Прибор для измерения толщины слоя коррозии
Дипломная работа - Физика
ля, они имеют .высокий КПД 70-80%, не создают акустических помех, могут быть выполнены в виде монолитных герметичных блоков, не чувствительными к действию влаги.
В основе работы статического преобразователя напряжения лежит принцип прерывания напряжения постоянного тока в первичной обмотке трансформатора. Наибольшее применение в устройствах радиоэлектронной аппаратуры в качестве силовых переключающих элементов получили транзисторы.
Для увеличения КПД преобразователя необходимо, чтобы время перехода транзисторов из состояния Включено в состояние Выключено было . возможно меньшим.
Наиболее целесообразно, в нашем случае, использовать однотактный или двухтактный преобразователь.
Но в однотактной схеме генератора существует постоянное подмагничивание сердечника трансформатора вызванное тем, что через транзистор, а значит и через коллекторную обмотку ток может протекать только в одном направлении. Подмагничивание ухудшает условия передачи мощности из коллекторной обмотки во вторичную обмотку трансформатора, снижает КПД.
Преобразователи собранные по однотактной схеме целесообразно использовать лишь при .малых преобразующих мощностях (1-2 Вт), а так же в цепях где требуются высокие постоянные напряжения и малые токи, например для питания электронно-лучевых трубок.
От вышеперечисленных недостатков свободна двухтактная схема генератора. В отличии от однотактного в двухтактном генераторе можно получать более прямоугольные импульсы тока и следовательно, обеспечить более высокий КПД, большее постоянство выходного напряжения.
Наибольшее распространение на практике получила схема преобразователя с общим эмиттером, позволяющая при малых напряжения источника питания получить высокий КПД. Таким образом выбираем двухтактный преобразователь собранный по схеме с общим эмиттером.
3.2 Описание работы преобразователя
В состав двухтактного преобразователя (рисунок 2.0) входят два транзистора типа p-n-р или n-р-n, трансформатор и два стабилитрона.
Для обеспечения запуска преобразователя служит резистор R1. На резисторе R1 создается падение напряжения около 0,5-1,0В, которое минусом прикладывается к базе, способствуя тем самым отпиранию транзисторов. Как только будет подано напряжение первичного источника питания Un, через транзисторы пойдет ток Iк. Из-за разброса параметров транзисторов величина тока через них может быть неодинакова. Это приведет к тому, что магнитный поток, возникающий в первичной обмотке I увеличится. Благодаря этому наводимая э.д.с. в других обмотках I, II и II будет иметь полярность указанную на схеме.
Как видно из схемы, на базе первого транзистора появляется отрицательное напряжение относительно эмиттера, а на базе транзистора -два положительное. Следовательно, VT1 будет открыт, а VT2 закрыт. Транзистор VT1 будет открыт .до тех пор, пока в обмотке I наводится э.д.с-., т.е. изменяется магнитный поток. Это изменение будет проходить до тех пор, пока коллекторный ток VT1 изменяется до тока насыщения или магнитный поток в сердечнике не достигнет насыщения. Как только коллекторный ток VT1 или магнитный поток в сердечнике достигнет насыщения, скорость изменения магнитного потока станет равной нулю, что приведет к уменьшению до нуля наводимой в обмотке э.д.с., что в свою очередь приведет к уменьшения тока IK1.
Уменьшение тока IK1 приводит к появлению в обмотках трансформатора э.д.с., противоположной по знаку предыдущему состоянию (указанному на схеме в скобках) . В результате VT2 откроется, a VT1 закроется. В дальнейшем процесс периодически повторяется.
В целях защиты транзисторов от пробоя их шунтируют стабилитронами с напряжением стабилизации, равным 2Un.
При нарастании напряжения из-за индуктивности рассеяния в момент запирания транзистора пробивается один из шунтирующих стабилитронов VD1 или VD2, предохраняя тем самым транзистор от пробоя.
3.3 Расчет преобразователя
3.3.1 Исходные данные
f = 400 Гц, Un = 12 В, R1 = 12 кОм, R2 = 1 кОм, U2 = 10 В, I, = 0.7 А, г| = 0.7.
3.3.2 Определяем входной ток преобразователя
- U2 - напряжение на выходе
- ? - КПД преобразователя
- 3.3.3 По току I1 выбираем тип транзисторов максимальный ток коллектора должен быть больше чем ток I1
- Выбираем транзистор 2Т629А-2 с p-n-р проводимостью.
- 3.3.4Выбираем рабочую частоту преобразователя
- Наиболее целесообразно использовать частоту 400 Гц, исходя из потерь.
- 3.3.5Определяем индуктивность
- Lk = Еб / fl = 0.9 / 400*0.83 = 0.0027 Гн Еб = 0.9 - э.д.с. смещения.
- 3.3.6 Выбираем тип трансформаторного железа и определяем сечение сердечника
- Для частот ниже 500 Гц сердечник целесообразно изготавливать из электротехнической стали.
- Sc = 500*EбI1 / lcf = 500*0.9*0.83 / 6.8*400 = 0.137 см
- f - рабочая частота Гц
- 1с = 6.8 см - средняя длина силовой линии в седечнике
- Выбираем тип магнитопровода ШЛ 8x8:
- Для него:
- а - 4 (мм), с = 8 (мм), h - 2 0 (мм) , в = 8 (мм) ,
- Sc = 0,54 (см2) - поперечное сечение магнитопровода,
- Ic=6,8 (см) - длина магнитосиловой линии,
- Gc= 29 (г) - вес магнитопровода,
- I= 17 (мм) - ширина слоя обмотки,
- ?г=0,7 (мм) - толщина гильзы,
- М= 37,6 (мм) - внешний периметр сечения гильзы,
- Р2= 12 (Вт) - мощность вторичной обмотки,
- Rтмв= 30 (град/Вт) - тепловое сопротивление границы магнитопровод воздух,
- RT = 67 (град/Вт) - тепловое сопротивление трансформатора.
- RTK = 72 (град/Вт) - тепловое сопротивление катушки.
