(1) 电源变压器的铁心. 它一般采用硅钢片. 硅钢片越薄,功率损耗越小,效果越好.整个铁心是有许多硅钢片叠成的,每片之间要绝缘.买来的硅钢片, 表面有一层不导电的氧化膜, 有足够的绝缘能力.国产小功率变压器常用标准铁心片规格见后续文章. (2) 电源变压器的简易设计.设计一个电源变压器,主要是根据电功率选择变压器铁心的截面积,计算初次级各线圈的圈数等.所谓铁心截面积S是指硅钢片中间舌的标准尺寸a和叠加起来的总厚度b的乘积.如果电源变压器的初级电压是U1,次级有n个组,各组电压分别是U21,U22,┅,U2n, 各组电流分别是I21,I22,┅,I2n,...计算步骤如下: 第一步,计算次级的功率P2.次级功率等于次级各组功率的和,也就是 P2 =U21*I21+U22*I22+┅+U2n*I2n. 第二步, 计算变压器的功率P.算出P2后.考虑到变压器的效率是η,那么初级功率P1=P2/η,η一般在0.8~0.9之间.变压器的功率等于初,次级功率之和的一半,也就是P=(P1+P2)/2 第三步, 查铁心截面积S.根据变压器功率,由式(2.1)计算出铁心截面积S,并且从国产小功率变压器常用的标准铁心片规格表中选择铁心片规格和叠厚. 第四步, 确定每伏圈数N.根据铁心截面积S和铁心的磁通密度B,由式(2.2)得到初级线圈的每伏圈数N.铁心的B值可以这样选取: 质量优良的硅钢片,取11000高斯;一般硅钢片,取10000高斯;铁片,取7000高斯.考到导线电阻的压降, 次级线圈每伏圈数N'应该比N增加5%~10%,也就是N'在1.05N~1.1N之间选取. 第五步,初次级线圈的计算.初级线圈N1=N*U1.次级线圈N21=N'*U21,N22=N'*U22 ┅,N2 =N'*U2n. 第六步, 查导线直径.根据各线圈的电流大小和选定的电流密度,由式(2.3)可以得到各组线圈的导线直径.一般电源变压器的电流密度可以选用3安/毫米? 第七步, 校核. 根据计算结果,算出线圈每层圈数和层数,再算出线圈的大小,看看窗口是否放得下.如果放不下,可以加大一号铁心,如果太空,可以减小一号铁心.采用国家标准GEI铁心,而且舌宽a和叠厚b的比在1:1~1:1.7之间, 线圈是放得下的.各参数的计算公式如下: ln(S)=0.498*ln(P)+0.22 ┅(2.1) ln(N)=-0.494*ln(P)-0.317*ln(B)+6.439┅(2.2) ln(D)=0.503*ln(I)-0.221┅(2.3) 变量说明: P: 变压器的功率. 单位: 瓦(W) B: 硅钢片的工作磁通密度. 单位: 高斯(Gs) S: 铁心的截面积. 单位: 平方厘米(cm2) N: 线圈的每伏圈数. 单位: 圈每伏(N/V) I: 使用电流. 单位: 安(A) D: 导线直径. 单位: 毫米(mm) 电源变压器简易设计(二)GEI铁心规格 共四页: 1 2 3 4 铁心片 铁心规格 尺 寸(mm) 中间舌片净截面积(cm2) 型 号 a*b c H h L 铁心片厚0.2mm 铁心片厚0.3mm ────────────────────────────── GEI10 10*12.5 6.5 31 18 36 1.06 1.14 10*15 1.28 1.37 10*17.5 1.49 1.59 10*20 1.70 1.82 ────────────────────────────── GEI12 10*15 8 38 22 44 1.53 1.64 12*18 1.84 1.97 12*21 2.14 2.28 12*24 2.45 2.62 ────────────────────────────── GEI14 14*18 9 43 25 50 2.14 2.29 14*21 2.50 2.68 14*24 2.86 3.06 14*28 3.33 3.57 ────────────────────────────── GEI16 16*20 10 48 28 56 2.72 2.91 16*24 3.26 3.49 16*28 3.81 4.08 16*32 4.35 4.66 ────────────────────────────── 铁心片 铁心规格 尺 寸(mm) 中间舌片净截面积(cm2) 型 号 a*b c H h L A d h1 铁心片厚0.2mm 铁心片厚0.3mm ───────────────────────────────────── GEIB19 19*24 12 57 33 67 55 4 6 3.88 4.15 19*28 .5 .5 4.52 4.84 19*32 5.17 5.53 19*38 6.14 6.57 ───────────────────────────────────── GEIB22 22*28 14 67 39 78 64 5 7 5.25 5.62 22*33 6.17 6.61 22*38 7.11 7.61 22*44 8.23 8.81 ───────────────────────────────────── GEIB26 26*33 17 81 47 94 77 5 8.5 7.29 7.81 26*39 8.62 9.23 26*45 9.95 10.6 26*52 11.5 12.3 ───────────────────────────────────── GEIB30 30*38 19 91 53 106 87 6 9.5 9.69 10.4 30*45 11.5 12.3 30*52 13.3 14.2 30*60 15.3 16.4 ───────────────────────────────────── GEIB35 35*44 22 105 61 123 101 6 11 13.1 14.0 35*52 .5 .5 15.1 16.6 35*60 17.9 19.1 35*70 20.8 22.3 ───────────────────────────────────── GEIB40 40*50 26 124 72 144 118 6 13 17.0 18.2 40*60 .5 .5 20.4 21.8 40*70 23.8 25.5 40*80 27.2 29.1 ───────────────────────────────────── 电源变压器简易设计(三)变压器的铁心与绕组 共四页: 1 2 3 4 为减小交变磁通在铁心中所引起的涡流损耗,铁心一般用厚为0.35-0.5mm的硅钢片叠装而成;并且在硅钢片两面涂以绝缘漆.信号变压器还采用坡莫合金作铁心.硅钢片有热轧和冷轧两种. 热轧硅钢片的工作磁通密度一般取0.9-1.2T,钢片常冲成"III"形,叠装成铁心.绕组套在中间的铁心柱上. 冷轧硅钢片的导磁性能比热轧好,它的工作磁通密度允许达到1.8T,所以铁心体积可以缩小.它的导磁有方向性, 顺着辗轧方向的导磁性能好,故通常将冷轧硅钢片卷成环形铁心,然后切成两 半C形, 将绕组分别套在铁心柱上以后, 再将两半铁心粘成整体. 变压器的绕组由原边绕组和副边绕组组成.原边绕组接输入电压,副边绕组接负载.原边绕组只有一个,副边绕组为一个或多个.原副边绕组套装在同一铁心柱上.套在两个铁心柱上的原边绕组 或副边绕组可分别相互串联或并联. 附:变压器原副边绕组要套在同一铁心柱的原因 把原副边绕组套在同一铁心柱上时,由于原副边绕组紧挨在一起(间隙实际上很小,它等于原副边绕组之间绝缘纸的厚度)部分漏磁通在空气中的路径大受限制,因此漏磁通小.而边绕组没有套在原边绕组上时,漏磁通在空气中可以自由经过,无空间限制,因此在同样的磁势下漏磁通就大. 将原副边绕组套在一起的合理之处即在于漏抗压降小,对变压 器运行有利.因为变压器副边电压是随副边电流变化而变化的,减小原副边的漏阻抗就可以减小电压变化.为了使变压器副边电压比较稳定,总是设法减小变压器的漏抗. 如果把变压器的原副边绕组分开放置, 则漏抗将大大增加,以致负载变动时副边电压变化很大, 这样的变压器就不能满足使用上 的要求. 电源变压器简易设计(四)变压器的铭牌与使用 使用变压器首先要弄清并严格遵守制造厂提供的铭牌数据,以避免因使用不当而不能充分利用,甚至损坏.变压器铭牌上的主要额定数据有: 1.额定电压U1和U2 原边额定电压U1是指原边绕组上应加的电源电压(或输入电压),副边额定输出电压U2通常是指原边加U1时副边绕组的开路电压.使用时原边电压不允许超过额定值(一般规定电压额定值允许变化±5%).考虑有载运行时变压器有内阻抗压降,所以副边额定输出电压U2应较负载所需的额定电压高5-10%.对于负载是固定的电源变压器, 副边额定电压U2有时是指负载下的输出电压. 附:输入电压不能超过额定电压的原因 变压器中主磁通和激磁电流的关系称为铁心的磁化曲线,它是一条具有饱和特性的非线性曲线.当主磁通小于额定电压时对应的主磁通时, 磁化曲线近似为线形;超过此值后,主磁通就逐渐趋向饱和.此时,如果再增加磁通, 即增加U1,则电流就会急剧增加,这样变压器就会因过热而马上烧毁.因此,在使用变压器时,必须注意变压器的额定电压和电源电压要一致. 2.额定电流I1和I2 额定电流是指变压器按规定的工作时间(长时连续工作或短时工作或间歇断续工作)运行时原副边绕组允许通过的最大电流,是根据绝缘材料允许的温度定下来的.由于铜耗,电流会发热.电流越大,发热越厉害,温度就越高.在额定电流下,材料老化比较慢.但如果实际的电流大大超过额定值,变压器发热就很厉害,绝缘迅速老化,变压器的寿命就要大大缩短. 3.额定容量S 额定容量是视在功率,是指变压器副边额定电压和额定电流的乘积.它不是变压器运行时允许输出的最大有功功率,后者和负载的功率因数有关.所以输出功率在数值上比额定容量小. 4.额定频率 使用变压器时,还要注意它对电源频率的要求.因为在变压器中,在设计变压器时,是根据给定的电源电压等级及频率来确定匝数及磁通最大值的. 如果乱用频率, 就有可能变压器损坏.例如一台设计用50Hz,220V电源的变压器,若用25Hz,220V电源,则磁通将要增加一倍,由于磁路饱和,激磁电流剧增,变压器马上烧毁.所以在降频使用时,电源电压必须与频率成正比地下降.另外,在维持磁通不变的条件下,也不能用到400Hz,1600V的电源上.此时虽不存在磁路的饱和问题,但是升频使用时耐压和铁耗却变成了主要矛盾.因为铁耗与频率成1.5-2次方的关系.频率增大时, 铁耗增加很多. 由于这个原因, 一般对于铁心采用0.35mm厚的热轧硅钢片的变压器,50Hz时的磁通密度可达0.9-1T,而400Hz时的磁通密度只能取到0.4T.此外变压器用的绝缘材料的耐压等级是一定的,低压变压器允许的工作电压不超过300-500V. 所以在升频使用时,电源电压不能与频率成正比的增加, 而只能适当地增加. |
- 电源变压(10637)
