工频变压器设计的计算

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变压器的设计计算方法

变压器的设计计算方法

变压器的设计计算方法变压器的设计计算方法变压器的设计计算方法 1 .电压计算公式(1).Y 丫0型U相=U线/ V 3相=1线(2).△ 型U 相=U线I相=1线/ V 3欲心直径的估算D=K K——经验系数(一般取52〜57)P——每柱容量(P=Se/3)通过查表:得AC铁心的截面面积3 .低压线圈匝数计算(1).初算每匝的电压Et' Et ' =BX At/450-B磁通密度(通常为17.1〜17.5)(2).初算低压线圈匝数Wd Wd‘ =1相/Et '相-----低压线圈相电压按照公式计算低压线圈匝数Wd不一定是整数,若舍去小数位时,磁通密度B将比初算Et时大,若进位为整数匝时,磁通密度B将比初算Et时小。

(3).确定每匝的电压Et Et=U相/ Wd式中:Et值算至小数点后三位(4).磁通密度的计算B=450Et /At=Et XI05 / 222 怒式中:B的单位为千高斯(5).磁通的计算少m=450Et式中:少m的单位为千线4 .高压线圈匝数计算(1).首选计算最大和最小分接相电压=U相X (1 ±5%)(2).根据分接电压计算分接匝数WG仁U相/Et U相----高压额定相电压W G仁U相/Et U相----高压最大分接相电压W G2=U相/Et U 相----高压最小分接相电压(WG1、W G1、W G2都取整数匝)(3).电压校核根据匝数WG1计算计算电压U相'<0.25%最大或最小分接电压的计算公式同上 5 .低压层式线圈的导线选择(1).选用导线时应注意宽厚比:层式为1.5〜3(2).导线截面积的计算A=I相/ J I相---低压相位电流A-----导线截面积J——电流密度(电流密度一般取2.3~2.5)#由导线截面积A查得导线宽度和厚度(指带绝缘的)(3).一般来说容量在630KVA以下线圈形式用双层式。

一般来说容量在2000KVA〜630KV A线圈形式用单层式。

设计变压器的基本公式精编版

设计变压器的基本公式精编版

设计变压器的基本公式为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作,可用下式计算最大磁通密度(单位:T)Bm=(Up×104)/KfNpSc式中:Up——变压器一次绕组上所加电压(V)f——脉冲变压器工作频率(Hz)Np——变压器一次绕组匝数(匝)Sc——磁心有效截面积(cm2)K——系数,对正弦波为4.44,对矩形波为4.0一般情况下,开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。

变压器输出功率可由下式计算(单位:W)Po=1.16BmfjScSo×10-5式中:j——导线电流密度(A/mm2)Sc——磁心的有效截面积(cm2)So——磁心的窗口面积(cm2)3对功率变压器的要求(1)漏感要小图9是双极性电路(半桥、全桥及推挽等)典型的电压、电流波形,变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。

图9双极性功率变换器波形功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关,仅就变压器而言,减小漏感是十分重要的。

(2)避免瞬态饱和一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B-H曲线接近拐点处,因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。

它衰减得很快,持续时间一般只有几个周期。

对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大,在通电瞬间就会发生磁饱和。

由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压,脉冲变压器的饱和,即使是很短的几个周期,也会导致功率开关管的损坏,这是不允许的。

所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。

(3)要考虑温度影响开关电源的工作频率较高,要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小,随着工作温度的升高,饱和磁通密度的降低应尽量小。

在设计和选用磁心材料时,除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外,还要特别注意它的温度特性。

一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小,一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响,按开关电源工作环境温度为40℃考虑,磁心温度可达60~80℃,一般选择Bm=0.2~0.4T,即2000~4000GS。

