Расчёт устройства ввода тока, выполненного на промежуточном трансформаторе тока

Рассчитываем сечение первичной обмотки _.

Сечение провода определяется максимальным действующим значением длительно протекающего в обмотке тока и допустимой плотностью тока:

= ;

 

т. к. , а ,

 

то ;

 

Таблица 1 - Параметры тороидального сердечника

	Габаритные размеры магнитопровода				Справочные данные
	D1	D2	d	a	Sct	Q0	Q0*Sct	lст	G	dт
	мм	мм	мм	мм	см2	см2	см4	см	г	мм
ОЛ20/25-5	20	25	5	2,5	0,1	3,14	0,314	7,05	5,7	5,0
ОЛ20/28-5	20	28	5	4	0,16	3,14	0,504	7,55	10,75	5,0
ОЛ22/30-5	22	30	5	4	0,16	3,8	0,534	8,16	11,62	5,0

 

Количество витков первичной обмотки: W₁= 1

Первичный виток проходит снаружи вторичной обмотки в технологическом отверстии тороидального сердечника, а остальное место в окне сердечника целесообразно полностью заполнить вторичной обмоткой. Откуда сечение провода вторичной обмотки определяется из условия заполнения окна сердечника обмоткой:

                                           (2)

 

где k_m=0.2%.

Количество витков вторичной обмотки определяется по формуле:

 

   (3)

 

Длина меди определяется по формуле:

 

; (4)

 

габаритные размеры магнитопровода  и  находим из таблицы параметров тороидальных сердечников (Таблица 1);

- коэффициент укладки, находим из соответствия сечения провода из меди  и коэффициента укладки по таблице параметров обмоточных проводов стандартного сечения (приложение 3).

Амплитуду номинальной индукции  находим из выражения

 

, (5)

 

где ;

.

 

Определяем максимальное значение погрешности  по формуле:

. (6)

 

Для получения значения погрешности в процентах, рассчитанное значение необходимо умножить на . Таким образом конечная формула для значения фазовой погрешности примет вид:

 

,  (7)

 

При этом должно выполняться условие, что расчетная погрешность должна быть меньше допустимой (заданной), но максимальной из рассчитанных по принятым типоразмерам сердечника.

 

Т.е. . (8)

 

Функцию  для стали 80НХС находим по формуле:

 

,  (9)

 

Рассмотрим несколько вариантов расчетов типоразмеров сердечника:

сердечник ОЛ20/25-5:

 

 

Определяем длину меди по формуле (4):

 

Амплитуду номинальной индукции  находим по формуле (5):

 

 

Функцию  для стали 80НХС найдем из формулы(9):

 

,

,

%

 

сердечник ОЛ20/28-5:

 

 

Амплитуду номинальной индукции  находим по формуле:

 

 

Функцию  для стали 80НХС найдем из формулы(9):

,

,

%

 

сердечник ОЛ22/30-5:

 

 

Амплитуду номинальной индукции  находим по формуле:

 

 

Функцию  для стали 80НХС найдем из формулы(9):

 

,

,

%

 

Выполним проверку условия(9):

 

,

,

 

Таким образом, из выше перечисленных данных и заданного условия (9) можно сделать вывод что поставленным требованиям удовлетворяют все 3 рассмотренных типоразмера сердечника: ОЛ1/25-5, ОЛ20/2-5 и ОЛ22/30-5; но исходя из экономических соображений мы выбираем типоразмер ОЛ20/25-5.

 

 

Заключение

 

В данной курсовой работе мы спроектировали измерительный преобразователь тока в напряжение на основе трансформатора тока и операционного усилителя.

Разработали структурную и принципиальную схеме измерительного преобразователя тока в напряжение более подробно ознакомились с принципом действия рассматриваемого устройства. Произвели расчёт измерительного трансформатора тока.

В теоретической части рассмотрены элементы, которые входят в состав преобразователя тока в напряжение.

В результате расчёта промежуточного трансформатора тока мы пришли к выводу мы пришли к выводу, что нам необходим тороидальный сердечник ОЛ 20/25-5, т. к. он удовлетворяет всем необходимым требований (вносимая погрешность не более 0,2%).