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[转帖]环型变压器的计算公式

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电梯直达

1^#

发表于 2007-9-8 17:25 |只看该作者 |正序浏览

来自牛哥土炮的zheng1兄的帖子下面是我看到的一篇关于环型变压器比较权威的计算方法和公式,看完以后有些糊涂,按照下面的计算方法,铁心截面积20平方CM的牛 20/0.75=26.6 26.6X26.6=707.56VA,而我的计算方法20X20=400VA!相差300VA! 按照磁通密度1.4T来计算,220VA,初级绕组V每匝= B——磁通密度（T）,B=1.4T。代入得N10==2.9匝/V，取N10=3匝/V，则 N1=N10U1=3×220=660匝我的计算方法,50/11平方厘米=4.54匝/V 4.54X220=998.8匝!相差340匝! 难道我的计算方法太保守? 通过设计一台50Hz石英灯用的电源变压器，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P2 P2=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I1P1===207VA(6)I1===0.94A 3）计算铁心截面积SS=K(cm2)(7) 式中：K——系数与变压器功率有关，K=0.6～0.8，取K=0.75； PO——变压器平均功率，Po===202VA。则S=0.75=10.66cm2，取S=11cm2。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。核算所选用的铁心的截面积S=H=×40×10－2=11cm2 4）计算初级绕组每伏匝数N10与匝数N1N10=（匝/V）（8）式中：f——电源频率（Hz），f=50Hz； B——磁通密度（T）,B=1.4T。代入得N10==2.9匝/V，取N10=3匝/V，则 N1=N10U1=3×220=660匝。 5）计算次级绕组每伏匝数N20与匝数N2N20=（匝/V）（9）代入得N20==3.23匝/V，则 N2=N20·U2=3.23×11.8=38.1匝，取N2=38匝。 6）选择导线线径图7环形变压器截面图绕组导线线径d按式(10)计算d=1.13(mm)(10) 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d=0.72(mm)则初级绕组线径d1=0.72=0.69mm，选漆包线外径为0.72mm。次级绕组线线径d2=0.72=2.94mm，选用两条d=2.12mm（考虑绝缘漆最大外径为221mm）导线并绕。因为2.94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n1n1=（匝）（11）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。代入得n1==197匝则初级绕组的层数Q1为Q1===3.35取整数Q1=4层初级绕组厚度δ1为 δ1=Q1d1kp=4×0.72×1.15=3.3mm 则初级绕组包绝缘后的内径Dn2为 Dn2=Dn1－2(δ1＋t1)=52－2(3.3＋1)=43.4mm 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n2===27匝则次级绕组的层数Q2为Q2===1.41，取整数Q2=2层。次级绕组厚度δ2为 δ2=Q2d2kp=2×2.21×1.15=5.08mm 3）计算绕完初次级绕组及包绝缘后的内径Dn4 Dn4=Dn2－2(δ2＋t2)=43.4－2(5.08＋1)=31.24mm 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 () 表4环形变压器空载特性测量数据表交流输入电压U1/V空载电流I0/mA 202.1 403.3 604.0 804.9 1005.6 1206.4 1407.3 1608.3 1809.6 20011.2 22013.8 24018 25022.7 环形变压器及其应用图9环形变压器空载特性曲线图8空载特性测量电路 ΔU=×100％==6.4％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。Δτm=(k＋t1)－(t2－t1)（12）测量的数据及计算结果列于表5 表5200VA环形变压器温升试验数据绕组类别测冷阻（r1）时的环境温度t1/℃测热阻（r2）时的环境温度t2/℃t1时绕组电阻r1/Ωt2时绕组电阻r2/Ω常数k绕组平均温升Δτ/℃ 初级34.835.55.2755.958234.534.2 次级34.835.50.018520.0208234.532.5 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。 8结语环形变压器以其优良的性能和有竞争力的性能价格比，可以预期它会在较大领域内取代传统的叠片式变压器，随着环形变压器技术性能进一步提高，它将会在电子变压器领域中有更广阔的应用前景。

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amwdwjss

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12^#

发表于 2007-9-12 17:05 |只看该作者

学习有两个铁芯正想饶牛

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神马精灵

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11^#

发表于 2007-9-11 08:23 |只看该作者

这年头变压器去定做就是了，还弄什么自己弄呢，学太多肯定头晕

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stillstone

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10^#

发表于 2007-9-10 21:59 |只看该作者

多谢蓝蓝，我的铁芯只有20mm高，最多做50-60w了

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语蓝

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9^#

发表于 2007-9-9 20:02 |只看该作者

以下是引用论坛总管在2007-9-9 19:15:13的发言：猫猫。我晕啊

你对这个没兴趣,当然晕了让你看一篇这么长的h小说,你会晕么?

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xr000

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8^#

发表于 2007-9-9 19:19 |只看该作者

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论坛总管

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7^#

发表于 2007-9-9 19:15 |只看该作者

猫猫。我晕啊

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XYXZ1010

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6^#

发表于 2007-9-8 21:45 |只看该作者

太复杂,看得头云晕．

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语蓝

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5^#

发表于 2007-9-8 17:30 |只看该作者

以上皆转贴.

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语蓝

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4^#

发表于 2007-9-8 17:29 |只看该作者

刚才和本坛的一个资深朋友聊了一会,现在厂家的计算方法大约是:优质牛是0.7,每1MM平方4A电流.结合我拆开的声达牛,太阳花,箭猪牛来看,上面的理论可能是得到大部分厂家的认同! 如果这样下来,我饶500W牛那不就是初级绕组1.1=8.4A 22.5/0.7=32.14X32.14=1033W了!哈哈! 导线拉直以后(电灯线)每平方毫米,可以通过电流=6A(铝导线=4A);而绕制线圈后,铜线只能通过2.5A.若按照4A设计.还是过了.忽略了电感作用.可能对厂家有益处.而对于使用者来说.有被欺骗的感觉. 这也就是我要发这个帖子讨论的原因,老老实实按照规矩饶出来的牛和和批量生产的牛的区别,抛开工艺不说,相同用料相同功率,厂家的毛利润最少是成本的2-3倍!当然,垃圾牛很便宜,质量的话,估计降个4-5倍问题不大. 电子音响制作中,还有一种议论:环形变压器以\"高个子,小洞眼\"的最好! 其意思是:小洞眼___直径越小,磁路越短越好;铁心高度越高___相同的铁心厚度下,增加高度,也增大铁心面积了.

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