高频变压器计算

高频变压器计算

高频变压器计算
高频变压器的计算可以按照以下步骤进行:
1. 确定输入电压和输出电压:根据需求确定输入电压和输出电压。

2. 确定输入电流和输出电流:根据功率平衡关系,可以通过输入电压和输出电压的比值,计算得到输入电流和输出电流。

3. 确定变比:根据输入电压和输出电压的比值,计算得到变比。

4. 确定变压器的参数:根据变比和输入输出电流的比值,可以计算得到变压器的参数,例如匝数比、绕组电流密度等。

5. 选择合适的铁芯:根据输出功率和工作频率,选择合适的铁芯材料和规格。

6. 计算绕组:根据变压器参数,计算得到绕组的匝数和截面积。

7. 考虑损耗:根据工作频率和功率大小,考虑变压器的铜损和铁损,进行损耗的计算和估计。

8. 进行热设计:根据变压器的功率和工作条件,进行热设计,确定散热方式和散热器的尺寸。

以上是高频变压器的计算步骤的一般流程,具体的计算方法还需要根据实际情况进行适当调整和估计。

高频变压器计算

高频变压器计算

高频变压器计算1. 引言高频变压器在电子领域中具有广泛的应用,尤其在通信、电力电子、医疗器械等领域中扮演着重要的角色。

在设计高频变压器时,正确的计算方法可以保证其性能和可靠性。

本文将介绍高频变压器计算的基本原理和方法。

2. 变压器的基本原理变压器是基于电磁现象工作的电子设备,它通过电流的变化在一个线圈中产生磁场,进而将磁场传递给另一个线圈,并在另一个线圈中产生电流。

根据电磁感应定律,当一个线圈的磁场变化时,另一个线圈中就会产生感应电动势。

变压器是根据线圈的匝数比来调整输出电压和电流的。

在高频变压器中,由于工作频率较高,需要更细致的计算方法。

3. 高频变压器的主要参数在高频变压器的设计中,需要考虑以下几个主要参数:3.1 匹配阻抗在高频电路中,要达到最大功率传输,输入和输出线圈的阻抗需要匹配。

当输入线圈的阻抗与输出线圈的阻抗相等时,能够实现最大功率传输效率。

因此,通过计算输入线圈和输出线圈的等效电阻,并进行匹配阻抗计算,可以得到最佳的转换效率。

3.2 磁芯选材高频变压器中磁芯的选材非常重要。

磁芯的材料应具有低磁滞、低损耗和高饱和磁感应强度等特性。

常用的磁芯材料有硅钢片、铁氧体、纳米晶等。

根据应用需求和工作频率的不同,选择适合的磁芯材料可以提高变压器的效率和稳定性。

3.3 匝数比计算变压器的匝数比决定了输出电压与输入电压之间的比例关系。

在高频变压器设计中,需要根据所需的输出电压和输入电压计算匝数比。

根据变压器的工作原理以及电压和匝数的关系,可以使用以下公式进行计算:匝数比 = 输出电压 / 输入电压3.4 磁链密度计算磁链密度是指磁场中磁感应强度的大小。

磁链密度的计算是为了保证变压器在工作时不出现过磁和饱和现象,从而提高变压器的性能和可靠性。

通过根据磁芯的特性和工作条件,计算磁链密度的大小,并进行合理的选择和优化。

4. 高频变压器计算实例以一个具体的高频变压器为例,假设输入电压为12V,输出电压为120V,工作频率为1MHz。

变压器设计主要计算公式

变压器设计主要计算公式

空载损耗计算公式:P0=KP t G Fe(w)K----铁心工艺系数取值1.15P t---单位重量铁损耗(w/kg)查硅钢片性能曲线G Fe---铁心总重(kg)G Fe=(4M0+3H w)A t)X7.65X10-4+G△(圆铁心)M0---铁心中心距(mm)H w---铁心窗高(mm)A t---铁心有效截面积(cm2)G△---铁心角重。

G Fe=(2(2M0+B)+3H w)A t X7.65X10-4(方铁心)B---铁心片宽(mm)负载损耗计算公式:P k=P f(P1+P m+P y) (w)P f---附加损耗系数取值1.10~1.12P1---高压绕组电阻损耗(w)P m---低压主绕组电阻损耗(w)P y---低压移相绕组电阻损耗(w)P1=3I12R1I1---高压侧额定电流(A)R1---高压绕组直流电阻(Ω)P m=3I m2R mI m---低压侧主绕组额定电流(A)R m---低压侧主绕组直流电阻(Ω)P y=3I y2R yI y---低压侧移相绕组额定电流(A)R y---低压侧移相绕组直流电阻(Ω)效率计算公式:η=(1-(P0+β2P k)/ (1000βS N cosφ+ P0+β2P k))% β---负载率%S N---变压器额定容量(kV A)cosφ---负载功率因数温升计算公式:t1=0.33kq10.8t1---高压绕组温升(K)k---风冷系数取值0.6q1---高压绕组单位热负荷(w/m2)q1=P1/S1S1---高压绕组有效散热面(m2)S1=∑a i S iS i=(L i-Nb)H k X10-6(m2)a i=0.56(A i1.6/H k)0.25S i---第i个散热面的面积L i---第i个散热面的周长(mm)kN---撑条数b---撑条宽度(mm)a i---第i个散热面的散热系数A i---第i个散热面的气道高度(mm)t2=0.3kq20.8t2---低压绕组温升(K)k---风冷系数取值0.6q2---低压绕组单位热负荷(w/m2)q2=K(P m+P k)/S2K---谐波增加系数取值1.5S2---低压绕组有效散热面(m2)S2=a n S n+S w+βT S TS n=(L n-NB)W n bX10-6S n---低压绕组内表面面积(m2)L n---低压绕组内表面周长(mm)N---撑条数B---撑条宽度(mm)W n---低压绕组饼数b---每饼并绕导线总宽度(mm)a n=0.56(A n1.6/H k)0.25a n---低压绕组内表面的散热系数iH k---低压内散热面的有效高度(mm)S w=L w W n bX10-6S w---低压绕组外表面面积(m2)L w---低压绕组外表面周长(mm)S T=2(L p-NB)WW n X10-6S T---低压绕组横向散热面积(m2)L p---低压绕组平均周长(mm)βT=1.73(1+W/H-√1+(W/H)2)βT---低压绕组横向散热面散热系数W---线饼幅向尺寸(mm)H---线饼间距离平均值(mm)对于低压绕组外有风道的,外表面的散热系数a w与内绕组公式相似。

高频变压器计算书

高频变压器计算书

一、电源计算书1 电源的基本原理:因要求大功率,体积较小的电源,用隔离降压型斩波式DC-DC变换器做成的开关电源可满足这要求。

开关电源的基本原理图见下图:T1将直流电压斩成方波,T1的次级也感应出脉冲波,但由于T1的变比不是1,初、次级脉冲的峰值不一样,起降压作用,次级脉冲波经过C1整流成直流电压。

只要控制T1调制的占空比和T1的变比就可以从C1两端得到所要的直流电压。

2 高频变压器的计算。

2.1 计算初级电感峰值电流假设在最高输入电压AC260V时,最大占空比为δmax=0.25,由于最低输入电压为AC180V,所以V in min=180×1.414-22=230V其中22V为输出电压纹波和整流器压降。

所以根据公式计算峰值电流为(考虑到余量电源的功率设计为15W)2P out2×15Ip= ───────=──────=0.522AV in min×δmax 230×0.25初级电感的峰值电流也为确定功率开关晶体管的最大集电极电流提供了依据。

2.2 确定最小占空比δmin最大输入交流电压经整流后的直流电压为V in max=260×1.4=364VV in max 364K=──────=────=1.58V in min230计算δminδmax 0.25δmin= ─────────= ─────────=0.174(1-δmax)K+δmax (1-0.25)×1.58+0.25所以,当输入直流电压在230V<Vin<364V范围内,变换器将工作在占空比δ的范围是0.174到0.25之间。

2.3 计算变压器初级电感量由公式可得V in min×δmax 230×0.25Lp= ────────= ────────= 1.62 (mH)Ip×f 0.522×68×103所以,初级电感量为716μH (式中f=68×103Hz是根据公式计算出的)2.4 选择磁芯及确定骨架尺寸按照经验公式进行计算,一般磁芯输出功率和磁芯载面积的经验关系式为:Ae≈0.15√Pt 设Pt=20W 则Ae=0.670(cm2)Ae为变压器磁芯的有效载面积;Pt为高频变压器的输入输出功率的平均值。

工频变压器

工频一般指市电的频率,在我国是50Hz,其他国家也有60Hz的。

而可以改变这个频率交流电的电压的变压器,就是叫工频变压器了。

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,没什么可研究的.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。

工频变压器的设计选材从节约能源及原材料的角度,可采取以下建议:1、减少铜的用量,有两个方面可以实现,一是减少线径这就意味着铜阻增大,铜损损耗就会增大。

二是减少圈数,就会使空载电流增大,同样空载损耗就会加大,如果变压器长时间的处于通电待机状态,电力资源的浪费是非常大的。

每年我国因为家用电器的长期处于待机通电状态造成的电力浪费以数十亿元计。

2、变压器设计时应使铜损和铁损相等,这样变压器的损耗最低,工作最稳定,如果一个变压器设计完后,由于为节省铜线,而采取小号的线径和减少圈数的方法,使得铁心窗口还有很多的空间余量,这样就说明铁心的尺寸选择的过大,造成了铁心的浪费,由于铁心的规格大,绕线的平均周长也大,同样会造成铜线的用量增加。

工频变压器设计简介.

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,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。

变压器设计计算

变压器计算: 首先确定设计要求输入直流电压: 24V(范围:22~27V) 输出直流电压: ±22V±*********~5A ±200V±*******~0.5A 输出功率: 102W ~332W 效率: 95%变压器电路图如下:开关电源频率为50kHz 左右,则T s =20us ,匝数比为24:22:200,最大占空比D=0.46 取磁心损耗系数3/6.7cm T W K fe β=,6.2=β,25.0=u K ,ΔB =0.3T ,B m =0.15T 。

总功率损耗设定W P tot 2=(取为输出功率的0.5%)。

图 变压器原副边电压波形图原边两组线圈的电压波形如上图所示,其波形为方波,且频率为PWM 控制芯片SG3525输出的脉冲频率f s =50kHz ,最大占空比取为0.46,两组线圈波形相位差为180º。

其最终等效的原边激励电压波形如图中(3)所示,变压器铁芯在工作时被双向磁化,即工作在第一工作状态。

根据上图所示,计算伏秒面积为sec 8.2202046.0241u V DT V s in ⋅=⨯⨯==λ变压器原副边的工作电流波形如下图所示。

图 变压器原副边电流波形图V 1a V 1b V 1i 1(t)i 2a i 3a T s由图可得到,原边工作电流有效值为A D I n nI n n D I I pk 86.1146.0)5.0242002524222()22(31321211=⨯⨯⨯+⨯⨯=⋅+==式中,I pk1为原边的等效峰值电流,其值等于副边两路输出电流I 2=5A 和I 3=0.5A 的原边等效转换值,考虑到正负电源输出,则电流值取2倍。

由图得,副边+22V 输出端等效输出电流为A D I I V 03.646.0151212222=+⨯=+⨯=+同理,副边+200V 输出端等效输出电流为A D I I V 604.046.015.012123200=+⨯=+⨯=+则变压器所有线圈的电流和为A I n n I n n I I n n I V V j j total 98.32604.024200203.62422286.112212001322121≈⨯⨯+⨯⨯+=++==++∑计算K gfe 值01276.010408.3102.122413310)2)(25.0(4)6.7()98.32()108.220)(10724.1(10)(48188)6.2/6.4()6.2/2(22668)/)2(()/2(221=⋅=⋅⋅=≥---+βββρλtotal u fe total gfe P K K I K查表,选择ETD 铁芯——ETD44又根据公式求得B m 如下:TK l A W MLT K I B fe m c A u total m 12.0)6.7)(6.2(1)86.7()97.0)(23.1()0.6()25.0(2)98.32()108.200)(10724.1(101)(21026.213226682132218=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=+--+ββρλ该值小于设定值B m =0.15T 。

