Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 9 номер 2003 год.

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Инверторный источник сварочного тока Опыт ремонта и расчет электромагнитных элементов

В. ВОЛОДИН, г. Одесса,
Украина 

Продолжение.
Начало см. в ╚Радио╩, 2003, ╧ 8

РАСЧЕТ СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Общая особенность всех однотактных инверторов — работа с односторонним намагничиванием магнитопроводов силовых трансформаторов. При изменении напряженности магнитного поля от нулевой до максимальной и обратно магнитная индукция В изменяется в интервале от максимальной Вm до остаточной Вr.

На рис, 5 изображена упрощенная схема однотактного прямоходового полумостового инвертора. Когда транзисторы VT1 и VT2 открыты, энергия первичного источника напряжения через трансформатор Т1 передается в нагрузку. Магнитопровод трансформатора намагничивается в прямом направлении (участок 1—2 на рис. 6). После закрывания транзисторов ток в нагрузке поддерживает энергия, запасенная дросселем L1. При этом цепь замыкается через диод VD4. Под действием ЭДС самоиндукции обмотки I открыты диоды VD1 и VD2, через них течет ток размагничивания магнитопровода (участок 2—1 на рис. 6).

Индукция в магнитопроводе изменяется всего на ΔВ1= Bm-Br1, что значительно меньше возможной в двухтактном инверторе величины 2Вm. Однако при нулевой напряженности поля индукция будет равна Вr1 только в магнитопроводе, не имеющем немагнитного зазора. Последний уменьшит остаточную индукцию до величины Вr2. Из [4] следует, что новое значение остаточной индукции соответствует точке пересечения исходной кривой намагничивания с прямой линией, проведенной из начала координат под углом Θ:

где μ0 — абсолютная магнитная проницаемость (отношение магнитной индукции к напряженности магнитного поля в вакууме, физическая константа, равная 4π-10-7 Гн/м); lc — средняя длина магнитной силовой линии; δ — длина немагнитного зазора. В результате введения зазора длиной δ размах индукции в магнитопроводе возрастет до ΔВ2=Вm—Br2.

Наша промышленность магнитопроводы специально для ИИСТ не выпускает. Чтобы изготовить силовой трансформатор инвертора, можно воспользоваться магнитопроводами, предназначенными для телевизионных строчных трансформаторов. Например, магнитопровод ПК40х18 от трансформатора ТВС-90ЛЦ2 (применялся в телевизорах УЛПЦТ) имеет сечение 2,2 см2, площадь окна 14,4 см2 и среднюю длину магнитной силовой линии 200 мм. Он изготовлен из марганцево-цинкового феррита М3000НМС1, предназначенного для работы в сильных магнитных полях, о чем говорит индекс С в обозначении [5], и имеет следующие параметры петли гистерезиса: Bs=0,45 Тл (при Н=800 А/м), Вт=0,33 Тл (при Н=100 А/м и Т=60 °С), Вг=0,1 Тл, Нс=12А/м. В условиях одностороннего намагничивания размах индукции в этом магнитопроводе, собранном без зазора, не превысит 0,23 Тл.

Зададимся целью с помощью немагнитного зазора уменьшить остаточную индукцию до 0,03 Тл, что позволит увеличить размах индукции до 0,3 Тл. Считая зависимость B=f(H) при изменении напряженности поля от -Нс до нуля практически линейной, найдем изменение индукции на участке от 0 до Вr2. Для этого проведем горизонтальную линию на уровне Br2 до пересечения с кривой намагничивания и найдем отрицательную напряженность поля в магнитопроводе -H1=8,4 А/м, соответствующую данной индукции. В нашем случае

Из (1) найдем длину немагнитного зазора:

Напряженность поля в зазоре при максимальной индукции Вm=0,ЗЗТл

Ампер-витки намагничивания магнитопровода

В режиме холостого хода входное напряжение инвертора (U1, см. рис. 5) равно амплитудному значению сетевого (310 В). С учетом падения напряжения на ключевых транзисторах и активном сопротивлении обмотки можно считать, что к первичной обмотке трансформатора приложено напряжение 300 В. Выходное напряжение холостого хода источника в режиме холостого хода должно составить 50 В.

