Dławik wielki (do wygrzewania) : projekt studencki

(do wygrzewania).

D a n e :

U = E = 150 V, J = 75 A, P = 11,3 łcVA, f = 100/sek.

Szkic wymiarowy rdzenie (typ płaszczowy).

Przekrój rdzenia S = :L9- * .ł.9- 91 cm2

1.1

(spółczynnik 1,1 ze względu na izolację blach.

Przyjmuję Ilość zwojóv<:

7 - 108 .E „ 150 . 108 _ 6Q 4,44 .

.Bjjj.f " 4,44.91.12500.50

Amperozwoj e : 1. Ogólne:

(J.zm ) = | 2 . Js k .z = | 2 .75.60 = 6370 2. W żelazie:

dla Bm = 12500 jest i z = 10 amperozwojów/cm zatem

(Jigjpe “ (i35) • = 10 (2.15 + 2.4 + 5 ) — 537 3. W szczelinie:

(Jz)ß2 a (Jz) - (Jz)Fe = 5733

( J z ) sz = 0.8.B.4 ; = Ü Ü 2 L . ----

8Z 0,8.B.4 0,8.12500.4

= 0,15 cm

Grubość podkładek preszp&nowych w szczelinach ma zatem wynosić około 1,5 mm. Grubość tę trzeba eksperymentalnie tak ustalić, aby prąd dławika wynosił J = 75 A przy napięciu dławika U = 150 V.

Uzwój e nie:

Przyjmuję gęstość prądu

ł 75

zatem przekrój drutu q = g— g- = 30 mm

B = 12500 G

Z = 60

1, 5ram

id = 2,5 A/mm2

q = 30 m m2

-

2

M o ż n a przyjąć drut okrą g ł y (2 x bawełna) o średnicy

k t ó r a o d p o w i a d a p r z ekrojowi

lub drut o innym k s z t a ł c i e p r z e k r o j u

(n.p. o przekroju prostokątnym) o q = 30 m m 2 Opór (dla drutu o d = 6,5 mm)

R = f i # a '2 (57 ' » » « < * * » «

1,2 - społczynnik, u w z g l ę ­ d n i a j ą c y nagrzanie).

Ś r e d n i a długość j e d n e g o zwoju

= 4 x 1 0 + 4 = 52,6 cm = 0,53 ra

E ' 3 3 ^ 5 7 ,1,ż ’ 0 , 0 2

Spadek n a p i ę c i a

U = J . R = 0,02 . 75 = 1,5 V S t r a t y :

1. Straty miedzi:

? C u = TT . J = 1,5 . 75 = 1 1 3 W 2. Stra t y żelaza:

Ciężar ż e l a z a

<*• = 7 .5 • 1 0 ° < f ^ + 2 6 ) = 44 k e

Stratność: b l a c h a t r a n s f o r m a t o r o w a 0,5 m m dla B = 10 000 G

D l a B = 1 2 5 0 0 G

P 12,5 * 2 ,3 . 1 , 2 5 2 = 3,6 W/kg Z a t e m straty całkowite:

Pl e = 4 4 . 3,6 = 158 W

Straty ogólne: P s = P Cu + p Fe = 113 + 158= 271 v

d = 6,5 mm q = 33, 5 m m 2

R = 0,02

U = 1.5 V

P Cu = 113 W

blachy = °*5mm PlO = 2 , 3 w/kg

pp e = 158 W

P s = 271 W

N a g r z a n i e :

C z y n n a p o w d e r z c h n i a c h ł o d z ą c a

S s 2 . 2 , 5 . 2 . 8 + 2.1, 9.2.8 + + 2.2,0.2.0,5+ 2 . 1 , 5 . 2 2 =

= 33,2 d m 2 Straty na dm®

q = 3 3 ^ - = 8 »16 w/ d » 8 P r z y j m u j ę t = 50° dla

4 5 0 = 7 .5 ■*/<&»*

Z a t e m n a d w y ż k a temp.

t - 50 - 3 — - 54 5 ° c

^50 ’

T e m p e r a t u r a ta jest d o p u s z c z a l n a (ruch przerywany).