系统的设计中如何计算高频变压器参数

一.电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:Ф = B * S⑴Ф----- 磁通(韦伯)B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米)B = H * μ⑵μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲)H ----- 磁场强度(伏特每米)H = I*N / l ⑶I ----- 电流强度(安培)N ----- 线圈匝数(圈T)l ----- 磁路长路(米)2.电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:EL =⊿Ф / ⊿t * N ⑷EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸⊿Ф----- 磁通变化量(韦伯)⊿i ----- 电流变化量(安培)⊿t ----- 时间变化量(秒)N ----- 线圈匝数(圈T)L ------- 电感的电感量(亨)由上面两个公式可以推出下面的公式:⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:N = ⊿i * L/⊿Ф再由Ф = B * S可得下式:N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹且由⑸式直接变形可得:⊿i = EL * ⊿t / L ⑺联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:L =(μ* S )/ l * N2⑻这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素)3.电感中能量与电流的关系:QL = 1/2 * I2 * L ⑼QL -------- 电感中储存的能量(焦耳)I -------- 电感中的电流(安培)L ------- 电感的电感量(亨)4.根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽N1 -------- 初级线圈的匝数(圈) E1 -------- 初级输入电压(伏特)N2 -------- 次级电感的匝数(圈) E2 -------- 次级输出电压(伏特)二.根据上面公式计算变压器参数:1.高频变压器输入输出要求:输入直流电压:200--- 340 V输出直流电压:23.5V输出电流: 2.5A * 2输出总功率:117.5W2.确定初次级匝数比:次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2) ⑾N1 ----- 初级匝数VIN(max) ------ 最大输入电压k ----- 安全系数N2 ----- 次级匝数Vrrm ------ 整流管最大反向耐压这里安全系数取0.9由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌7.63.计算功率场效应管的最高反峰电压:Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1 ⑿Vin(max) ----- 输入电压最大值Vo ----- 输出电压Vd ----- 整流管正向电压Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌525.36(V)4.计算PWM占空比:由⑽式变形可得:D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd) ⒀D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)由些可计算得到占空比D≌0.4815.算变压器初级电感量:为计算方便假定变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。

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《纯正弦波逆变器制作学习资料工频篇》,由发烧电子DIY 空间提供!绕制工频变压器铁心匝数计算法变压器功率铁芯的选用按公式预计算:S=1.25×根号P,(S是套着线圈部位铁芯的截面积,怎么算下面再讲,单位:CM,P为功率:W) 1.计算每伏需要绕多少匝(圈数)可按公式N :线圈匝数B--硅钢片的磁通密度(T),一般高硅钢片可达1.2-1.4T,中等的约1-1.2T,低等的约0.7-1T,最差的约0.5-0.7T。

S:铁心面积S=0.9ab /平方cmf: 频率50Hz(我国)B--为磁通密度(T)小知识:B值根据铁芯材料不同,A2和A3黑铁皮选0.8T;D11和D12(低硅片)选1.1T到1.2T;D21和D22(中硅片)选1.2T到1.4T;D41和D42(高硅片)选1.4T到1.6T;D310和D320(冷轧片)选1.6T到1.8T; 磁感应强度有一个过时的单位:高斯,其符号为G:1 T = 10000 G。

穿过一块面积的磁力线数目,称做磁磁通量,简称磁通,用Φ示。

磁通量的单位是韦伯,用Wb表示,以前还有麦克斯韦用Mx表示。

如果磁场中某处的磁感应强度为B,在该处有一块与磁通垂直的面,它的面积为S,则穿过它的磁通量就是Φ= BS公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。

当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*cosθ。

Φ读“fai”四声。

单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m^2;=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向,磁感应强度B的单位是高斯(Gs),1 T = 10000 G;面积S的单位是平方厘米;磁通量的单位是麦克斯韦(Mx)。

当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*cosθ。

Φ读“fai”四声。

在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m2;=1V * S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。

S--为铁芯有效面积(单位为平方厘米)S =0.9aba为铁芯中心柱的长b为厚度,(看你叠多少了)0.9是叠片系数(看你叠的紧密不紧密了),2.总匝数知道变压器线圈每伏匝数后,既可求出各绕组总匝数了即:W=UW0式中:W为某绕组总匝数(匝)U为该绕组电压注意!补偿带负载后绕组阻抗引起的次级电压降落,次级匝数应5%到20%(容量小的变压器取计算出初级线圈以10匝1V计算N1=220╳10=2200匝2次级线圈N2=8╳10╳1.05=84次级线圈匝数计算中的1.05是考虑有负荷时的压降3.求导线直径如:要求输出8伏的电流是多少安?这里我假定为2安。

