Бальян P. X., Обрусник В. П. Оптимальное проектирование силовых высокочастотных ферромагнитных устройств. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1987.— 168

Бальян P. X., Обрусник В. П. Оптимальное проектирование силовых высокочастотных ферромагнитных устройств. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1987.— 168

Прямая ссылка:Скачать
Пароль к архиву:bamper.info

В книге обобщены современные достижения науки и практики по проектированию высокочастотных ферромагнитных устройств (СВЧ ФМУ), к. которым относятся трансформаторы, дроссели насыщения, умножители числа фаз и т. д. Дается полная схема инженерного проектирования СВЧ ФМУ, базирующаяся на небольшом количестве простых выражений, предложенных и доказанных в книге. Приведены примеры оптимального расчета высокочастотных трансформаторов и дросселей до 200 кВА на фазу. Гарантируется высокая точность конечных результатов проектирования СВЧ ФМУ для диапазона частот 0,4-s-lOO кГц.
Для специалистов, занимающихся вопросами проектирования электронных и преобразовательных систем, а также для студентов вузов электротехнического и радиотехнического профилей.

ВВЕДЕНИЕ
Вопросы оптимального проектирования высокочастотных трансформаторов и дросселей насыщения, равно как и других подобных им ферромагнитных устройств (автотрансформаторов, умножителей частоты, преобразователей числа фаз^ и др.), не являются в.теории и практике новыми, но остаются актуальными. Наиболее полно изученными считаются вопросы проектирования высокочастотных ферромагнитных устройств (ФМУ) малой мощности — до нескольких киловольт-ампер [1, 4, 5, 8, 9, 15], но продолжающиеся исследования [2, 16, 21 и др.] показывают, что даже в этом диапазоне мощностей приходится корректировать результаты и положения, не вызывавшие ранее сомнений. Силовые высокочастотные ферромагнитные устройства (СВЧ ФМУ) занимают в теории и практике особое положение. Практическая электротехника, включающая радиотехнические устройства, преобразователи параметров электроэнергии» электронные системы . различного назначения и т. д., не испытывала в предыдущие годы необходимости широкомасштабного применения СВЧ ФМУ. Возникавшие частные проблемы решались успешно [13, 27 и др.], но для обстоятельных исследований СВЧ ФМУ конкретных требований практика четко не выдвигала.
Современный научно-технический прогресс выдвинул новые задачи в области применения СВЧ ФМУ. К сожалению, известные научно-практические разработки оказались недостаточными для того, чтобы высокоэффективное применение СВЧ ФМУ не вызывало затруднений.
В настоящее время СВЧ ФМУ на мощности более ,10 кВА и частоты более 1 кГц не стандартизованы и массово не выпускаются. Успехи отдельных разработок и внедрений СВЧ ФМУ, например в системах высокочастотного нагрева, не решают общей проблемы научно обоснованного проектирования этих устройств, посколь-
ку области нх применения быстро расширяются. Современная преобразовательная техника требует массового производства трансформаторов и дросселей ласыщения на мощности от десятков до тысяч киловольт-ампер при частотах 2-4-100 кГц. Требуются СВЧ ФМУ и более высокого частотного диапазона при мощностях в десятки киловатт [3].
Вполне очевидно, что высокоэффективное применение СВЧ ФМУ без отработанных для них приемов инженерного проектирования невозможно. Использование здесь хорошо развитых теории и методов проектирования маломощных высокочастотных ФМУ требует существенных поправок. Обобщенных в единую систему приемов оптимального проектирования именно СВЧ ФМУ в известной литературе не излагалось, и авторы взяли на себя ответственность решить такую задачу в данной работе.
Предложенная методика инженерного расчета параметров СВЧ ФМУ и приведенные примеры ее применения базируются на теоретических положениях данной работы. Большинство из этих положений «являются результатом целенаправленной систематизации работ авторов и имеющейся в литературе информации о СВЧ ФМУ с переработкой и дополнениями, обеспечивающими в совокупности решение конкретной задачи — оптимального проектирования силовых высокочастотных ферромагнитных устройств с обеспечением для ни,\максимальной проходной мощности на единицу объема при заданной допустимой температуре перегрева обмоток и сердечников и заданных энергетических характеристиках.

ОГЛАВЛЕНИЕ
введение 3
1. Базовые выражения для оптимизации ферромагнитных устройств . ......5
1.1. Габаритная мощность и сечение магнитопровода . . 5
1.2. Показатели потерь и теплового режима .... 7
1.3. Математическое отражение геометрических показателей . 10
1.4. Плотность тока и влияющие на нее параметры 16
1.5. Рабочая индукция и способы ее выражения . , 18
1.6. Удельно-экономнческие показатели и их формализация . 21
2. Оптимизация геометрии ферромагнитных устройств . . 23
2.1. Влияние геометрии ФМУ на их объемные показатели . 23
2.2. Определение геометрии ФМУ методом независимой оптимизации 28
2.3. Влияние на геометрию плотности тока и индукции . . 32
2.4. Определение параметров оптимальной геометрии ФМУ при ограничениях по перегреву...... .40
2.5. Оптимизация геометрии тороидальных ФМУ . . 43
2.6. Ферромагнитные устройства кабельного исполнения . . 46
2.7. Обобщенные геометрические показатели типовых конструкций ФМУ 52
3. Расчет основных физических величии СВЧ ФМУ .' . 53
3.1. Отличительные свойства СВЧ ФМУ ..... 55
3.2. Типовые режимы работы СВЧ ФМУ и их характеристики 58
3.3. Физические параметры и выбор их значений к расчету . 65
3.4. Возможные исполнения СВЧ ФМУ и их показатели в сравнительной оценке ........ 76
3.5. Выбор конструкции СВЧ ФМУ .......86
3.6. СВЧ ФМУ в звене промежуточного преобразования частоты ,......... 90
4. Основные положения инженерного проектирования СВЧ ФМУ.......... 94
4.1. Исходные данные для расчетов и проектирования , . 95
4.2. Выбор параметров, не зависящих от конструктивного исполнения . . 96
4.3. Определение геометрических параметров .... 106
4.4. Расчет электромагнитных величин СВЧ ФМУ и линейных размеров его магнитопровода .107
4.5. Конструктивный расчет обмоток......110
5. Примеры расчетов СВЧ ФМУ......112
5.1. Проектирование силовых высокочастотных трансформатора и дросселя насыщения для высоковольтных емкостных накопителей энергии (ЕНЭ) . . . . . . .112
5.2. Расчет СВЧ ФМУ по заданным параметрам магнитопровода ............139
5.3. Пример проектирования мощных СВЧ ФМУ с большими сечениями магиитопроводов ,144
5.4. Расчет тороидального СВЧТ 151
5.5. Расчет СВЧТ кабельного исполнения . . . . .155
Литература........164

...

Похожие книги: