工频变压器设计简介要点

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有关工频变压器设计

有关工频变压器设计

工频变压器设计步骤1. 根据负载的实际需要,确定变压器的输出功率2P 及输出电流2I :0.91U 3P I 222== 式中:2U ——次级绕组相电压有效值,要求带负载后为220伏。

NOTE :在变压器参数计算中,忽略电力电子电路的损耗,因此整机输出功率可视为变压器输出功率。

2.计算变压器的输入功率1P 及输入电流1I :ηP P 21= 式中:η——变压器的效率。

当容量小于1KW 时,η在0.8~0.9之间取值,此处取η=0.8。

()111U 3P 1.2~1.1I = 式中:1.1~1.2——考虑变压器励磁电流分量的经验系数。

1U ——初级绕组相电压有效值。

3. 确定变压器磁芯截面积S 和选用硅钢片尺寸:变压器磁芯材料选用硅钢片,磁芯形状选用E 型。

1P K S =式中:K ——经验系数,其大小与变压器的功率有关,功率越大,K 越小,此处取 1.35K =。

根据变压器磁芯截面积S 查相关技术手册,即可确定硅钢片尺寸。

4.计算初、次级绕组的匝数1W 、2W :由电磁感应定律可知,每匝线圈上产生的感应电动势为:S fwB 4.44Φf 4.44E m m ==ω式中: f ——频率,此处为50Hz 。

m B ——磁芯磁感应强度。

m B 的大小与采用材料有关,对于一般硅钢片,取T 8.0G S 8000B m ==。

初级绕组匝数为: SfB 4.44U E U W m 111== 整流变压器是Y -∆型联结方式,为了保证初、次级绕组绕组相电压均为220V ,则匝数比应满足:13W W 21= 次级绕组匝数为: 12W 31W =5.计算初、次级绕组的导线截面积q 及选用导线: 导线截面积:2mm jI q = 式中:j ——电流密度,按长期工作制考虑,取2mm A/2.5j =。

根据导线实际截面积q 查相关技术手册,即可确定初、次级绕组的导线型号。

NOTE :初、次级绕组的导线截面积应分别计算。

变压器设计及计算要点

变压器设计及计算要点

变压器设计及计算要点变压器是一种电力设备,利用电磁感应原理,将交流电能从一个电路转移到另一个电路中去,通过改变电压大小和电流大小来满足不同电气设备的需求。

变压器的设计和计算是为了满足特定的电气设备要求,保证正常运行和安全使用。

以下是变压器设计和计算的要点。

1.确定变压器类型和用途:根据电气设备的需求和要求,确定变压器的类型,如配电变压器、隔离变压器、自耦变压器等。

同时确定变压器的用途,如升压变压器、降压变压器、引出变压器等。

2.确定电气参数:根据电气设备的额定电压和额定电流,以及变压器的应变半径、损耗、效率等要求,确定变压器的电气参数。

主要包括额定容量、额定电压比、额定频率、高压侧和低压侧的额定电压和额定电流等。

3.确定磁路参数:根据电气参数和变压器的设计要求,确定变压器的磁路参数。

主要包括磁通密度、磁路长度、磁路截面积等。

通过计算磁路参数,可以确定变压器的磁密、磁感应强度、磁感抗等。

4.确定绕组参数:根据电气参数和磁路参数,确定变压器的绕组参数。

主要包括高压侧和低压侧的绕组匝数、线圈截面积、铜线直径等。

通过计算绕组参数,可以确定变压器的电阻、感抗、短路电压等。

5.计算铁心大小:根据磁路参数,计算变压器的铁心尺寸。

主要包括铁心的截面积、长度和突出长度等。

通过计算铁心大小,可以确定变压器的铁芯损耗和铁芯饱和磁感应强度。

6.转矩计算:根据电气参数和磁路参数,计算变压器的转矩。

主要包括电磁转矩和机械转矩等。

通过转矩计算,可以确定变压器的起动和运行特性,保证正常的工作和运行。

7.温升计算:根据变压器的负载情况和散热条件,计算变压器的温升。

主要包括铜线温升、铁芯温升和油温升等。

通过温升计算,可以确定变压器的负载能力和使用环境。

8.安全设计:根据变压器的使用环境和负载特性,设计变压器的保护装置和安全措施。

主要包括过载保护、短路保护、漏电保护等。

通过安全设计,可以保证变压器的正常运行和安全使用。

9.绝缘设计:根据变压器的使用环境和绝缘等级,设计变压器的绝缘结构和绝缘材料。

(整理)电力变压器设计要点

(整理)电力变压器设计要点

变压器设计及计算要点—蒋守诚—一概述1. 变压器发展史(1) 发明阶段(1831~1885)变压器是利用电磁感应原理来变换电能的设备,故变压器一定在电磁感应原理发现后出现。

1831年英国人法拉第(M.Farady)在铁环上缠绕两个闭合线圈, 在一个线圈中突然接上或断开电池, 另一个线圈所接仪表指针发生偏转, 从而发现电磁感应原理。

1837年英国人曼生(Masson)用薄铁片做电磁线圈的铁心, 从而减少损耗。

1881年法国人爱维(Jaewin) 发现磁滞现象, 美国人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)发现磁滞损耗是磁密的1.6次方成正比例。

1882年英国人格拉特( Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的开路铁心的单相变压器。

同年法栾(S.Z.Ferranti)和汤姆生(A.Tomson) 制成电流互感器。

1884年英国人戈普生兄弟开始采用具有闭合铁心的变压器作照明电源。

1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齐彼尔斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘兹(Ganz)工厂制造一台1400 VA 120 / 72 V 40 Hz单相闭合磁路的变压器。

至1887年底甘兹(Ganz)工厂就生产24台总容量达3000 kVA。

1885年才把这种电器叫做”变压器”。

(2) 完善阶段(1886~1930)1887年英国人配莱(Belry)发明了单相多轭的分布式铁心。

1888年俄国人多利沃—多勃罗沃尔斯基( M.O.Dolivo-Dobrowolsky ) 提出交流三相制。

并于1890年发明了三相变压器。

同年布朗(Brown)又制造出第一台油冷、油绝缘变压器。

1890年德国人威士顿(Wenstrom)做成对称三相铁心。

1891年德国西门子(Siemens Sohucrerf) 做成不对称三相铁心。

美国人斯汀兰(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成单相壳式铁心。

工频变压器设计

工频变压器设计

工频变压器设计工频变压器是最简单的变压器,基本不用考虑分布电感、分布电容、信号源内阻、等效电路各种指标等复杂因素,直接按标准化步骤操作即可,所以用工频变压器来进行变压器设计入门是最好不过了。

简单说就是根据功率选择铁心,然后计算匝数,再看能否绕下。

不同的人设计标准不同,可能和下面计算有偏差,但是本质思想都是一样的。

有时算到后面需要重新再来,其实相当于一个迭代设计过程,反复设计直至满足要求为止。

理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证,因为铁心参数,制作工艺可能和我们假设的不一样,所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整。

要求:高压输出:260V,150ma ;灯丝1:5V,3A;灯丝2:6.3v,3A 中心处抽头;初、次级间应加有屏蔽层。

根据要求铁芯型号采用“GEIB一35”。

计算如下:(1)计算变压器功率容量(输入视在功率):P =(1.4×高压交流电压×电流+灯丝1电压×电流+灯丝2电压×电流)/ 效率=(1.4×260×0.15+5×3+6.3×3)/ 0.9=(54.6+15+18.9)/ 0.9= 98.33VA(2)计算原边电流I1=1.05×P / 220=0.469A(3)按照选定的电流密度(由计划的连续时间决定),选取漆包线直径。

如按照3A/mm2计算:D=0.65×√I(0.65×电流的开方)并规整为产品规格里有的线径(可查资料):选定:原边直径D1=0.45mm高压绕组直径D2=0.25mm灯丝绕组直径D3=D4=1.12mm(4)铁心截面面积S0=1.25√(P)=1.25×√98=12.5CM2(5)铁心叠厚:根据他的要求铁芯型号采用“GEIB一35”,查到:舌宽=35MM=3.5CM则:叠厚=12.5 / 3.5 =3.6CM一般地(叠厚/舌宽)在1-2之间是比较合适的。

高频变压器设计解读

高频变压器设计解读

高频变压器设计解读高频变压器是现在电子变压器行业关注的热点,想来很多工程师对高频变压器的设计方法应该都挺感兴趣的,今天和大家分享高频变压器设计方法的详解,希望对大家有用。

高频变压器的设计包括:线圈参数的设计,磁芯材料的选择,磁芯结构的选择,磁芯参数的设计,组装结构的选择等内容。

下面对高频变压器线圈参数的计算与选择、磁芯材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的设计和组装结构的选择进行详细介绍。

高频变压器线圈参数的计算与选择高频变压器的线圈参数包括:匝数、导线截面(直径)、导线形式、绕组排列和绝缘安排。

原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定,匝数不能过多也不能过少。

如果匝数过多,会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少,在外加激磁电压比较高时,有可能使匝间电压降和层间电压降增大,而必须加强绝缘[5]。

副绕组匝数由输出电压决定。

导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。

还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。

高频变压器的绕组排列形式有:①如果原绕组电压高,副绕组电压低,可以采用副绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组,原绕组在最外层的绕组排列形式,这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排②如果要增加原和副绕组之间耦合,可以采用一半原绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组和副绕组,最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式,这样有利于减少漏感。

另外,当原绕组为高压绕组时,匝数不能太少,否则,匝间或者层间电压相差大,会引起局部短路。

对于绝缘安排,首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。

等级低,满足不了耐热要求,等级过高,会增加不必要的材料成本。

其次,对在圆柱形磁路上绕线的线圈,最好采用线圈骨架,既可以保证绝缘,又可以简化绕线工艺。

另外,线圈最外层和最里层,高压和低压绕组之间都要加强绝缘。

如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜,加强绝缘应垫2~3层绝缘薄膜。

高频变压器磁芯材料的选择高频变压器磁芯一般使用软磁材料。

变压器设计及计算要点

变压器设计及计算要点

变压器设计及计算要点变压器是电力系统中常见的电气设备,用于改变交流电的电压。

其设计和计算涉及到多个方面的知识和要点。

以下是变压器设计及计算的一些重要要点:1.变压器的基本原理:变压器通过电磁感应原理将一个电路中的交流电能转移到另一个电路中,通过磁场的耦合来改变电压大小。

其基本原理是根据斯托克斯定律,通过互感器将电能从一侧流向另一侧。

2.变压器的基本构成:一个基本的变压器由两个线圈和一个铁芯组成。

一个线圈称为主线圈或一次线圈,另一个称为副线圈或二次线圈。

主线圈的电流产生主磁场,通过磁场的耦合将能量传递到副线圈。

3.变压器的变比:变比指的是输入线圈和输出线圈的匝数比例。

变比决定了输入和输出电压的大小关系。

根据电压的变化关系可分为升压变压器和降压变压器。

4.变压器的额定功率:额定功率是指变压器能够连续工作的最大功率。

额定功率通常以千瓦(kVA)为单位。

变压器额定功率的选择需要考虑到负载的需求以及变压器的散热能力。

5.变压器的铁芯设计:铁芯是变压器中的一个重要组成部分,用于提供磁路。

铁芯的选择和设计需要考虑到磁通密度、使用材料以及铁芯的截面积等因素。

铁芯应尽可能减小磁通的漏磁,以提高变压器的效率。

6.变压器的损耗计算:变压器在工作过程中会有一定的损耗,包括铜损和铁损。

铜损是由于线圈的电阻而产生的,铁损是由于铁芯的剩磁和涡流损耗产生的。

损耗计算是评估变压器效率的重要指标。

7.变压器的效率计算:变压器的效率是指输出功率与输入功率之比。

变压器的效率越高,其能量转换效率越高。

考虑到变压器的损耗和负载功率,可以计算出变压器的效率。

8.变压器的保护与维护:变压器在使用过程中需要进行保护和维护工作,以确保其正常运行和延长使用寿命。

常见的保护措施包括过流保护、过温保护以及绝缘电阻测试等。

9.变压器的温升计算:变压器的温升是指变压器在工作过程中由于损耗而产生的热量,其决定了变压器的散热能力。

通过合理设计和计算变压器的温升,可以确保其正常运行和安全使用。

变压器设计知识点

变压器设计知识点

变压器设计知识点变压器是电力系统中常见的电气设备,用于改变交流电压。

正确的变压器设计对于电力系统的正常运行至关重要。

本文将介绍变压器设计的几个重要知识点。

一、变压器的基本原理变压器是基于电磁感应原理工作的。

它由一个或多个匝数不同的线圈(称为一次线圈和二次线圈)以及一个磁路铁心组成。

当变压器中的一次线圈通以交流电流时,通过线圈的电流将产生一个磁场,磁场会通过铁心传导到二次线圈中,从而在二次线圈中产生电压。

根据斯坦因定律,一次线圈的绕组匝数和电压与二次线圈的绕组匝数和电压之间存在一个比例关系,这就是变压器的变压比。

二、变压器的额定容量和变压比选择在设计变压器时,首先需要确定变压器的额定容量。

变压器的额定容量是指它能够持续运行的最大负荷。

选择合适的额定容量是确保变压器正常运行和提供足够电力的关键。

根据负荷的需求和电力系统的特点,可以选择不同的变压器额定容量。

变压器的变压比也是设计中需要考虑的关键因素。

变压比的选择将直接影响到变压器的输出电压,从而影响到电力系统中其他设备的工作。

变压比的选择应根据实际需求和系统要求进行,需要考虑负载容量、系统电压、长距离传输损耗以及电力设备的特性等因素。

三、变压器的散热与绝缘正常运行的变压器会产生热量,因此必须进行散热设计,以确保变压器内部温度的可控范围。

散热通常是通过散热器、风扇或液体冷却系统实现的。

在设计变压器时,应根据变压器的额定容量和工作环境来确定合适的散热方式。

绝缘是变压器设计中的另一个重要考虑因素。

变压器的线圈之间以及线圈与铁心之间需要良好的绝缘,以防止电流间的短路或漏电。

绝缘的选择应考虑到电压等级、环境条件和安全要求等因素。

四、变压器的损耗和效率在设计变压器时,需要考虑损耗和效率。

变压器的损耗主要包括铁损和铜损。

铁损是由于磁场变化引起的涡流损耗和磁滞损耗,而铜损则是由于线圈电阻引起的电流损耗。

为了提高变压器的效率,应尽量减小损耗。

变压器的效率定义为输出功率与输入功率之比。

变压器技术-工频变压器低频变压器设计原理

变压器技术-工频变压器低频变压器设计原理

变压器技术:工频变压器低频变压器设计原理工频变压器被大家称为低频变压器,以示与开关电源用高频变压器有区别,工频变压器在过去传统的电源中大量使用,而这些电源的稳定方式又是采用线性调节的,所以那些传统的电源又被称为线性电源。

 工频变压器的原理非常简单,理论上推导出相关计算式也不复杂,所以大家形成了看法:太简单了,就那三、四个计算公式,没什幺可研究的。

设计时只要根据那些简单的公式,立马成功。

 我认为上面的认识既有可取之处,也有值得研究的地方。

可取之处:根据计算式,可以很快就计算出结果,解决了问题;值得研究的地方是:你是否了解自己设计出的产品性能?设计合理吗?设计优化过吗?经济性如何? 举个例子吧,根据功率选铁芯规格就是个很繁杂的问题,因为涉及的因素比较多。