变压器的输出容量=8╳2=16伏安变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安初级线圈电流I1=20/220=0.09安导线直径d=0.8√I初级线圈导线直径d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米次级线圈导线直径d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米经桥式整流电容滤波后后得到的直流电压也就是AC转换成了DC,不会算的朋友注意了,在单项中电压是原变压器次级电压的1.4倍。

这就是我们的220V市电经过整流滤波后得到了311V的原因,环形变压器的设计计算通过设计一台50Hz的电源变压器,其初级电压U1=220V,次级电压U2=11.8V,次级电流I2=16.7A,电压调整率ΔU≤7%,来说明计算的方法和步骤。

1)计算变压器次级功率P2P2=I2U2=16.7×11.8=197VA(5)2)计算变压器输入功率P1(设变压器效率η=0.95)与输入电流I1式中:K——系数与变压器功率有关,K=0.6~0.8,取K=0.75;根据现有铁心规格选用铁芯尺寸为:高H=40mm,内径Dno=55mm,外径Dwo=110mm。

式中:f——电源频率(Hz),f=50Hz;B——磁通密度(T),B=1.4T。

N2=N20·U2=3.23×11.8=38.1匝,取N2=38匝。

6)选择导线线径绕组导线线径d按式(10)计算式中:I——通过导线的电流(A);j——电流密度,j=2.5~3A/mm2。

当取j=2.5A/mm2时代入式(10)得用两条d=2.12mm(考虑绝缘漆最大外径为2。

21mm)导线并绕。

因为Φ2.94导线的截面积Sd2=6.78mm2,而d=2.12mm导线的截面积为3.53mm2两条并联后可得截面积为:2×3.53=7.06mm2,完全符合要求且裕度较大。

6环形变压器的结构计算环形变压器的绕组是用绕线机的绕线环在铁心内作旋转运动而绕制的,因此铁心内径的尺寸对加工过程十分重要,结构计算的目的就是检验绕完全部绕组后,内径尚余多少空间。

若经计算内径空间过小不符合绕制要求时,可以修改铁心尺寸,只要维持截面积不变,电性能也基本不变。

已知铁心内径Dno=55mm,图7中各绝缘层厚度为to=1.5mm,t1=t2=1mm。

1)计算绕完初级绕组及包绝缘后的内径Dn2计算初级绕组每层绕的匝数n1式中:Dn1——铁心包绝缘后的内径,Dn1=Dno-2t0=55-(2×1.5)=52mm;kp——叠绕系数,kp=1.15。

则初级绕组的层数Q1为初级绕组厚度δ1为2)计算次级绕组的厚度δ2计算次级绕组每层绕的匝数n2,考虑到次级绕组是用2×d2=2×2.21mm导线并绕,则可见绕完绕组后,内径还有裕量,所选铁芯尺寸是合适的。

7环形变压器样品的性能测试为检验设计方法的准确性,对按设计参数制成的环形变压器样品进行了性能测试,结果如下。

7.1空载特性测试测量电路如图8所示。

测得的数据列于表4,按照表4的数据,绘出图9所示的空载特性曲线。

从变压器的空载特性看出设计符合要求,在额定工作电压220V时(工作点为A),变压器的空载电流只有13.8mA,即使电源电压上升到240V变压器工作在B点铁心还未饱和,有较大的裕度。

7.2电压调整率测量变压器在空载时测得的次级空载电压U20=12.6V,当通以额定电流I2=16.7A 时,次级输出电压为U2=11.8V,按式(2)计算电压调整率为变压器电压调整率达到ΔU<7%的指标。

