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小型变压器的简易计算:

2010-07-29  碧血蓝鹰
小型变压器的简易计算:

1,求每伏匝数
每伏匝数=55/铁心截面
例如,铁心截面=3.5╳1.6=5.6平方厘米
故,每伏匝数=55/5.6=9.8匝

2,求线圈匝数
初级线圈 n1=220╳9.8=2156匝
次级线圈 n2=8╳9.8╳1.05=82.32 可取为82匝
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
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的电压是原变压器次级电压的1.4倍。

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。
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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。

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。

我国生产的电力配电变压器均采用y/y0-12或y/三角形-11这两种标准结线方法.数子12和11表示原绕组和副绕组线电压的相位差,也就是所谓变压器的结线组别.在单相变压器运行是,结线问题往往不为人们所重视,然而,在变压器的并联运行中,结线问题却具有重要意义。

变压器基本知识_变压器分类(压器的种类)
常用变压器的分类可归纳如下:
(1)按相数分:
单相变压器:用于单相负荷。
三相变压器:用于三相系统的升、降电压 。
(2)按冷却方式分:
干式变压器:依靠空气对流进行冷却,一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。
油浸式变压器:依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。
(3)按绕组形式分:
双绕组变压器:用于连接电力系统中的两个电压等级。
三绕组变压器:一般用于电力系统区域变电站中,连接三个电压等级。
自耦变电器:用于连接不同电压的电力系统,也可做为普通的升压或降后变压器用。
(4)按铁芯形式分:
芯式变压器:用于高压的电力变压器。
壳式变压器:用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
(5)按用途分类:
电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器等。
什么是音频变压器
音频变压器是一个感性元件它对不同的频率就呈现不同的阻抗(zl=2πfl),在音频的低端漏感作用是非常少的可忽略不计,此时放大管的负载是l和r0的并联值,l的值越大感抗也越大,对r0的分流作用就越少,r0上的音频功率就越大。
在音频的高端区电感可视为开路,而漏感作用将随频率升高越来越显著,此时放大管的负载相当于漏感+r0(串联),另外分布电容对信号也起到了旁路的作用,显然由于漏感的存在和分布电容的存在,r0所获得的功率随着频率的升高而减少,为此音频变压器在音频的高频区往往失真大,功率增益低,频响变差。
电源变压器的检测测量方法
变压器的检测主要包括以下内容:
1、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象:如线圈引线是否断裂,脱焊,绝缘材料是否有烧焦痕迹,铁心紧固螺杆是否有松动,硅钢片有无锈蚀,绕组线圈是否有外露等。
2、绝缘性测试:用万用表r×10k挡分别测量铁心与初级,初级与各次级、铁心与各次级、次级各绕组间的电阻值,万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则,说明变压器绝缘性能不良。
3、线圈通断的检测:将万用表置于r×1挡,测试中,若某个绕组的电阻值为无穷大,则说明此绕组有断路性故障。
4、判别初、次级线圈:电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的,并且初级绕组多标有220v字样,次级绕组则标出额定电压值,如15v、24v、35v等。再根据这些标记进行识别。
5、空载电流的检测:
直接测量法:将次级所有绕组全部开路,把万用表置于交流电流挡(500ma,串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220v交流市电时,万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10%~20%。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100ma左右。如果超出太多,则说明变压器有短路性故障。
间接测量法:在变压器的初级绕组中串联一个10/5w的电阻,次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后,用两表笔测出电阻r两端的电压降u,然后用欧姆定律算出空载电流i空,即i空=u/r。
6、空载电压的检测:将电源变压器的初级接220v市电,用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(u21、u22、u23、u24)应符合要求值,允许误差范围一般为:高压绕组≤±10%,低压绕组≤±5%,带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤±2%。
7、一般小功率电源变压器允许温升为40℃~50℃,如果所用绝缘材料质量较好,允许温升还可提高。
8、检测判别各绕组的同名端:在使用电源变压器时,有时为了得到所需的次级电压,可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时,参加串联的各绕组的同名端必须正确连接,不能搞错。否则,变压器不能正常工作。
9、电源变压器短路性故障的综合检测判别:电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越大,而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压器,其空载电流值将远大于满载电流的10%。当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热,用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。
常用数码设备变压器的选择
数码电子设备所需要的外接电源的电压一般多为3伏、4.2伏、5伏、5.4伏、6伏、7.2伏、8.4伏(数码相机、掌上电脑)、9-12伏(摄象机);手提电脑用的外接电源一般是12-19伏的。在选择过程中,必须考虑外接变压器输出电压高低和电流大小的问题。
1:常用数码设备变压器的选择_直流输出电压范围的确定
一般我们使用的数码设备等电子产品所用的电压都会在产品的外壳写清楚。如:dc 3伏,或者 dc 5伏。这是表明要使用直流输出电压为3伏的电源变压器或者直流输出电压为5伏的变压器给它供电。其实,电子产品在设计的时候,对于电压的工作范围都有一个比较宽松的耐压和欠压范围。也就是说虽然那些电子产品上面写了是3伏5伏的,但并不是必须要那么严格。数码设备里面的电子电路在设计的时候已经考虑了这些情况。说的简单点,标明dc 3伏的,它的电压工作范围一般在:2.7伏---3.5伏都可以用(也就是说可以选择输出电压为3伏或者3.3伏的标准电源变压器);标明dc 5伏的,它的电压工作范围一般在:4.5----5.5伏(也说选择输出电压为4.5伏、5伏和5.4伏的标准电源变压器);这些在电子产品设计的时候已经在集成电路里面就作好了的。所以,我们在选择电源变压器的时候,只要结合你的电子产品标示的电压数据,选择在工作范围的电源变压器就可以正常工作,也不会烧坏(或者发生电压低的故障)。
2:常用数码设备变压器的选择_变压器输出电流大小的选择
电压确定了,在选择电源变压器的时候,要优先选择输出电流大的。这样,就可以为那些要求电流大的电子产品提供强劲的电流,从而保证用电器获得稳定的电压和减少发热。数码相机和摄象机一般要选择输出电流达1a--2a的,pda电流要小些。笔记本电脑电流要求的要高一些一般在2-4a。这些都是我们在选择外接变压器要考虑的。进口的电源变压器它上面标示的电流一般比较规范,而且过载能力强,这与设计产品时所用的电子元件有关系,许多或者说留的余量比较大;一般标明1a的,输出1.5a左右;国产许多杂牌的变压器上面标明是1a的,输出电流达不到1a,有的也许在700-800ma左右。
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,单位:CM,P为功率)

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