Необходимая величина напряжения питания

 

U пр U пр

U пит =1,11· I нас[(1,2...1,4) R н +2· m n · I пр + I нас ] = 1,11·3,9А · 3,4 ·11Ом=

161,9В. (2.8)

Принимаем U пит = 200В в соответствии со стандартным значением источника постоянного напряжения.

 

Для выбора габаритов магнитопровода находится произведение геометрического сечения магнитопровода S rна геометрическое сечение обмоточного окна Q r.

 

P

S r · Q r = 4,44· C · f пит · k m· k c· a p· j · B mo = 21,81 см⁴. (2.9)

 

Здесь приняты следующие обозначения:

 

P = U пит · 1,11 · I н макс = 200В · 1,11 · 3А = 666 Вт; (2.10)

C = 2 – коэффициент, учитывающий способ включения рабочих обмоток

(последовательное соединение);

k m = 0,7 - коэффициент заполнения катушки по меди, равный отношению

активного сечения меди ко всему сечению рабочей обмотки;

k c = 0,8-коэффициент заполнения по стали, равный отношению активного

сечения сердечника к геометрическому;

a p = 0,35 - коэффициент, учитывающий отношение площади, занимаемой рабочими обмотками, к площади всего обмоточного окна (внутренняя ОС).

Величина плотности тока при ориентировочных расчетах может быть принята равной j = 6 А/ммІ.

При выборе амплитудного значение переменной индукции при отсутствии сигнала управленияможно использовать приближенное равенство

B mo = (0,5ч0,9) B s = 0,9·0,86 Тл = 0,774 Тл, (2.11)

 

где B _s = 1,9 Тл - амплитудное значение индукции насыщения.

Для определения значения k m найдем величину d

I н макс 1,391 A

d = 1,13 √ j = 1,13 √6 A/мм² = 0,544 мм. (2.12)

 

 

Параметры сердечника:

 

D н = 80 мм

D в = 48 мм

h = 20 мм

D н / D в = 1,67

h / D в = 0,415

D в /і√ V _с1= 1,24

Вес = 515г

 

Здесь D н – внешний диаметр; D в – внутренний диаметр; h – высота сердечника; V _c1 – объем сердечника;

Данные параметры были подобраны путем итерационного расчета габаритов обмоток.

 

 

Расчет цепей рабочих обмоток, обратной связи, смещения и управления

Цепь рабочих обмоток

Число витков одной рабочей обмотки рассчитывается по формуле

 

U пит 200 В

W р = 4,44· C · f пит · k c· S r · B mo = 4,44 ·2·400 Гц·0,8·320·10^-6 м²·0,774 Тл =

 

= 327 (2.13)

 

где

 

(D н – D в)· h (80 мм -48 мм)·20 мм

S r = 2 = 2 = 320 ·10^-6 м². (2.14)

 

Цепь обратной связи

Величина коэффициента обратной связи определяется по формуле

 

К ос = 1 – К I ’ / К I = 1 – 8 / 54 = 0,85 (2.15)

 

где К I ’ - коэффициент усиления по току усилителя без обратной связи, он может быть принят равным 8-10;

К I -требуемое значение коэффициента усиления по току.

 

Цепь смещения

Ток холостого хода МУ с обратной связью равен

 

I н мин 0,1 А

I хх = 1 – К ос = 1 – 0,85= 0,6А. (2.16)

 

Число витков обмотки смещения, необходимое для перемещения рабочей точки из положения, соответствующего I хх, в положение, соответствующее I н мин, определится как

 

I н мин · W у 0,1· 2616

W см = I см = 0,022 = 11890, (2.17)

 

где I см примем на порядок меньше I ян, т.е. 0,022А.

Напряжение на обмотке смещения определим из выражения

U _см = I см · R см = 0,022А · 1230Ом = 49 В. (2.18)

Из ряда стандартных источников питания выбираем источник 60 В.

 

Для регулировки смещения в эту цепь включается сопротивление

 

U _см 60 В

R рег = 1,11· I см - R см = 0,022 – 3941 Ом = 497 Ом, (2.19)

где

R см = W см· ℓ _см ·р / q =11890·0,072м·1,68·10^-8 Ом·м /50,24·10^-6м²= 2230 Ом, (2.20)

 

D н – D в 80 мм -48 мм

ℓ _см = 2· W см · 2 + h = 2·331 · 2 + 20мм = 0,072 м, (2.21)

 

 

1,11 I _{см макс} 1,11·0,011А

q = j. = 6А/мм² = 1.98E-9 (2.22)

 

Здесь ℓ _см – средняя длина витка обмотки смещения по эскизу;

q – сечение обмотки по меди;

р – удельное сопротивление меди.

 

Для регулировки используем потенциометр номиналом 1,5 кОм

 

 

Цепь управления

 

Число витков обмотки управления рассчитаем по формуле

 

W _у = К I ’ · W _р = 8·427 = 2616. (2.23)

 

Диаметры проводов обмоток W _р, W _сми W _у выбираются исходя из максимальных токов, протекающих по этим обмоткам, и допустимой плотности тока.

 

 

I см макс 0,022A

d _см = 1,13√ j = 1,13 √6 A/мм² = 0,048 мм, (2.24)

 

I у макс 0,04 A

d _у = 1,13 √ j = 1,13 √6 A/мм² = 0,058 мм, (2.25)

 

Принимаем диаметры проводов обмоток равными 0,1 мм