7.3温升试验用电阻法对变压器绕组进行温升试验,在通电4h变压器温升稳定后进行测试,并按式(12)计算绕组平均温升Δτm。

测量的数据及计算结果列于表5从温升试验结果看出所设计的变压器已达到标准型温升标准,即Δτm<40℃,初次级绕组温升基本相等,即两绕组功耗较均衡。

7.4绝缘性能试验1)绝缘电阻用500V摇表测试绝缘电阻,初次级绕组之间的绝缘电阻在常态下均大于100MΩ。

2)抗电强度变压器初级与次级绕组之间能承受50Hz,4000V(有效值)电压1min,而无击穿和飞弧。

限定漏电流为1mA,此项试验证明变压器的抗电强度达到IEC标准。

小型变压器的设计原则与技巧小型变压器是指2kva以下的电源变压器及音频变压器。

下面谈谈小型变压器设计原则与技巧。

1.变压器截面积的确定,铁芯截面积a是根据变压器总功率p确定的。

设计时,若按负载基本恒定不变,铁芯截面积相应可取通常计算的理论值即a=1.25 。

如果负载变化较大,例如一些设备、某些音频、功放电源等,此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值,这样才能保证有足够的功率输出能力。

2.每伏匝数的确定变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。

实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10%~15%。

例如一只35w电源变压器,通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕7.2匝,而实际只需每伏6匝就可以了,这样绕制后的变压器空载电流在25ma左右。

通常适当减少匝数后,绕制出来的变压器不但可以降低内阻,而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦,还节省了成本,从而提高了性价比。

3.漆包线的线径确定线径应根据负载电流确定,由于漆包线在不同环境下电流差距较大,因此确定线径的幅度也较大。

一般散热条件不太理想、环境温度比较高时,其漆包线的电流密度应取2a/mm2(线径)。

如果变压器连续工作负载电流基本不变,但本身散热条件较好,再加上环境温度又不高,这样的漆包线取电流密度2?5a/mm2(线径),若变压器工作电流只有最大工作电流的1/2,这样的漆包线取电流密度3~3.5a/mm2(线径)。

音频变压器的漆包线电流密度可取3?5~4a/mm2(线径)。

这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。

综上所述要想设计出性价比较高的变压器,铁芯的截面积只能大不能小;适当减少每伏的匝数;详细分析负载情况;合理选用漆包线的规格。

只有通过反复实践细心推敲,才能真正掌握变压器的设计原则与技巧。

对于感性负荷,无功功率等于视在功率的平方与有功功率的平方差的平方根,即:Q= ;功率因数等于有功功率与视在功率之比,即:Cos =P/S。

如一台300VA 的调压器,带动一台80W的彩电,经计算,消耗网上的无功功率为289.14var;功率因数为0.27。

再如一台500VA的调压器,带动一台200W冰箱,经计算,消耗网上的无功功率为458.26var;功率因数为0.4。

由此说明,对于感性负载,在有功功率一定时,视在功率越大,容量越大,消耗网上的无功功率越大,功率因数越低,设备利用率越低,很不经济。

如何确定变压器线圈导线的电流密度1kva以下变压器电流密度的取值:连续使用的变压器可取3.7到4.7a/mm2;间歇或短时工作的变压器可取5到6安培每平方厘米。

10kva以下空气自冷式单相变压器电流密度的取值:对于内绕组取3到4a/mm2;外绕组散热条件较好,可取4到4.5安培每平方厘米.选取变压器电流密度取值时,通风条件好及容量大者取大值.当使用铝线绕制时,其电流密度可安铜线的60%计算。

如何减小变压器的空载电流变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。

空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。

空载电流的作用是建立工作磁场,又称励磁电流。

当变压器二次侧开路,在一次侧加电压u1e时,一次侧要产生电流io——空载电流。

io=u1e/(z1+zm)z1——变压器一次阻抗zm——变压器激磁阻抗为了减少空载电流,主要就是从变压器的铁芯入手。

1、提高铁芯(如硅钢片)质量。

2、改进铁芯结构。

其他知识交流三相变压器线圈的接法三相电压的变换可以用三只单相变压器或如图所示的三相变压器来完成.三相变压器原理和单相变压器原理相同。

在三相变压器中,每一芯柱均绕有原绕组和副绕组,相当于一只单相变压器.三相变压器高压绕组的始端常用a,b,c,末端用x,y,z来表示.低压绕组则用a,b,c和x,y,z来表示。

高低压绕组分别可以接成星形或三角行.在低压绕组输出为低电压,大电流的三相变压器中(例如电镀变压器),为了减少低压绕组的导线面积,低压绕组亦有采用六相星行或六相反星行接法。

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