D Ł A W I K M A Ł Y w y s o k i e g o napięcia.

D a n e :

U = E ~ 1 5 0 0 V, J = 0 ,133 A, P = 200 V A f = l G O / s e k

Szkic w y m i a r o w y rdzenia:

Typ p ł a szczowy: t

Przekrój r d z e n i a s = = 11 cm2

P r z y j m u j ę Ilość zwojów

- i o 8 .s _

Z “ 4 , 4 4 . s.B.f

. l s o e . i p e _______

4 , 4 4 . 1 1 . 1 5 0 0 0 . 5 0 "

= 4 000 Amperozwoj e :

1 . Ogólne

(Jz) = | 2 . J a k .z = | 2 . 0 , 1 3 3 . 4 0 0 0 = 746

2. W żelazie: d la B = 15 000 G je s t iz = 25 a z/cm (Jz)Fe = (iz). p e = 2 5 . ( 2 , 8 + 2 . 2 , 5 + 1 , 5 ) = 640 3. Sz c z e l i n a

(J z ) _ = 746 - 6 40 = 106

O <6 "

s = 33,2dnf

= 8 , 16W/dras

= 54,5° C

B = 15 000 G

z = 4 000

D ł a w i k mo ż e "być z a t e m w y k o n a n y bez sz c z e l i n y - z p r z e k ł a d a n y c h blach.

- 4 -

Uzwój e n i e :

P r z y j m u j ę gęstość p r ą d u i^ = 1,5 A / m m 2

Z a t e m przekrój drutu:

q s 0,089 m m 2

P r z y j m u j ę drut okrągły o izolacji - emalji d = 0,35 ram

o p r z e k r o j u q = 0,097 ram2

K o n s t r u k c j a uzwojenia:

Uz w o jenie składa się z 8 cewek po 500 zwojów, o w y = m i a r a c h zewnętrznych:

Pr z y n a w i j a n i u każdej z tych c ewek co 100 zwojów dawać izolację papierową. C a ł ą cew=

kę owinąć t a ś m ą b a w e ł n i a n ą i napoić na gorąco la k i e r e m b a k a l itowym.

Cewki należy n a s u n ą ć n a skrzyn=

kę z p r e s z p a n u l,5mm, o w y m i a n rach:

M i ę d z y p o s z c z e g ó l n e cewki n a l e ż y w s t a w i ć podkładki z p r e s z p a n u

I

1 mm:

Po z e s t a w i e n i u całego u z w ó j e = nia cewki, n a leży p ołączyć ze sobą szeregowo.

śre d n i a długość zwoju

|r = 9 + 7 + 125 = 20 cm = 0,2 m

R s .1,2 = 173 H = 173

0,097.57 *

Spadek n a p i ę c i a (ohmowy)

U = 1 7 3 . 0 , 1 3 3 = 23 V U = 23 V

S t r a t y :

1. Straty miedzi:

p Cu = U . J = 2 3 . 0 , 1 3 3 = 3-1 W P Cu = 3,1 W 2. Straty żelaza:

Ciężar:

<T?e = 7,5 . 3 ,4 % (nnA+ll) 1000 = 2 .4

Stratnośó: rdzeń w y k o n a n y ze zwyczajnej b l a c h y transformatorowej 0,5 m m grubej

dla B = 10 0 00 p 10 = ą3 W / k g

dla B = 15 000

p^g

2,3 .

