Дроссель помехоподавляющий
АННОТАЦИЯГлавнойцелью данного курсового проекта является электрический и конструктивный расчетпомехоподавляющего дросселя по основным исходным данным, а так же составлениетехнической документации.
Содержание
Аннотация
Содержание
Введение
Анализ технического задания
Анализ аналогичных конструкций
Расчет электрических и конструктивных параметров
Заключение
Список используемой литературы
ВВЕДЕНИЕСовременнаярадиоэлектроника является мощным средством научно-технического прогресса.Методы и средства радиоэлектроники проникли во все отрасли науки и техники, онинаходят широкое применение в различных отраслях народного хозяйства, в военномделе, в культуре и в быту. Современная радиоэлектроника – это комплекс областейнауки и техники, включающий наряду с радиотехникой и электронной техникойоптоэлектронику, рентгеноэлектронику, гамма – электронику и другие.
ХХ столетие, и особенно его вторая половина, ознаменоваласьдля радиотехники бурным её развитием как по количеству, так и по качеству исложности функций, выполняемых радиотехническими системами и средствами.Потребности развивающейся радиотехники способствовали развитию электроннойтехники, и напротив, появление новых электронных приборов, в особенностисверхвысокочастотных и квантовых электронных приборов: магнетронов иклистронов, ламп бегущей и обратной волны, лазеров, мазеров и др., привело крезкому расширению возможностей радиотехники, к освоению СВЧ – диапазоновэлектромагнитных волн. Всё шире применяются радиотехнические методы для задач,не связанных с излучением электромагнитных волн. Поэтому понятие «радиотехника»стало заменяться более широким понятием «радиоэлектроника».
АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГОЗАДАНИЯ
Исходныеданные:
1. Рабочаячастота: 100 кГц
2. Рабочеенапряжение: 100В
3. Индуктивность:0,05 Гн
4. Рабочийток: 0,05 А
5. Климатическоеисполнение: УХЛ.4.1. ГОСТ 15150-69.
6. Годовойвыпуск: 100000 шт.
Таккак рассчитываемый дроссель маломощный, расчёт температурного режима можноопустить.
Проектируемыйдроссель предполагается использовать в бытовой аппаратуре, выбираем следующиедополнительные параметры:
1.Значенияклиматических факторов внешней среды при эксплуатации и испытаниях.
Исполнениеизделия-УХЛ.
Категорияразмещения изделия – 4.1.
2.Значениятемпературы воздуха при эксплуатации, 0С.
Рабочие:
— верхнее значение + 25;
— нижнее значение + 10;
— среднее значение + 20.
Предельныерабочие:
— верхнее значение + 40;
— нижнее значение + 1.
Относительнаявлажность: 80% при 25 0С.
3.Механические воздействия.
1)Виброустойчивость:
— частота: 150Гц;
— ускорение: 2g.2)Удароустойчивость: — длительность ударного импульса: 16 мс; — ускорение: 10 g; — число ударов, не менее: 20.
3) Ударопрочностьоборудования:
— длительность ударногоимпульса: 16 мс;
— ускорение: 10 g;
— общее число ударов, неменее: 103.4)Теплоустойчивость: — рабочая температура: 40 0С;/> — предельная температура: 55 0С.5)Холодоустойчивость:рабочаятемпература:-100С;предельнаятемпература:-40 0С.6)Влагоустойчивость:влажность:93 %;температура:25 0С.
АНАЛИЗ АНАЛОГИЧНЫХКОНСТРУКЦИЙ
Обычно под катушками индуктивностипонимают элементы, у которых взаимодействие тока и поля происходит на высокой частоте.Высокочастотные катушки индуктивности в зависимости от их назначения можноразделить на четыре группы:
— катушкиколебательных контуров, не определяющих частоту;
— катушкиколебательных контуров, определяющих частоту;
— катушки связи;
— дроссели высокойчастоты;
Катушки контуров могутбыть с постоянной переменной индуктивностью (вариометры).
По конструктивному признаку катушки могут быть разделены наоднослойные и многослойные, экранированные и неэкранированные, катушки безсердечников и катушки с магнитными или немагнитными сердечниками, цилиндрические,плоские и печатные.
Свойства катушек могут быть охарактеризованы следующимиосновными параметрами; индуктивностью, допуском индуктивности, добротностью,собственной емкостью и стабильностью.
В данном курсовом проекте будет рассчитана однослойнаякатушка индуктивности, экранированная от внешних воздействий с цилиндрическим сердечникомиз карбонильного железа,который перемещается внутри каркаса.
Главная часть конструкции, определяющая электромагнитнуюоснову катушки индуктивности — сердечник и обмотка с изоляцией, составляющиевместе катушку.
Применение сердечников обеспечивает изменение заданной индуктивностив требуемых пределах. Достоинствами немагнитных сердечников являются повышеннаятемпературная стабильность индуктивности катушки и возможность использования привысоких рабочих частотах, недостатками — малые пределы регулировки индуктивностии снижение добротности катушки. Таким образом, данные сердечники используются ввысокостабильных высокочастотных катушках с однослойной намоткой. Достоинство магнитныхсердечников заключается в достижении больших пределов регулировки индуктивности,увеличение добротности катушки и возможность существенного уменьшения ее габаритныхразмеров. Однако при этом значительно снижается температурная стабильность индуктивности,а рабочий диапазон частот ограничен значениями потерь, возникающих в магнитных материалах.