Расчет произведем для случая, когда длительность импульса равна половине периода, что соответствует максимальному размаху индукции в магнитопроводе. В этих условиях необходима амплитуда импульсов вторичного напряжения 100 В (в два раза больше требуемого значения напряжения холостого хода). Поэтому коэффициент трансформации силового трансформатора должен быть равен

Следует оговориться, что здесь не учтено влияние индуктивности рассеяния обмоток трансформатора. Ее наличие приводит к большему по сравнению с расчетным значению напряжения холостого хода.

Эффективное значение тока вторичной обмотки, имеющего форму прямоугольных импульсов, связано со средним, равным сварочному току iCB, соотношением

где λ — отношение длительности импульсов к периоду их повторения (коэффициент заполнения). При iCB = 140 А и λ = 0,5

Эффективное значение тока первичной обмотки (без учета тока намагничивания)

Амплитуда импульса тока нагрузки в первичной обмотке

На частоте 30 кГц потерями энергии в ферритовом магнитопроводе можно пренебречь. Потери же в обмоточных проводах с ростом частоты увеличиваются за счет вытеснения тока к поверхности проводника, что приводит к уменьшению его эффективного сечения. Это явление называют поверхностным или скин-эффектом. Проявляется он тем сильнее, чем выше частота и больше диаметр пррвода. Чтобы уменьшить потери, применяют многожильный провод из тонких изолированных проводников — литцендрат. Для работы на частоте 30 кГц диаметр каждого из них не должен превышать 0,7 мм [3].

ЭДС одного витка вычисляют по формуле

где dФ/dt — скорость изменения магнитного потока, сцепленного с витком; ΔВ — размах индукции в магнитопроводе, Тл; Sc — сечение магнитопровода, см2; tM — длительность импульса, с; f — частота следования импульсов, Гц.

Число витков, умещающихся в окне магнитопровода, можно найти по формуле

где S0 — площадь окна, см2; — коэффициент его заполнения проводом (примем равным 0,25); iэфф — эффективное значение тока; J — плотность тока в обмоточном проводе, А/мм2.

Для определения параметров магнитопровода введем условную величину, равную произведению амплитуды напряжения на обмотке на действующее значение текущего по ней тока. Так как она имеет размерность мощности, назовем ее условной мощностью

В нашем случае

Примем плотность тока в обмотках трансформатора J = 4 А/мм2 , размах индукции в магнитопроводе ΔВ = 0,3 Тл и из (2) найдем

Нужный для рассчитываемого трансформатора Ш-образный магнитопровод можно собрать из четырех ПК40х18, как показано на рис. 7. Получим магнитопровод с Sc=8,8 см2, So-14,4cm2, ScS0=126,7cm4. Найдем для него ЭДС одного витка

Число витков первичной обмотки

Выберем его равным 21 — ближайшему большему целому числу, кратному коэффициенту трансформации (Ктр=3). Число витков вторичной обмотки

Форма тока в первичной обмотке силового трансформатора изображена на рис. 8. Амплитуда ее намагничивающей составляющей равна

Максимальное значение тока транзисторных ключей и первичной обмотки

Для точного вычисления эффективного значения тока первичной обмотки придется обратиться к интегральному исчислению:

Точный расчет дает 33,67 А, что отличается от ранее вычисленного без учета тока намагничивания значения (33,3 А) всего на 1 %.

Сечение проводов обмоток:

При намотке литцендратом, набранным из изолированных проводов диаметром 0,55 мм, для первичной обмотки потребуется пучок из 36, а для вторичной — из 105 проводов.

Намотка трансформатора литцендратом требует некоторого опыта. Прежде всего необходимо заготовить литцендрат. Для этого на расстоянии, немного большем требующейся его длины, закрепляют два крючка, роль которых с успехом могут выполнить дверные ручки. Между крючками натягивают необходимое число проводов. С помощью ручной дрели или коловорота жгут свивают, периодически слегка встряхивая, чтобы провода в нем распределились равномерно. Готовый жгут обматывают по всей длине с небольшим перекрытием полосой тонкой хлопчатобумажной ткани шириной 8... 10 мм.

