6P3P电源牛试制开练。。。。

电源变压器计算

“乙猪”同学提出电源变压器计算问题， 他的要求是做6P3PX2单端：
      高压输出：330V，140ma ；
      灯丝1：5V，3A；
      灯丝2：6.3v，3A，
      初、次级间应加有屏蔽层。


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＋3组(灯丝电压×电流)）/ 效率
   ＝（1.4×330×0.140＋5×3＋6.3×3/ 0.9
   ＝（64.7＋15＋18.9）/ 0.9
   ＝110VA

（2）计算原边电流
I1＝1.05×P / 220＝0.525A


（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。
按照2.5A/mm2计算,则D＝0.70×√I  
并规整为产品规格里有的线径（可查资料）：
按照线材规格表选定：
      原边直径D1＝0.51mm
      高压绕组直径D2＝0.23mm
      灯丝绕组1直径D3＝1.2mm
      灯丝绕组2直径D4＝1.2mm

验算实际单位面积载流密度：

原边（0.51mm，截面积0.2043 mm2，通过电流0.525A）载流密度：2.57A/mm2
高压绕组（0.23mm，截面积0.04155mm2，通过电流0.7×0.140A）载流密度：2.36A/mm2
灯丝绕组1（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2
灯丝绕组2（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2

(4) 铁心需要截面面积
       S0＝ 1.25√P ＝1.25×√110＝13.1CM2

（5）手头现有铁心：
          手头现有铁芯型号舌宽＝34MM＝3.4CM
          手头现有铁芯叠厚5.2CM
          铁心截面面积17.68CM2

（6）手头现有铁心有效截面积：
  S1＝舌宽×叠厚 / 1.1 ＝ 16.07 CM2   可用。
   
（7） 计算每伏匝数
计算式：每伏匝数n＝（45000）/（B×S1）
其中 B＝10000－12000（中等质量硅钢片）
或15000（Z11等高质量硅硅片）
或8000（电动机用硅钢片）。

    S1：铁心有效截面积，等于（舌宽×叠厚）/1.1

   手头现有铁芯是中等质量铁心，取B＝11000   则：
n＝ 450000 / B×S1
   ＝ 450000 /（11000×16.07）
   ＝ 2.545 ( T / V )


（8）计算每组匝数
原边圈数：N1＝220n＝220×2.545×0.95＝532（T）
副边高压：N3＝330×1.05×n＝880（T）－－这是一半，还要再×2＝1760T。
灯丝1（5V）： N4＝5×1.05×n＝13（T），
灯丝2（6.3V）：N5＝6.3×1.05×n ＝17（T），


（10）计算每层可绕圈数（窗口两端要留下0.5MM×2，线包两端各留2.5MM）。
选用的铁心窗口高度H=51mm，则可绕线高度h＝H－0.5×2－2.5×2＝45mm＝4.5CM，

查表得知：带漆皮最大外径
  D1Max＝0.56mm
D3Max＝0.255mm
  D4Max＝1.28mm
  D5Max＝1.28mm

查“每厘米可绕圈数表”得到
原边每层可绕：17.9×4.5＝80圈，
高压每层可绕：39.2×4.5＝176圈，
灯丝2每层可绕：7.8×4.5＝35圈，
灯丝3每层可绕：7.8×4.5＝35圈。


（11）各绕组的层数
前面已经算出各组圈数则，则各绕组的层数：
    原边绕组：532/ 80＝6.65，取7层，
    高压绕组：1760/176＝10.0，取10层，
    灯丝1绕组 灯丝2绕组合绕在同1层，（间隔开2MM）。
         

（12）绝缘设计
骨架用1MM红钢纸，外加0.15MM覆膜青壳纸2层；
      原边绕组的层间垫纸用0.08MM电缆纸；
      副边高压绕组的层间垫纸用0.06MM电缆纸；
      各个组间绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层＋0.08MM电缆纸2层；
      线包外绝缘用0.15MM覆膜青壳纸1层＋0.08MM电缆纸2层


（13）计算线包（压实的）厚度：
＝（ 1＋0.15X2）（骨架及内层绝缘）
  ＋（7×0.56＋6×0.08）（原边绕组）
  ＋（0.15×2＋0.08×2）（原边与隔离层间绝缘）
  ＋（0.10）（隔离层）
  ＋（0.15×2＋0.08×2）（组间绝缘1）
  ＋（10×0.255＋9×0.08）（高压绕组）
  ＋（0.15×2＋0.08×2）（组间绝缘2）
  ＋（1.28）（灯丝1、2）
  ＋（0.15×2＋0.08×2）（线包外绝缘）
＝1.30＋4.40＋0.46＋0.10＋0.46＋3.27＋0.46＋1.28＋0.46
＝12.19mm


（14）检验“蓬松系数”
蓬松系数＝（铁片窗口宽度－0.5）/ 线包（压实的）厚度
“蓬松系数”一般可以在1.2－1.3间，蓬松系数小者要注意绕的紧，蓬松系数过大说明选的铁心规格大了，要重选重算。

检验：
蓬松系数＝17 / 12.19 ＝ 1.394   

结论：该铁心规格大了，可以设计更大容量。






考虑到铁心很大，可以做成更大的。

可以做6P3PX2推挽：
    高压输出：330V，200ma ；
    灯丝1：6.3v，2.5A，
    灯丝2：6.3v，2.5A，
    灯丝3：5V，3A；
    初、次级间应加有屏蔽层。


