Пример расчета дросселя

Допустим, мы строим регулируемый сварочный источник. Источник питается от однофазной сети 220 В, 50 Гц. Регулировка сварочного тока пределах от Iмин = 50 А до Iмакс = 150 А осуществляется при помощи управляемого тиристорного выпрямителя.
Периодичность нагрузки ПН = 40 %. Чтобы сварочная дуга не гасла паузах напряжения, при минимальном токе и для максимального угла регулирования, необходимо, чтобы ток не падал ниже Iст = 10 А.

Отсюда можно определиться с минимальной индуктивностью дросселя:


L_MIN ={0.25*U_d}/{F*({I_MIN}-{I_CT})}= {0.25*(20+0.04 * I_MIN)}/{F*({I_MIN}-{I_CT})}
L_MIN ={0.25*(20+0.04*50)}/{50*(50-10)}= 2.75мГн.

Дроссель будем мотать на Ш-образном сердечнике из стали 3411 (Э310).

Предварительно выберем:
В = 1,42 Тл;
J = 5 А/мм² (с учетом заданной ПН);
К0 = 0,35;
КС = 0,95.

Найдем габаритный размер сердечника:


{S_c}{S_0} = {100 * L * I^2}/{B_m * J * K_c * K_0}= {100 * 2.75^{-3} * 150^2}/{1.42 * 5 * 0.95 * 0.35}= 2620см².

Для дросселя можно использовать два сердечника ШЛ40х80 (Sc = 32 см²; S0 = 40 см²).

Определим количество витков обмотки:


W = {100 * S_0 * K_0 * J}/I = {100 * 40 * 0.35 * 5}/150= 46витков.

Обмотка выполняется проводом сечением:


S = I_MAX/J = 150/5 = 30мм².

Определим длину немагнитного зазора:


delta = {I * W}/{796 * B_m} = {150 * 46}/{796 * 1.42}= 6.1мм.

Определим результирующую индуктивность:


L = {1.25 * 10^{-7} * S_c * K_c * W^2}/{ delta } = {1.25 * 10^{-7} * 64 * 0.95 * 46^2}/6.1 = 2.64мГн.

Результат можно считать удовлетворительным, несмотря на то, что полученная индуктивность несколько ниже требуемой.

Источник: С. Л. Корякин-Черняк и др. Электротехнический справочник