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變壓器设计方法与技巧简介
時間:2018年08月27日  信息來源:本站原創  點擊:

一、设计 2kVA 以下的电源變壓器及音频變壓器一些电子线路设计人员及电子、电工爱好者经常碰到设计好的變壓器,绕制时却绕不下;另外,设计的變壓器,在带足负载后,次级电压明显下降。还有一部分设计的變壓器的性能良好,但成本较高而没有商业价值。笔者在这里谈谈變壓器的设计方法与技巧。
變壓器截面积确定:
大家知道铁芯截面积是根据變壓器总功率“ P ”
确定的 (A=1.25 根号 P) 。在设计时。假定负载是恒定不变的,则其铁芯截面积通常可选取计算的理论值。如果其负载是变化比较大的,例如,音频、功放电源等變壓器的截面积,则应适当大于理论计算值,这样才能保证有足够的功率输出能力 ( 因为一旦截面积确定后,就不可能再选择功率余量了 ) 。如何确定这些變壓器的“ P ”值呢 ? 应该计算出使用时负荷的最大功率,并且估算出某些變壓器在使用中需要输出的最大功率。特别是音频變壓器、功放电路的电源變壓器等 ( 笔者测试过多种功放电路的音频變壓器、功放电路的电源變壓器;音频變壓器在大动态下明显失真,电源變壓器在大动态下次级电压明显下降。经测算,截面积不够是产生上述现象的主要原因之一 ) 。
每伏匝數的確定:
變壓器的匝数主要取决于铁芯截面积和硅钢片的质量,通常从参考书籍计算出的每伏匝数是比较多的,经实验证明,从理论设计的数值上,将每伏匝数降低 10% ~ 15% 是没有问题的。例如,一只的电源變壓器,根据理论计算 ( 中矽钢片 8500 高斯每伏匝数为 7.2 匝,而实际每伏只需 6 匝就可以了,且这样绕制的變壓器空载电流在 26mA 左右。
笔者和同行在解剖过日本生产的家用电器上的电源變壓器时发现,他们生产的變壓器每伏匝数比我们国产的變壓器线圈匝数要少得多,同样 35W 的电源變壓器每伏匝数只有匝,空载电流 45mA 左右。
通过适当减少匝数,绕制出来的變壓器不但可以降低内阻,而且避免了采用普通规格硅钢片时经常出现的绕不下的麻烦,还节省了成本,提高了性价比。
漆包線的線徑確定:

變壓器设计方法与技巧简介

线径是根据负载电流而确定的。由于在不同的情况下,漆包线通载电流差距较大,故确定线径的幅度也较大,一般在额定的电流下连续工作的變壓器,其工作电流基本不变,但在散热条件不理想,且环境温度比较高时,应按电流密度为 2A /平方毫米选取漆包线的线经。如果變壓器连续工作时负载电流基本不变。但本身散热条件很好,环境温度又不高。變壓器漆包线按电流密度 2.5A /平方毫米选取线径;假如一般时段工作电流只有最大电流的 1 / 2 ,漆包线按电流密度 3.3~5A /平方毫米选取线径,音频變壓器的漆包线按电流密度 3.5 ~ 4A 平方毫米选取线径。这样,因时制宜取材,既可保证质量又可大大降低成本。
二、两种特殊變壓器设计方法与技巧高压工频變壓器:
这类變壓器往往工作电压几千伏,但电流只有毫安至几十毫安,由于电压较高,次级的绝缘要求很高。
在繞制時,常采用層層墊紙,這按通常方法設計且采用普通規格化的矽鋼片是繞不下的。故應選用窗口較大的矽鋼片,另外適當增加疊厚,用加大截面積的辦法來減少初、次級的匝數。
多次级的變壓器:
这类變壓器的次级多数在七八组以上,电流大小不等,但每组不一定同时接负载。所以计算功率不一定全部算进去,只要将同时带负载的次级绕组计算出来即可。同样应选窗口较大的硅钢片,初级线圈的线径应根据次级各组同时使用的实际功率确定。采用以上的方法设计,既能保证性能又可以降低生产的成本。
概言之:要想设计出性价比高的變壓器,铁芯截面积只能大不可小,變壓器适当减少每伏匝数.详细分析负载情况,合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践与推算、推敲,才能真正掌握變壓器的设计方法与技巧。
來源:電力工程技術

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