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＋3组(灯丝电压×电流)）/ 效率
   ＝（1.4×330×0.20＋6.3×2.5 6.3X2.5＋5×3）/ 0.9
   ＝（92.4＋15.75 15.75＋15）/ 0.9
   ＝ 154VA


（2）计算原边电流
I1＝1.05×P / 220＝0.737A


（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。
按照3.0A/mm2计算,则D＝0.65×√I  
并规整为产品规格里有的线径（可查资料）：

选定：
原边直径D1＝0.55mm
高压绕组直径D2＝0.29mm
灯丝绕组1直径D4＝1.12mm
灯丝绕组2直径D4＝1.12mm
灯丝绕组3直径D5＝2 X 0.8mm，


验算实际单位面积载流密度：
原边（0.55mm，截面积0.2376 mm2，通过电流0.737A）载流密度：3.10A/mm2
高压绕组（0.25mm，截面积0.04909mm2，通过电流0.7×0.20A）载流密度：2.85A/mm2
灯丝绕组1（1.12mm，截面积0.9161mm2，通过电流2.8A）载流密度：3.06A/mm2
灯丝绕组2（1.12mm，截面积0.9161mm2，通过电流2.8A）载流密度：3.06A/mm2
灯丝绕组3（2 X0.80mm，截面积2X0.5027mm2，通过电流3A）载流密度：2.98A/mm2


(4) 铁心应有截面面积
       S0＝ 1.25√P ＝1.25×√154＝15.6CM2


（5）实际铁心截面积：
          手头现有铁芯型号舌宽＝34MM＝3.4CM
          手头现有铁芯叠厚5.2CM
          铁心截面面积17.68CM2

（6）手头现有铁心有效截面积：
S1＝舌宽×叠厚 / 1.1 ＝ 16.07 CM2   大于15.6MM2，可用。
   

（7） 计算每伏匝数
计算式：每伏匝数n＝（45000）/（B×S1）
其中 B＝10000－12000（中等质量硅钢片）
或15000（Z11等高质量硅硅片）
或8000（电动机用硅钢片）。
    S1：铁心有效截面积，等于（舌宽×叠厚）/1.1

   假设手头现有铁芯是中等质量铁心，取B＝11000   则：
n＝ 450000 / B×S1
   ＝ 450000 /（11000×16.07）
   ＝ 2.545 ( T / V )


（8）计算每组匝数
原边圈数：N1＝220n＝220×2.545×0.95＝532（T）
副边高压：N3＝330×1.05×2.545＝882（T）－－这是一半，还要再×2＝1764T。
灯丝1（6.3V）：N5＝6.3×1.05×2.545 ＝17（T），
灯丝2（6.3V）：N5＝6.3×1.05×2.545 ＝17（T），
灯丝3（5V）： N4＝5×1.05×2.545＝13（T）双线并绕。


（10）计算每层可绕圈数（窗口两端要留下0.25MM×2，线包两端各留2.5MM）。
选用的铁心窗口高度H=51mm，则可绕线高度h＝H－0.5－2.5×2＝45.5mm＝4.55CM，
查表得知：带漆皮最大外径
   D1Max＝0.60mm
   D2Max＝0.275mm
   D3Max＝1.12mm
   D4Max＝1.12mm
    D5Max＝0.86mm

查“每厘米可绕圈数表”得到
原边每层可绕：16.7×4.55＝76圈，
高压每层可绕：36.4×4.55＝165圈，
灯丝１每层可绕：8.9×4.55＝40圈
灯丝２每层可绕：8.9×4.55＝40圈，
灯丝３每层可绕：11.6×4.55＝52圈。


（11）各绕组的层数
    前面已经算出各组圈数，则各绕组的层数：
        原边绕组：532/ 76＝7.0，取7层，
        高压绕组：1764/165＝10.7，取11层，
        灯丝1绕组 灯丝2绕组合绕在同1层，（间隔开2MM）。
        灯丝３绕1层（双线并绕）


（12）绝缘设计
     骨架用1MM红钢纸，外加0.15MM覆膜青壳纸1层；
      原边绕组的层间垫纸用0.08MM电缆纸；
      副边高压绕组的层间垫纸用0.05MM电缆纸；
      各个组间绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层＋0.08MM电缆纸1层；
      线包外绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层


（13）计算线包（压实的）厚度：
＝（ 1＋0.15）（骨架及内层绝缘）
  ＋（7×0.60＋6×0.08）（原边绕组）
  ＋（0.15×2＋0.08）（原边与隔离层间绝缘）
  ＋（0.10）（隔离层）
  ＋（0.15×2＋0.08）（组间绝缘1）
  ＋（11×0.275＋10×0.05）（高压绕组）
  ＋（0.15×2＋0.08）（组间绝缘2）
  ＋（1.12）（灯丝1、2）
  ＋（0.15×2＋0.08）（组间绝缘3）
  ＋（0.86）（灯丝3）
  ＋（0.15）（线包外绝缘）
＝1.15＋4.68＋0.38＋0.10＋0.38＋3.525＋0.38＋1.12＋0.38＋0.86＋0.31
＝13.27mm


（14）检验“蓬松系数”
    蓬松系数＝（铁片窗口宽度－0.5）/ 线包（压实的）厚度
    “蓬松系数”一般可以在1.2－1.3间，蓬松系数小者要注意绕的紧，不然可能绕完了发现装不进铁片；蓬松系数过大说明选的铁心规格大了，要重选重算。

检验：
    蓬松系数＝17 / 13.27 ＝ 1.28   

可行。

计算完毕。

[ 本帖最后由 fjzxx46 于 2009-2-6 06:42 编辑 ]