Обмотки наматывают на деревянную оправку, повторяющую форму керна магнитопровода с небольшим запасом, чтобы готовая катушка свободно «села» на предназначенное ей место. Оправку снабжают съемными щечками, расстояние между которыми на 2...3 мм меньше высоты окна магнитопровода.

Перед намоткой на оправку укладывают отрезки киперной ленты, которыми впоследствии стягивают готовую катушку. Обмотки располагают в обычном порядке: первичная, на ней — вторичная. Между ними необходима изоляция — слой электрокартона толщиной 0,5 мм. Катушке придают форму, соответствующую конфигурации окна магнитопровода, затем пропитывают лаком.

Выводы обмоток необходимо снабдить латунными наконечниками. При заделке в них литцендрата обратите особое внимание, чтобы концы всех составляющих его проводов были зачищены от изоляции, облужены и надежно припаяны к наконечникам.

Расчет дросселя фильтра сварочного тока

Дроссель L1 (см. рис. 1 и 5) сглаживает сварочный ток. За время действия импульса вторичного напряжения ток в нем линейно нарастает. Во время паузы между импульсами — линейно спадает. Амплитуда пульсации тока в первом приближении не зависит от его среднего значения — сварочного тока. При минимальном значении последнего ток в дросселе и в сварочной цепи к концу периода спадает до нуля. Именно такая ситуация показана на рис. 9.

Дальнейшее уменьшение среднего значения тока ведет к нарушению непрерывности его протекания — в течение некоторой части периода ток равен нулю, что приводит к неустойчивости и гашению дуги.

Соотношение между амплитудным и средним значениями тока треугольной формы найдем из условия равенства площадей треугольника, образованного кривой тока и осью времени, и прямоугольника высотой icp, построенного на той же оси (на рисунке заштрихован). Длина оснований обеих фигур равна периоду колебаний. Таким образом,

При минимальном сварочном токе iсв. мин=5 А падение напряжения на дуге Uд. мин можно считать равным 18 В [6]. Учитывая, что

найдем минимально необходимую индуктивность дросселя

Обмотка дросселя должна выдерживать максимальный сварочный ток icв. макс. Приняв, как и для трансформатора, коэффициент заполнения окна kо=0\25 и плотность тока J=4 А/мм2, определим максимально возможное число витков обмотки дросселя

Зная сечение магнитопровода Sc и коэффициент его заполнения сталью kс, можно для заданной индукции В в магнитопроводе определить потокосцепление обмотки дросселя

Подставив сюда (4), получим

Учитывая, что

найдем индуктивность дросселя

и произведение SCSo для его магнитопровода

Во избежание насыщения магнитопровод должен иметь немагнитный зазор, благодаря которому индукция изменяется от почти нулевой до Вт. Считая, что магнитопровод дросселя идеален и все ампер-витки обмотки приложены к немагнитному зазору, определим длину последнего б, мм:

откуда

Из (5), (6) и (9) получим формулу для расчета фактической индуктивности дросселя:

Так как при сварочном токе, большем минимального, амплитуда пульсаций магнитного потока в магнитопроводе дросселя незначительна по сравнению с его средним значением, магнитопровод обычно делают из электротехнической стали, для которой максимальная индукция Вm≈1 Тл. Приняв коэффициент заполнения сечения сталью kс=0,9, из (7) найдем

Выберем для дросселя стандартный ленточный магнитопровод ШЛ25х32 с Sckc=6,56 см2, So=16 см2 и SCSo=125 см4. Пользуясь формулой (4), определим число витков

По формуле (8) вычислим длину немагнитного зазора

Такой зазор обеспечат две немагнитные прокладки толщиной 1 мм, установленные между торцами половин магнитопровода.

Сечение провода обмотки дросселя

Провод может быть цельным или набранным из 147 проводов диаметром 0,55 мм.

По формуле (10) проверим результирующую индуктивность дросселя

Она превышает рассчитанное выше минимальное значение.

Расчет трансформатора тока

На рис. 10 показана схема узла формирования сигнала обратной связи по току. Первичной обмоткой трансформатора тока Т2 служит латунная шпилька диаметром 8... 10 мм, соединяющая выход инвертора с силовым трансформатором ТЗ (рис. 1). «Пронизывая» плату управления, шпилька проходит сквозь окно установленного там магнитопровода трансформатора Т2. Намотанная на магнитопроводе вторичная обмотка состоит из десяти витков, так что коэффициент трансформации КТ2=0,1.