有些书推荐采用下面的半经验公式去选取: S = K·Sqrt(P) (1) 定下S后,然后进行其它的计算。

这确实是一种实用的方法,但也要认识到,这也是一种简化了的设计方法,大多数情况下存在着浪费。

这种设计方法对业余爱好者来说用不着讨论(只是偶尔设计一个变压器自己用),但对企业来说,值得讨论,产品中大批量采用这种设计时,体现的是降低了经济效益。

 那幺,在专业的场合,比如变压器生产企业,他们是怎样的方法? 原理上,是根据导线在窗口中的占用系数去选取铁芯规格,但这样的计算很繁,而且关系不简单,比如相关计算式是: P = 0.0222·f·B·J·Sc·Sm (2) 当电流密度由电压调整率决定时,计算式为: P = 0.0555(f·f)(B·B)(Sc·Sc)·Sm·ΔU/(Z·Lm) (3) 这样复杂的关系,要人工拿出一个设计方案是非常头疼的,于是,专家们就根据实际情况,将这些关系结合数据编制成一系列表,设计工程师只要根据不同的设计指标查对应的表,就可以得到一组实用的数据,比如根据功率及其它指标查表,得到铁芯规格等。

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保密等级机密★20年Q/DX 青岛鼎信通讯股份有限公司技术文档工频变压器设计简介V1.02015 -04- 08发布2015- 04 - 09实施目录1 概述 (1)1.1 变压器的基本工作原理 (1)1.2 变压器空载工作状态 (1)1.3 变压器负载工作状态 (3)2 电子变压器的基本结构和材料 (5)2.1 铁心及材料 (5)2.2 铁心的加工方法 (7)2.3 铁心材料 (7)3 电源变压器的主要技术参数 (8)3.1 功率容量 (8)3.2 功率因数 (8)3.3 效率 (9)3.4 电压调整率 (9)3.5 空载电流及其百分比 (9)3.6 空载损耗 (10)3.7 温升 (10)3.8 设计电源电压器所必需的技术参数 (11)4 电源变压器的基本计算公式 (11)4.1 空载工作时 (11)4.2 负载工作时 (13)4.3 匝数计算 (14)5 电源变压器铁心选择和电磁参量确定方法 (15)5.1 电源变压器铁心选择 (15)5.2 电源变压器电磁参数的确定 (15)6 电源变压器结构参数计算 (16)6.1 窗口利用系数 (16)6.2 散热面积 (17)7 实例设计 (19)8 国网单相表(0527)电源设计 (24)8.1 原理图 (24)8.2 电气参数: (24)8.3 变压器参数计算 (24)9 设计计算时应注意其他问题 (28)9.1 漏感计算 (28)9.2 绕组的分布 (28)9.3 屏蔽 (28)10 文档使用范围 (28)1 概述1.1 变压器的基本工作原理变换电能以及把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置称为变压器。

在交流电路中,借助变压器能够变换交流电压电流和波形。

每次变换通常是能量通过电磁方式传递到另一电路,而与该电路无直接联系。

但也可通过电磁-电的方式进行变换,这种变压器称为自耦变压器。

0感应电动势。

按电磁感应定律,其有效值为4m 1Φ110*f 4-=C S B N K E (1)4m 2Φ210*f 4-=c S B N K E (2)式中 1E -----初级自感电动势(V );2E -----次级互感电动势(V )ΦK -----电压的波形因数,对于正弦波,ΦK =1.11;对于方波ΦK =1; f -----交流电源的频率(Hz ); 1N -----初次绕组匝数; 2N -----次级绕组匝数m B -----磁感应强度振幅值(T ); c S -----铁心的有效截面积(2c m )绕组中的感应电动势正比于该绕组的匝数,式(1)除以式(2)得;2121N N E E = (3) 如果忽略初级绕组和铁心的损耗,并假定所有磁通量都沿着铁心的磁路而闭合,则在初级绕组中的磁通量Φ0所产生的自感电动势E 1,按楞次定律,其数值与所加电压相等,而其符号相反,即11-E U =实际上,变压器空载电流,除了为在变压器铁心中建立磁通Φ0所需的磁化分量I Φ之外,还包括由于铁心损耗所引起的有用功分量Ic ,因此,空载电流 C I I I +=Φ0此外,变压器初级绕组具有直流电阻r 1,因而在初次绕组中产生有功电压降Δu 1 al E r I -==101Δu式中 E al -----补偿初级绕组电压降而假定的电动势。