В сердечнике броневоготипа обмотки располагаются внутри центрального стержня, что упрощаетконструкцию катушки, обеспечивает более полное использование его окна ичастичную защиту обмотки от механических воздействий.
Недостаток – повышеннаячувствительность к воздействию полей низкой частоты.
При использованиисердечников стержневого типа упрощается процесс подстройки катушки, уменьшаетсятолщина намоток. Это так же способствует снижению индуктивности рассеяния,расхода проволоки и увеличивает поверхность охлаждения.
Кольцевые сердечникипозволяют полнее использовать магнитные свойства материала и создают оченьслабое поле, но из-за сложности изготовления обмоток не получили широкогораспространения.
Таблица 1.1- Анализконструкций дросселейАналоги Преимущества Недостатки С броневым сердечником малая собственная емкость; выше добротность низкая стабильность большой вес и габариты С магнитным сердечником меньшее число витков, высокая добротность и меньше размер низкая стабильность параметров катушки С стержневым сердечником высокая стабильность относительно малый вес низкая индуктивность и добротность
РАСЧЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИКОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
Для данной частоты наиболее подходящей конструкциеймагнитопровода является торообразная форма из материала с высокой магннитнойпроницаемостью на высоких частотах, в данном случае 100 кГц.
Изначально необходимоопределить объём материала сердечника для проведения дальнейших расчётов.
Находим соотношение /> из которого по экспериментальнымкривым найдём объем стали />
/>(2.1)
Из зависимостей /> определяем значение />
Из таблиц стандартныхразмеров магнитопроводов выбираем подходящий: К 25/40-16
Из формулы
/>(2.2)
находим удельнуюэлектромагнитную нагруженность сердечника:
/>
Из кривых
/> и />:
/>/>
Выбираем плотность тока />.
Уточняем размерымагнитопровода и выписываем значения:
/> />
Находим суммарныйнемагнитный зазор в магнитопроводе:
/>(2.3)
/>
Из формулы
/>(2.4)
находим толщинунемагнитной прокладки:
/>
По формуле
/>(2.5)
находим количествовитков:
/>
Определяем сечениепровода
/>(2.6)
/>
Из таблицы обмоточныхпроводов выбираем подходящий: ПЭЛ Ø 0,35/0,39, сечением />
Находим активноесопротивление обмотки:
/>(2.7)
/>
Находим падениенапряжение на обмотке:
/>(2.8)
Выбор материалов дляизготовления магнитопровода и межслоевой изоляции ведётся в соответствии ТЗ иполученных данных.
Магнитопроводизготавливаем из прессперма — магнитодиэлектрик на основе Мо-пермаллоя.
Изготавливают из мелкогометаллического порошка на базе высоконикелевого пермаллоя, легированногомолибденом, в связи с его высокими магнитными свойствами на высоких частотах(100 кГц).Определяемдлину намотки при укладке в один слой:/>,(2.9)где />-диаметр изолированногопровода обмотки;/> -коэффициент укладки, для данного провода />./>Определяемнаружный и внутренний диаметр магнитопровода после изолировки его микалентной ЛМС-1толщиной 0,1 мм вполкперекрышку:
/>,(2.10)
/>,(2.11)
где />-толщина изоляции понаружной образующей тороида;/>-коэффициент перекрытия изоляционной ленты;/>-толщина ленты, применяемой для изоляции магнитопровода;/>/>Определяемчисло слоёв обмотки по наружному и внутреннему диаметрах:/>,(2.12)/>,(2.13)где />, />, />, />./>/>
Определяем окончательныегабаритные размеры:
/>,(2.14)
/>,(2.15)
Где
/>,(2.16)
/>,(2.17)
/>(2.18)
/>
/>
/>
/>
/>
ПАСПОРТ
Индуктивность, не менееГн………………………………………….0.05
Рабочее напряжение, Uраб, В ………………………………….……… 100
Максимальный ток, А...……………………………………………..….0.5
Рабочая частота,кГц…..…………………………………….…………100
Крепление сверху
Программа, шт. ……….……………………………………..……..100000
Условия эксплуатации………….…………………… по ГОСТ 15150-69
Дроссель необходимохранить в сухом месте при температуре не ниже +15°С и не выше +85°С. Важным условием хранения также является отсутствиеагрессивных сред во избежании коррозии тех или иных элементов конструкции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выполнения данного курсового проекта ознакомились сметодикой расчета дросселей малой мощности. Усвоили принцип расчета на примереданного дросселя. В ходе проектирования выяснили, что для решения данноготехнического задания:
- спроектируемый дроссельобладает минимальной стоимостью, так как были использованы все необходимыеметоды для этого обеспечения: минимальный размер магнитопровода, номинальныетипы изоляционных материалов;
- используемаяизоляция в данное время не используется поэтому необходимо в качестве нееиспользовать миколенту;
В общем конструкция спроектированного трансформатора отвечаеттребованиям технического задания и может быть отдана на производство.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Волгов В.А.Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры. М., 2007, 544 с.
2. Свитенко В.Н.Электрорадиоэлементы: Курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов. М., 2007, 207 с.
3. Рычина Т.А.Электрорадиоэлементы. М., 2006, 336 с.
4. Разработка и оформлениеконструкторской документации РЭА: Справ.пособие/ Э.Т. Романычева, А.К. Иванова,А.С. Куликов, Т.П. Новикова. – М.: Радио и связь,- 1984, 256 с.
5. Трещук Р.М. и др.Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. К., «Наукова думка»,2008, 800 с.