Тепловой режим импульсного трансформатора

Тепловые процессы в ИТ протекают точно также как и в силовом трансформаторе. Потери мощности в МС и обмотках преобразуется в теплоту и вызывает нагрев соответствующих частей ИТ. От мест выделения теплота под действием теплового градиента направляется к тем местам, где она может быть передана охлаждающей среде, воздуху или воде, в зависимости от способа охлаждения. Рассеивание теплоты происходит посредством лучеиспускания и конвекции.

Температура трансформатора должна быть в допустимых пределах. Так температура трансформаторного масла не должна превышать 95 градусов, температура обмоток – предельных допустимых температур для изоляционных материалов. Температура окружающего воздуха определяется условиями эксплуатации ИТ и может достигать 50 градусов. Площадь поверхности охлаждения каждого элемента конструкции, рассеивающего теплоту, должна быть достаточной для поддержания перепада температур в заданных пределах.

Главными источниками тепловыделения в ИТ являются МС и обмотки.

Теплота, выделяющаяся в МС, может передаваться как вдоль, так и поперек листов или лент. Вдоль листов благодаря высокой теплопроводимости трансформаторной стали теплота передается практически беспрепятственно. В поперечном направлении теплота передается в 5…15 раз хуже из-за относительно высокого теплового сопротивления межлистовой изоляции.

Из-за высокой частоты повторений импульсов и больших потерь на вихревые токи, ИТ обычно характеризуется большими тепловыми нагрузками поверхностей охлаждения МС.

В связи с тем, что обмотки в некоторой степени теплоизолируют МС, между ними и МС необходимо создавать охлаждающий масляный канал. По этой причине толщина изоляции между первичной обмоткой и МС оказывается, особенно в мощных ИТ, значительно большой, чем это необходимо для получения достаточной электрической прочности изоляции первичной обмотки. Это следует учитывать при конструктивном расчете ИТ. Увеличение толщины изоляции первичной обмотки имеет некоторое положительное значение, так как благодаря этому уменьшается емкость первичной обмотки. Для ИТ с небольшим коэффициентом трансформации, и особенно для понижающих напряжение ИТ, уменьшение емкости может быть важным фактором и должно учитываться при конструктивном расчете ИТ.

Вследствие значительного эффекта вихревых токов, особенно при импульсах малой длительности, основное количество теплоты выделяется в МС, и поэтому главные трудности вызывает теплоотвод именно в МС.

В целом можно констатировать, что охлаждение мощных ИТ представляет сложную техническую проблему, существенно сдерживающую применение ИТ в импульсных системах большой мощности. [2]

КОНСТРУКТОРСКИЕ РАСЧЕТЫ

Исходными данными для расчета импульсного трансформатора являются следующие величины:

- мощность в импульсе P2= 13000 (Вт);

- напряжение в импульсе U1 = 600, U2 = 1800 (В);

- сопротивление источника Ru = 30 (Ом);

- длительность импульса τu= 1.8·10-6 (c);

- частота следования импульсов fn=650 (Гц);

- коэффициент искажения плоской части импульса λ=0.04.

Советуем почитать:

Проектирование устройства преобразования и воспроизведения музыкальных звуков
Для определения необходимой архитектуры разрабатываемого программно-аппаратного средства, необходимо проанализировать цель и особенности его применения. Основной целью применения разраба ...

Этапы проектирования печатных плат
Печатная плата (на англ. PCB - printed circuit board) - пластина, выполненная из диэлектрика , на которой сформирована (обычно печатным методом) хотя бы одна электропроводящая цепь. Печ ...

Разработка конструкции цифрового FM-приемника
Нашу жизнь не возможно представить без радио и радиосодержащей аппаратуры. А началось это с того как в 1887 г. своими экспериментами немецкий физик Г.Р. Герц (1857 - 1894) доказал справе ...

Меню



© 2015 TechExternal