流过初级绕组的电流,不仅建立沿铁心磁路闭合的主磁通Φ0,而且建立沿空气闭合的漏磁通Φsl ,这个漏磁通在初级绕组中感应漏电动势,即 101s s X I E -=式中Xs1----初级绕组的漏感抗根据电动势相平衡的定律,外施电压U 1应与E 1,E a1和E s1的矢量相平衡,即101111a 11)-S s X I Ir E E E E U ++-=++=(空载时,初级绕组的电压降一般是很小的,所以U 1和E 1值相差很小,故变压器空载电压比仍可近似等于其匝数比。

即2121N N U U ≈对于中小功率变压器来说,由于次(初)级漏感较小,故X s1或L s1可忽略不计,此时1011r I E U +-≈1.3 变压器负载工作状态图 1.3变压器负载工作原理图在变压器初级绕组供给电压U1,次级绕组与负载相连。

这时,次级绕组将有电流I 2流过,在铁心中产生磁通Φ2,Φ2的方向应与Φ0方向相反。

Φ2穿过初级绕组后,初级绕组便从电源取得电流I 1,而I 1有产生与Φ2相反的磁通Φ1。

显然,Φ2=-Φ1,两个磁通相互抵消,结果,磁路中只剩下一个由空载电流所建立的磁通Φ0。

电流I 1的数值可依据能量守恒定律求得。

如果忽略铁心和绕组的功率损耗,则初级绕组的功率就等于次级绕组的功率,即2211I E I E =所以1221I I E E = (4) 比较式(3)和式(4)可得1221I I N N = 或者 1221N N I I =上面已经确定,当负载电流的数值不同时,变压器铁心中的磁通是不变的。

因此,建立该磁通的磁势也是不变的。

由此可得H aw w =0a式中aw 0-----空载时的安匝数 aw H -----负载时的安匝数 空载时的安匝数为100a N I w =在负载情况下,初、次级绕组安匝数总和为2211N I N I aw H += 故 221110N I N I N I += (5)式(5)称为磁势平衡方程式变压器带负载工作时,除了沿铁心磁路而闭合的主磁通外,还有沿空气闭合的漏磁通Φs1、Φs2,这个磁通在初级和次级绕组中感应出漏电动势111s S X I E -=222S S X I E -=当电源和变压器初级绕组构成闭合回路时,111111s X I r I E U ++-=在变压器次级绕组(产生电动势E 2)和负载构成的闭合回路中,可依据电动势平衡定律求得22222222r 2S r X I I U E E U E S ++=--=同样,对中小功率变压器,可忽略漏感抗X s1和X s2,此时1111r I E U +-= 2222r I U E +=但是,当工作频率升高时,其漏感的影响将逐渐增大,因此,音频变压器、高频变压器、脉冲变压器必须考虑漏感的影响。

在等效电路计算中,往往把次级参数变换(又称反射或归算)到初级,设变压器次级负载电阻为R 2222I U R =反射到初级的电阻为'2R 其值为11'2I U R =由式(3)和式(4)经变换后得211122112212'2)(..N N I I E E I I U U R R =≈= 或2221'2)(R N N R = 若变压器次级阻抗为Z 2,则反射到初级的阻抗'2Z 为22'2)(12N N Z Z =改变(N1/N2)值,就可以改变'2Z 值,这就是变压器变换阻抗的原理。

2 电子变压器的基本结构和材料 2.1 铁心及材料2.1.1 铁心的基本结构型式铁心构成变压器的磁路,是变压器结构的基础。

电子变压器铁心的基本结构型式为:壳式铁心、心式铁心和环型铁心。

(a )壳式铁心 (b )心式铁心 (c )环型铁心图 2.1 铁心分类2.1.1.1 壳式铁心壳式铁心如图所示,壳式铁心变压器只有一个线圈,该线圈在铁心的中心柱上。

