电源变压器是低频变压器 . 本文介绍的方法适合 50Hz一千瓦以下普通交流变压器的设计 .
(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 :
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P: 变压器的功率.
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单位: 瓦(W)
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B: 硅钢片的工作磁通密度.
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单位: 高斯(Gs)
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S: 铁心的截面积.
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单位: 平方厘米(cm2）
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N: 线圈的每伏圈数.
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单位: 圈每伏(N/V)
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I: 使用电流.
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单位: 安(A)
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D: 导线直径.
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单位: 毫米(mm)
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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
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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
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GEI12 10*15 8 38 22 44 1.53 1.64
12*18 1.84 1.97 |
