uвых . I2 = 220.0,5 = 110 Вт;
Sсерд=√P = 10,5 cм2 ; S окн=h.b=12 cм2 ;
108
108
N=4,44.S серд.f.B=4,44.10,5.50.10000 = 4,3 об/В;
P
I1 (ток на первичной обмотке) = U =
вх
110
12
= 9,16 A;
𝑊2 = 220. 𝑁 = 220.4,3 = 946 об;
𝑊1 = 𝑈. 𝑁 = 12.4,3 = 52 об;
𝐷1 = 0,02. √I1 (мА) = 0,02. √9,16. 103 = 2 мм;
𝐷2 = 0,02. √I2 (мА) = 0,02. √0,5. 103 = 0,45 мм;
Сечение провода в обмотках:
I
1
S1 = 3,5
=
9,16
3,5
I
0,5
2
= 2,62 КВ. ММ; S2 = 3,5
= 3,5 = 0,14 КВ. ММ;
Коэффициент заполнения окна обмотками:
K=W
S окн
1 .S1 +W2 .S2
= 0,4 < 0,5 → удовлетвование;
Литература
1.Сайт:Иток-2: http://istok2.com/article/9/
2. Сайт: http://radiocon-net.narod.ru/page10.htm
3. Сайт: http://contravt-metodichka.ru/?id=7469
Научный руководитель – Петрович В.П, доцент каф. ЭПЭО ЭНИН ТПУ