Как рассчитать дроссель

Нередко даже маститые разработчики электроники слабо разбираются в электромагнитной технике и не в состоянии грамотно выбрать конструкцию и произвести расчет электромагнитных компонентов ИВП. Это не удивительного, потому что в наше время электроника охватывает довольно широкую область знаний и специалист, получивший образование в узкой области, вынужден на практике принимать решения в смежных областях. Остро данная проблема касается любителей, не имеющих совсем специального образования.

Инструкция

1. Выведите соотношения, которые будете использовать в дальнейшем. Расчет ведите для дросселя работающего с подмагничиванием. Для использования даже очень упрощенных формул следует четко понимать их структуру. Традиционно в классических источниках по разному производится оценка габаритов магнитопровода для дросселей и трансформаторов. Для первого объём сердечника равен произведению средней длины магнитной силовой линии на сечения сердечника на, Sc*1c, для трансформатора - произведение площади окна с обмоткой So на площадь сечения сердечника Sc. Дроссели, которые работают с подмагничиванием, имеют немагнитный зазор, у которого магнитное сопротивление в сотни и тысячи раз выше магнитного сопротивления магнитопровода. Беря это во внимание, игнорируйте магнитное сопротивление сердечника, считайте его нулевым, и оценивайте габариты дросселя через Sc*So, также как трансформатор.
2. Определите потокосцепление дроссельной обмотки, для выбранной индукции B:
   
   Ψ=W*B*Sc*Kc*10-4 , или Ψ=0,1*BJ*Sc*So*Kc*Ko/I.
   
   Найдите индуктивность дросселя, исходя из двух предыдущих формул:
   
   L=0,01*Sc*So*B*J*Kc*Ko/I^2, а также значение Sc*So для его сердечника:
   
   Sc*So=100*L*I^2/(B*J*Kc*Ko). Выбор значений J, B, Kc, Ko берется от аналогичных рекомендации для трансформаторов «С.Г. Бунин, Л.П. Яйленко. Справочник радиолюбителя - коротковолновика». Габаритную мощность Ргаб приравняйте к Sc*So. Плотность тока для алюминиевого провода следует уменьшить в 1.6 раз. Например: постройка регулируемого сварочного источника. Он питается от однофазной сети 220В 50Гц, сварочный ток регулируется в пределах от Iмин = 50 А до Iмакс = 150А управляемым тиристорным выпрямителем, ПН (периодичность нагрузки) = 40%. Для того, чтобы сварочная дуга не гасла в паузах напряжения, дроссель должен поддерживать ток на определенном уровне, не ниже Iст=10А, при максимальном угле регулирования и минимальном токе. Минимальная индуктивность дросселя равна:
   
   Lмин=0.25*Uд/(F*(Iмин-Iст))=0.25*(18+0.05*Iмин)/ (F*(Iмин-Iст))= 0.25*(18+0.05*50)/(50*(50-10))=2.56мГн.
3. Намотайте его на Ш-образный сердечник из стали 3411. Предварительно выберите J=5А/мм^2 (с учётом заданной ПН), B=1.3Тл, Ko=0.35, Kc=0.95. По формуле определите:
   
   Sc*So=100*2.56e-3*150^2/(1.3*5*0.95*0.35)=2665см^4.
   
   Используйте для дросселя два сердечника ШЛ40х80 (Sc*Kc=30см^2, So=40см^2). Определите количество витков:
   
   W=100*40*0.35*5/150=46 витков провода, сечение которого Sпр=Iмакс/J=150/5=30мм^2. Определите немагнитный зазор:
   
   δ=150*46/(796*1,3)=6,7 мм. Определите результирующую индуктивность:
   
   L=1,25*10e-7*60*46^2/6.7=2.37мГн. Она почти соответствует заданному значению минимальной индуктивности, но на практике она будет иметь значение несколько выше, так как не учитывается индуктивность рассеяния.