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變壓器設計方法與技巧概述

編輯部 | 2012/1/19 8:10:09


變壓器設計方法與技巧概述

一、設計2kVA以下的電源變壓器及音頻變壓器GYD干式試驗變壓器
一些電子線路設計人員及電子、電工愛好者經常碰到設計好的變壓器,繞制時卻繞不下;另外,設計的變壓器,在帶足負載后,次級電壓明顯下降。還有一部分設計的變壓器的性能良好,但成本較高而沒有商業價值。筆者在這里談談變壓器的設計方法與技巧。
變壓器截面積確定:
大家知道鐵芯截面積是根據變壓器總功率“P”確定的(A=1.25*SQRT(P)。武漢智能星電氣有限公司在設計時,假定負載是恒定不變的,則其鐵芯截面積通??蛇x取計算的理論值。如果其負載是變化比較大的,例如,音變壓器有載開關測試儀頻、功放電源等變壓器的截面積,則應適當大于理論計算值.這樣才能保證有足夠的功率輸出能力(因為一旦截面積確定后,就不可能再選擇功率余量了)。如何確定這些變壓器的"P"值呢?應該計算出使用時負荷的最大功率。并且估算出某些變壓器在使用中需要輸出的最大功率。特別是音頻變壓器、功放電路的電源變壓器等(筆者測試過多種功放電路的音頻變壓器、功放電路的電源變壓器;音頻變壓器在大動態下明顯失真,電源變壓器在大動態下次級電壓明顯下降。經測算,截面積不夠是產生上述現象的主要原因之一)。
每伏匝數的確定:
變壓器的匝數主要取決于鐵芯截面積和硅鋼片的質量,通常從參考書籍計算出的每伏匝數是比較多的,經實驗證明,從理論設計的數值上,將每伏匝數降低 10%~15%是沒有問題的。例如,一只35W的電源變壓器,根據理論計算(中矽鋼片8500高斯)每伏匝數為7.2匝,而實際每伏只需6匝就可以了,且這樣繞制的變壓器空載電流在26mA左右GYD干式試驗變壓器
筆者和同行在解剖過日本生產的家用電器上的電源變壓器時發現。他們生產的變壓器每伏匝數比我們國產的變壓器線圈匝數要少得多,同樣35W的電源變壓器每伏匝數只有4.8匝,空載電流45mA左右。通過適當減少匝數。繞制出來的變壓器不但可以降低內阻,而且避免了采用普通規格硅鋼片時經常出現的繞不下的麻煩。還節省了成本,提高了性價比。
漆包線的線徑確定:
線徑是根據負載電流而確定的。由于在不同的情況下,漆包線通載電流差距較大,故確定線徑的幅度也較大,一般在額定的電流下連續工作的變壓器,其工作電流基本不變,但在散熱條件不理想,且環境溫度比較高時,應按電流密度為2A/mm2選取漆包線的線經。如果變壓器連續工作時負載電流基本不變,但本身散熱條件很好,環境溫度又不高,漆包線按電流密度2.5A/mm2選取線徑:假如一般時段工作電流只有最大電流的1/2。漆包線按電流密度3—3.5A/mm2 選取線徑。音頻變壓器的漆包線按電流密度3.5~4A/mm2選取線徑。這樣,因時制宜取材,既可保證質量又可大大降低成本。
二、兩種特殊變壓器設計方法與技巧
高壓工頻變壓器:
這類變壓回路電阻測試器往往工作電壓幾千伏,但電流只有毫安至幾十毫安,武漢智能星電氣有限公司由于電壓較高,次級的絕緣要求很高,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硅鋼片是繞不下的。故應選用窗口較大的硅鋼片,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。
多次級的變壓器:
這類變壓器的次級多數在七八組以上.電流大小不等,但每組不一定同時接負載,所以計算功率不一定全部算進去,只要將同時帶負載的次級繞組計算出來即可。同樣應選窗口較大的硅鋼片,初級線圈的線徑應根據次級各組同時使用的實際功率確定。采用以上的方法設計。既能保證性能又可以降低生產的成本。


 

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