- 简易设计(5678)
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2017-11-01 11:05:28
自耦变压器和隔离变压器的区别
,自耦变压器由于辐向厚度小,运行中漏磁相对隔离变压器小,所以对铁芯的要求较隔离变压器低,换句话说就是同种片材,在自耦变压器中铁芯的磁通密度取值可以较隔离变压器高一些.五.在提高电源质量功能上的不同&
2009-02-14 15:42:31
解析电源变压器的串并联应用方式
电源变压器是常见的重要电子元件之一,但在电子刊物中,有关电源变压器的串并联使用却介绍很少。这里将电源变压器的串并联使用作简单的介绍。 电源变压器与一般的器件一样,应急工作时可以将其多个变压器在
2012-09-17 16:04:50
设计2kVA以下的电源变压器及音频变压器
的理论值。如果其负载是变化比较大的,例如,音频、功放电源等变压器的截面积,则应适当大于理论计算值.这样才能保证有足够的功率输出能力(因为一旦截面积确定后,就不可能再选择功率余量了)。如何确定这些变压器
2011-05-25 11:33:31
设计2kVA以下的电源变压器及音频变压器
设计2kVA以下的电源变压器及音频变压器一些电子线路设计人员及电子、电工爱好者经常碰到设计好的变压器,绕制时却绕不下;另外,设计的变压器,在带足负载后,次级电压明显下降。还有一部分设计的变压器的性能
2011-07-09 16:07:16
请问关于高频变压器设计问题
请问LED使用的开关电源电路上的变压器都属于高频变压器吧?那里电路里变压器的设计参数该如何设计呢?例如输入AC220V,输出24VDC,配合控制IC 3845使用,有没有高频变压器的参数计算器呢?
2015-03-05 10:14:23
高频电源变压器的设计原则
概述开关电源中主要的发热元器件为半导体开关管、功率二极管、高频变压器、滤波电感等。不同器件有不同的控制发热量的方法。功率管是高频开关电源中发热量较大的器件之一,减小它的发热量,不仅可以提高功率管
2021-07-01 07:00:00
高频电源变压器的设计原则、要求和程序
电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁元件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用。根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kVA以上为大功率,10kVA
2011-03-11 15:59:02
电源技术与电子变压器
讨论了电源技术与电子变压器之间的关系:电子变压器在电源技术中的作用,电源技术对电子变压器的要求,电子变压器采用新软磁材料和新磁芯结构对电源技术发展的影响。关
2009-08-08 08:42:10
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变压器在电源中有何应用?R型变压器的冲击电流为什么这么大?
电源装置,无论是直流电源还是交流电源,都要使用由软磁磁芯制成的电子变压器(软磁电磁元件)。虽然,已经有不用软磁磁芯的空芯电子变压器和压电陶瓷变压器,但是,到现在为止,绝大多数的电源装置中的电子变压器,仍然使用软磁磁芯。因此,讨论电源技术与电子变压器之间的关系:电子变压器在电源技术中的作用
2017-06-23 15:58:47
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电源技术与电子变压器
引言 电源装置,无论是直流电源还是交流电源,都要使用由软磁磁芯制成的电子变压器(软磁电磁元件)。虽然,已经有不用软磁磁芯的空芯电子变压器和压电陶瓷变压器,但是,到现在为止,绝大多数的电源装置中的电子
2017-12-02 15:04:37
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电源变压器的作用_电源变压器的选用原则
对于变压器来说,实际上就是一种可以转换电压的器件。一般我们也会叫它电源变压器。但是开关电源变压器与其他的变压器有所不同的是,它比普通的变压器多了一个开关管。这样一来就形成了一个自激式间歇振荡器,它的作用就是能够把输入的直流电压进行调整,变成高频脉冲电压再输出。
2019-05-05 15:59:15
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电源变压器的工作原理
电源变压器是输入绕组与输出绕组在电气上彼此接入电源的变压器,一般用以避免偶然同时触及带电体和地所带来的危险,属于安全电源。有着机器维修、保养用,起保护、防雷、滤波的作用。 电源变压器工作原理 电源
2021-08-16 16:50:01
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R型电源变压器有载调压是什么?
我们在日常使用R型电源变压器时,更多关注他们的功率和电压比,通常对R型电源变压器有载调压的原理不太了解,什么是变压器有载调压,他是通过怎样的变压过程来满足我们日常所需的使用电压呢?
2023-01-16 16:14:49
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