Во время прямого хода инвертора ток вторичной обмотки трансформатора Т2 протекает через диод VD2 и шунт из шести соединенных параллельно резисторов R3—R8 по 2,2 Ом каждый. С шунта сигнал обратной связи по току поступает в узел управления, где используется для формирования крутопадающей нагрузочной характеристики ИИСТ и для защиты устройства от токовых перегрузок.

Во время обратного хода полярность напряжения на вторичной обмотке трансформатора Т2 закрывающая для диода VD2 и открывающая для VD1. Последний открыт, и ток размагничивания магнитопровода трансформатора протекает через параллельно соединенные резисторы R1, R2. Так как их общее сопротивление больше, чем аналогичное резисторов R3—R8, магнитопровод за время обратного хода гарантировано успевает размагнититься.

Эффективное значение тока вторичной обмотки трансформатора Т2

Приняв плотность тока во вторичной обмотке трансформатора тока J=5 А/мм2, диаметр ее провода найдем по формуле

На частоте 30 кГц не рекомендуется применять провод диаметром более 0,7 мм, поэтому обмотку намотаем литцендратом из трех проводов диаметром 0,55 мм.

Так как цепи управления потребляют незначительную мощность, магнитопровод для трансформатора Т2 выбирают из конструктивных соображений, главное из которых — диаметр шпильки, образующей первичную обмотку. Подойдет кольцевой ферритовый с отверстием диаметром не менее 12... 14 мм, например, К32х 16x8 из феррита 2000НМ1. Диаметр его отверстия — 16 мм, площадь сечения — 0,64 см2. При одностороннем намагничивании размах индукции в этом магнитопроводе не должен превышать 0,1 Тл. Проверим соблюдение этого условия:

где UVD2 — прямое падение напряжения на диоде VD2; W2 — число витков вторичной обмотки; Sc - сечение магнитопровода; R — сопротивление шунта (R3—R8). Так как размах индукции не превышает допустимого, магнитопровод выбран правильно.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Миловзоров В. Электромагнитная техника. — М.: Высшая школа, 1966, с. 19, 20.
  2. Миронов А. Магнитные материалы и магнитопроводы для импульсных источников питания. — Радио, 2000, ╧ 6, с. 53, 54.
  3. Володин В. Сварочный трансформатор: расчет и изготовление. — Радио, 2002, ╧ 11, с. 35, 36.
(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 9 номер 2003 год





Алексей пишет...

Здравствуйте, хотел бы разработать сварочный инвертор с напряжением до 6в. Без образования дуги. Данная схема мне понравилась, подойдет думаю, при выборе требуемого трансформатора Т3. Нужно измерять импеданс цепи электрода вместе с самим элетродом. Как можно реализовать такую обратную связь? Если что можно написать на майл -leonardo1@bk.ru. Спасибо.

22/05/2015 14:15:25

svarkagidwic пишет...

В торговых предложениях возникли клеевые смеси и прочные стержни под единым названием Холодная сварка или Быстрая сталь. Выбор продукта широк и многообразен. Наименование торговых пропозиций не целиком и полностью отвечает содержанию. Оно образно передает и разъясняет те действия, что выполняет товар. Холодная сварка это процесс пластической деформации без употребления внешнего нагрева со стороны сторонних приборов и оборудования. Соединяемые части прогреваются для синтеза в единичное целое с помощью внутренних химических процессов. Новое торговое предложение не предполагает пластической деформации соединяемых частей. Предложение новация основано на соединении деталей на уровне межатомных связей двух материалов. Нагревание носит местных характер. Наименовать процесс сваркой сложно. Потому что то понимание, какое содержит в себе наименование процесса сварки, не имеет ничего общего с процессом применения клеевых смесей Холодная сварка.

http://svarkagid.com/svarka-nerzhavejki-poluavtomatom/>Сварка нержавейки полуавтоматом выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

30/11/2016 14:27:24



Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 9 номер 2003 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>