Введение
1. Разработка методов оптимизации и расчета широкополосных
трансформаторов при различных исходных данных для расчета 5
1.1 Индуктивность рассеивания 21
1.2 Внешнее поле дросселя трансформатора 23
Выводы 24
2. Расчет и экспериментальное обследование широкополосных
трансформаторов 25
Выводы 30
3. Анализ магнитных материалов 32
Выводы 48
Заключение
Список использованных источников
На сегодняшний день индуктивные элементы широко используются во всех технических сферах и существует множество книг, которые содержат методики расчетов и интернет программы, которые позволяют рассчитать тот или иной электромагнитный компонент будь то дроссель или трансформатор, и надо сказать, что большинство из этих программ дают довольно точные результаты, но они не учитывают большинство физических процессов из-за чего нередко возникают ошибки. Если говорить о книгах, то ни в одной нет четкой и структурированной методики расчета электромагнитных компонентов. Поэтому требуется создать простой алгоритм расчета электромагнитного компонента,который будет более точен и инженер, приступая к проектированию и взяв наш алгоритм смог создать трансформатор или дроссель, который успешно будет выполнять свои функции. Также анализ потерь в магнитных материалах очень важен так как производитель или производители электромагнитных материалов или поставщики магнитных материалов, интернет данные, и т.д. как правило либо не точно регламентируют данные о потерях в магнитопроводах, либо вообще не регламентируют их, и потребитель должен пользоваться, либо результатом собственного измерения, либо какими то, побочно найденными результатами.
Данная работа является составной частью комплексной выпускной квалификационной работы.
Объект исследовании - мощные преобразовательные устройства корабельных гидроакустических систем.
Предмет исследовании - индуктивные элементы мощных преобразовательных устройств корабельных гидроакустических систем
Цель работы - повышение энергетической эффективности генераторов для гидроакустики.
В работе решены следующие задачи:
1. Разработаны методы оптимизации и расчета широкополосных трансформаторов при различных исходных данных для расчета.
2. Рассчитаны и экспериментально обследованы широкополосные трансформаторы.
3. Проанализированы магнитные материалы.
Целью работы являлось повышение энергетической индуктивности генераторов для гидроакустики.
В процессе достижения цели получены следующие результаты:
ЕРазработаны методы оптимизации и расчета широкополосных трансформаторов при различных исходных данных для расчета.
Разработан алгоритм расчета,который включает в себя следующее: Первое что у нас имеется это исходные данные. Они включают следующие величины:^вх, f, S, В. Далее нужно выбрать материал магнитопровода это может быть феррит, порошково-молибденовый пермаллой, порошковое железо Н1§Кйихсендасты (Coolmu). Далее нужно выбрать конструкцию трансформатора, например, (кольцо П-образный) и рассчитать число витков первичной обмотки. Затем идет энергетический расчет нужно найти потери по раннее данным формулам и КПД. Перегрев в данной работе не рассчитывается. После того, как мы рассчитали КПД и потери мы можем рассчитать Lxx и Ьз.Индуктивность рассеивания в данной работе описывается небольшим разделом ниже. Далее, если нас все устраивает мы приступаем к проектированию.
1. Рассчитан и экспериментально обследован широкополосный трансформатор используя разработанный алгоритм проведены расчеты широкополосного трансформатора.
Полученные результаты могут быть использованы для проектирования мощных трансформаторов корабельных гидроакустических систем.
1. Проанализированы магнитные материалы
Были рассмотрены методы определения потерь в магнитопроводе: это калориметрический метод который представляет собой установку (калориметр) генератор мощного синусоидального сигнала и сопутствующие измерительные приборы.Наш образец устанавливается в калориметр и нагревается до определенной температуры затем удаляется и на его место устанавливается собственный нагреватель и делается попытка нагреть его до тойже температуры если температура совпадает то поданная на этот нагревательный элемент мощность и есть мощность потерь.Несмотря на то что этот метод довольно точен недостатком является его длительность.Предложенный нами метод определения потерь более быстро позволяет получить необходимое число потерь в магнитопроводе и он достаточно точен. Установка представляет собой генератор синусоидального сигнала КПД которого близко к 100 процентам источника питания измерителя мощности и испытуемого образца и в данном случае мы мереем мощность передаваемую от источника в генератор.Данный метод уже не один год используется на предприятии ОКЕАНПРИБОР.
Мы определяли экспериментальным путем на данном предприятии мощности потерь, энергии потерь в магнитопроводах следующих классов: первый класс лучшие электротехнические стали. Второй класс аморфные материалы причем аморфные материалы исследовались как французского производства - это стали аморфные материалы imcc на самом деле imcc - это не аморфные, а нанокристаллические материалы, аналогичные китайские материалы.
В России аморфные и нанокристаллические материалы производятся на двух заводах - это Ашинский металлургический комбинат и предприятие Гаммамет, которое расположено в свердловской области на Урале. Материалы обоих фирм оказались при измерении достаточно высокого качества по сравнению с импортными.
Также измерялся энергетический отклик таких материалов как: молибденовый пермаллой, как материалы из порошкового железа, называемого карбонильным железом так называемые НздйАихсендасты. К сендастам относится современный материал Coolmu.
Современные электротехнические стали которые выпускаются в Новгороде на металлургическом комбинате и в некоторых других городах на старых советских заводах оказались весьма и весьма малопригодными в использовании на повышенных частотах. Уже на частотах больше 1000гц рост потерь в них настолько велик, что допустить сколь-нибудь заметной индукции на этих частотах невозможно. Например, работа на частоте 5кгц и индукции 0.5тл не возможна, т.к. образец сильно и очень быстро согревается. Тоже самое касается исследования старых образцов 30 и 40 летней давности лучшей электротехнической стали. В этом плане переход на повышенных частотах на аморфные нанокристаллические материалы оказывается выгодным и целесообразным.
...