52

5,2

P p e = 5,2 .2 ,4 = 12,5 W P Fe = 12,5 W

Straty całkowite

P S = ? C u + p Pe = 3 ,1 + 12,5 = 15,6 W P S = 15,6 W N a g r z a n i e :

P o w i e r z c h n i a czynna: S = 2 . 1 , 1 . 1 = 2,2 dm2 S 2,2 d m 2

q = = 7 , 1 W / d m 2 q 7,1 W / d m

N a d w y ż k a temperatury

*■ — sn 7 , 1 _ a«0 n, i _ A n 0 r

s

D ł a w i k do w y g r z e w a n i a (150 V, 75 a ) w y k o n a ć m o ż n a również z p o j e d y n c z ą (a nie z podwójną)

szczeliną.

W y k o n a n i e o d p o w i a d a w t e d y szkicowi

- 6 -

D o l n a część rdze n i a w y k o n a n a z b l a c h przekładanych.

W a r s t w a 1. W a r s t w a 2.

Uwagi o g ó l n e .

W rysunku k o n s t r u k c y j n y m dław i k a na 10 k V A nie p o d a n a z o s t a ł a osłona. K o n s t r u k c j a tej o B ł o n y zale ż y b o w i e m od p o d s t a w y , w z g l ę d n i e u r z ą d z e n i a do transp o r t u dławika.

N a szkicu w y m i a r p w y m d ł a w i k a w y s o k i e g o n a p i ę c i a (1500 V) p o d a n o j e d y n i e w y m i a r y części zasadniczych, t.j. r d z e n i a żelaznego oraz uzwojenia.

B l i ż s z y c h szcze g ó ł ó w k o n s t r u k c y j n y c h dla inny c h części (jak u c h w y t rdzenia, osłona) nie podano. Ze w z g l ę d u n a to, iż dławiki te

(wysokiego napięcia) m u s z ą by ć w y k o n y w a n e m a s o w o (50 sztuk dla jedn e g o urządzenia) t r z e b a b o w i e m w k o n s t r u k c j i u w z g l ę d n i ć u r z ą d z e n i a f a b r y k a c y j n e w wytwórni, k t ó r a je wytwarza.

Jako sygnal i z a c y j n e lampy n e o n o w e użyć m o ż n a neonówki na 220 V, po ł ą c z o n e w szereg z o p orem R = (60 - 100 ) . 1 0 ^ , w y t r z y m u j ą c y m p r ą d i = 20 mA.

D Ł A W I K W I E L K I (do v/ygrzev/ania) D a n e :

U = E = 150 V, J = 75 A, P = 11,3 k V A f = 100/ & e k

Szkic v/yrniarowy r d z e n i a

Przekrój rdz e n i a

b — - 58 c m 2

P r z y j m u j ę I l o ś ć zwojów

1 0 S .E

B = 10

m

z = 4,44.s.Bm .f - 150,106 ' 4,44.58.10^.100

= 58 Amperozwoj e :

1.Ogólne:

(J z)m = | 2 .JBk.z = | 2 .75.58 = 6160 2.W żelazie: i zl0 000 = 4 »5

(J z)Fe = i z. Fe = 4,5.(2.15 + 2.4 + 4 ) s 227

3.W p o w ietrzu

z)6zcz = U z) - (J2)Fe = 5833

5833 Szczelina

- ifelęgęg. - _

0,6 B . 2 0 , 8.10 000.2 Uzwój e n i e :

Pr z y j m u j ę gęst o ś ć prądu z a t e m przekrój drutu

Drut okrągły

Straty miedzi:

= 3,6 m m

W stosunku

- 4,8 + 4 58 4 . 1 0 +4 60 d ł a w i k a na f = 50

P C u = 113 . 0,82 = 93 W

= 0,82 m n i e j s z e aniżeli

Z = 58

= 3 , i

id = 2 .!

q =

30

d = 6 ,!