磁通由中心柱经铁轭、两边柱而闭合。

图 2.2 外磁场对壳式铁心变压器的影响只有一个线圈的壳式铁心变压器的线圈散热面积小,故一般用作小功率变压器。

因铁轭与两边柱的磁屏蔽作用,其磁辐射较小,但外磁场对其影响较大,外磁场穿过铁心和线圈,并在线圈两端产生感应电动势,从而引起干扰。

2.1.1.2 心式铁心心式铁心变压器有两个线圈,两个线圈分别套在两个铁心柱上。

磁通在铁心柱中闭合。

图 2.3 外磁场对心式铁心变压器的影响有两个线圈的心式铁心变压器的线圈散热面积大,可用于功率较大的变压器中。

心式铁心变压器磁辐射较大,对周围电子设备的磁影响较大;但外磁场对其影响较小,外磁场同方向穿过两铁心柱,在两线圈中的感应电动势因方向相反而抵消,故干扰较小。

为减少外磁场的干扰,小信号输入变压器经常采用心式铁心。

2.1.1.3 环型铁心线圈沿铁心圆周方向均匀绕制,磁通在铁心内部沿铁心而闭合。

环型铁心变压器的铁心被线圈所包围,铁心散热面积为0,铁心和线圈因损耗产生的热量全部通过线圈表面散发出去。

环型铁心用于从工频到高频的各种频率范围的变压器中。

这种结构充分利用铁心材料的磁性能,基本上所有的精密软磁合金都采用环型结构。

环型铁心的漏磁最小,对外界的磁影响也最小。

由于外磁场方向与环型铁心中工作磁场的方向垂直,线圈不切割外磁场磁力线,外磁场在线圈中不产生感应电动势,因此,外磁场对环型变压器的影响最小。

2.4外磁场对环型铁心变压器的影响2.2 铁心的加工方法2.2.1 冲片铁心冲片铁心适用于钢板(带)厚度在0.1mm以上的材料。

由于冲制工艺简单、效率高、基本无废料、成本低,冲片铁心广泛用于小功率电源变压器和音频变压器中。

特别是EI型壳式冲片铁心,更是目前大量使用的一种铁心结构2.2.2 卷绕铁心卷绕铁心是用一定宽度或宽度可变的钢带在适当形状的心子(一般为矩形或环型)上连续绕制而成。

由于钢带的取向方向与磁通方向完全一致,因此,卷绕铁心能使铁心材料的性能得到充分发挥。

目前,各种高性能取向硅钢带相继问世,具有优异磁性能的卷绕铁心获得广泛应用。

2.3 铁心材料2.3.1 金属软磁性材料2.3.1.1 硅钢硅钢是一种含硅量在5%以下的铁硅合金。

一般含硅量为2.3%---3.6%。

目前常用的硅钢材料是冷轧无取向硅钢带和冷轧取向硅钢带。

冷轧无取向硅钢带含硅最低,一般在0.5%---2.5%之间。

厚度分为0.35mm、0.5mm和0.65mm三种,以0.5mm使用最多。

冷轧无取向硅钢带在其轧制方向与垂直于轧制方向的磁性能差异不大,即采用冲制与采用卷绕工艺的铁心磁性能差异不大。

冷轧无取向硅钢带磁感应强度较高、磁导率较高、但铁损大,一般用于小功率工频电源变压器和音频变压器。

冷轧无取向硅钢带价格便宜,多数冲制成EI型铁心片使用。

冷轧取向硅钢带含硅量较高,一般在2.5%---3%之间。

厚度为0.27mm、0.30mm和0.35mm三种,以0.35mm 使用最多。

冷轧取向硅钢带在其轧制方向与垂直于轧制方向的磁性能差别较大,即冲制铁心与卷绕铁心的磁性能差别很大。

冷轧取向硅钢带的磁感应强度高,铁损小,是中大功率工频变压器的首选材料。

它即可采用冲、剪,也可采用卷绕的方法来制造铁心。

提高硅钢带的饱和磁感应强度,降低铁损是当今硅钢带的发展方向。

2.3.1.2 精密软磁合金精密软磁合金主要包括铁镍系软磁合金、铁铝系软磁合金、铁硅铝系软磁合金和耐蚀系软磁合金等,是一种传统的结晶态材料。

精密软磁合金按磁特性可分为高磁导率合金、高矩形比合金和低剩磁(高ΔB )合金三种。

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