(q = 33,

000 G

m m

i A / m m 2 m m 2 i m m

5 m m 2 )

93 W

Straty żelaza

r>— _ n c 64 . (2.15+24) _ ot; ir ~

Gp-e - 7,5.--- - 26 kg

Stratność: B l a c h a t r a n s f o r m a t o r o w a 0,5 m m b l a c h y = ° , 5 ^

dla 3 = 10 000 G i f = 50 P 50 = 2 , 3 W / k g

dla f - 100

P l O O = 2,3. (g^ - ) 1 *3 = 2 . 3 . 2 1 ’5 = 2,3 . 2 , 4 6 = 5,65W/kg

Z a t e m E t raty całkowite:

P p e = 5,65.26 =

147

Straty ogólne

P S = P Cu + P p e = S3 + 147 = 2 40 W P S = 24 0 W N a g r z a n i e :

C z y n n a p o w i e r z c h n i a chłodząca:

S = 2 . 2 , 3 . 2 , 4 + « . 1 , 7 . 2 , 4

+ 2.0,8.2,3+4.0,6.1,5 =

= 26,5 clm2 Straty na dm2

« = § § 7 5 = 9 *06 w/dmS t = 50.-|*-g£- = 60,4°C

7, O

- 2a -

Za d u ż o !

T r zeba n.p. z w i ększyć sierokość p a k i e t u rdzeni z 80 m m na 90 mm.

B = 1..Q.0.Q.Q.t.$.P— a 8900 G B = 8 9 0 0 G 90

Ilość zv^oj ów b ez zmian z = 58 Straty miedzi

P Cu = 9 3 . 4 t 4 - “ 97 W p Cu = 9? W 44,6

Straty ż e laza

Opg — 26 .— g = 29, 3 kg

Stratność

p = 5, 67 . 0, 8 9 2 = 4 , 49 W / k g z a t e m

P Fe = 29 , 3 . 4 , 4 9 = 132 W P p e = 132 W

Straty całkowite:

P g = 97 + 132 ss 229 W N a g r z a n i e

C z y n n a p o w i e r z c h n i a

S = 26,5 + 2.0,1. (2,3+2,4) = 27,5 dm2 Straty n a d m 2

q = 27,5

- 2 2 9 _ _ 8(31 w / d m 2

t s 5 0 ,8-t-^Ł = 55,4 °C d o p u s zczalne 7,5

P s = 22 9 W

t = 55,4° C

P o z o s t a j ą więc w y m i a r y definitywne:

Grubość Bzczeliny (*2 ^ 8 9 0 0 =

(Ja)pe - 3 f 2.50 , 5 S 162 A m p e r o z w o j e szczeliny

( Jz) b z c z = 6 0 0 0 Szczelina

60 0 0 0,8.89 0 0 . 2

= 0,42 cm

Ilosc zwojow 58

drut

6 ,5 m m 4

i z o l a c j a p o d w ó j n a bawełna.

= 4,2 m m

D Ł A W I K M A Ł Y

vrysokiego napięcia.

D a n e :

U = E = 1500 V, J = 0,133 A P = 200 VA f = 100/ s e k

P o z o s t a j ą Łez zmian w y m i a r y jak p r z y dłaY/iku na f = 50, z tą różnicą, iż rdzeń w y k o n a n y Ł ę = dzie ze szczeliną.

Iloec zy/oJ ów z = 4 0 0 0 drut

d = 0,35 m m Irolacja: emalia

- 4a -

K o n s t r u k c j a cewek jak dla d ł a w i k a f - 50 Indukcja B = = 7500 G

1. A m p e r o z w o j e ogólne 745 Az 2. A m p e r o z w o j e żelaza

(Jz)Fe 2 , 6 . 2 5 , 5 = 66 Az 3. Ampe r o z w o j e szczeliny

(Jz)sz = 746 - 66 = 680 Az S z c z e l i n a

- ~ 680 TT- - 0,057 cm 0 , 8 . 7 5 0 0 . 2 *

Straty ż e l a z a

p = 2 , 3 . 0 , 7 5 2 .21 *5 = 3,2 W / k g Ciężar ż e l a z a : 2,4 kg

za t e m

Ppe = 3 , 2 . 2 , 4 = 7.7 W mniej niż d la f = 50

B = 7500

= 0 , 6 G

m m