36W-65W 高效率 FLYBACK变压器设计公式
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设计变压器的基本公式为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作,可用下式计算最大磁通密度(单位:T)Bm=(Up×104)/KfNpSc式中:Up——变压器一次绕组上所加电压(V)f——脉冲变压器工作频率(Hz)Np——变压器一次绕组匝数(匝)Sc——磁心有效截面积(cm2)K——系数,对正弦波为4.44,对矩形波为4.0一般情况下,开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。
变压器输出功率可由下式计算(单位:W)Po=1.16BmfjScSo×10-5式中:j——导线电流密度(A/mm2)Sc——磁心的有效截面积(cm2)So——磁心的窗口面积(cm2)3对功率变压器的要求(1)漏感要小图9是双极性电路(半桥、全桥及推挽等)典型的电压、电流波形,变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。
图9双极性功率变换器波形功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关,仅就变压器而言,减小漏感是十分重要的。
(2)避免瞬态饱和一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B-H曲线接近拐点处,因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。
它衰减得很快,持续时间一般只有几个周期。
对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大,在通电瞬间就会发生磁饱和。
由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压,脉冲变压器的饱和,即使是很短的几个周期,也会导致功率开关管的损坏,这是不允许的。
所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。
(3)要考虑温度影响开关电源的工作频率较高,要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小,随着工作温度的升高,饱和磁通密度的降低应尽量小。
在设计和选用磁心材料时,除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外,还要特别注意它的温度特性。
一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小,一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响,按开关电源工作环境温度为40℃考虑,磁心温度可达60~80℃,一般选择Bm=0.2~0.4T,即2000~4000GS。
在设计变压器之前还要知道,反激式变换器以单端方式工作。
所谓“单端”, 指的是变压器线圈仅使用了磁通的一半,由于电流和磁通在单端方式工作中从不 会向负的方向转换,所以就有一个潜在的问题,即会驱动磁芯进入饱和状态 昭。
解决磁芯抗饱和的问题可以米用两种办法。
第一,增加磁芯的体积,这样显然会使变压器的体积增大,乃至整个变换器 体积增加,所以,一般我们不采用这种方法。
第二,给磁芯的磁通通路开一个空气隙,使磁芯的磁滞回线变得“扁平” , 这样,对于相同的直流偏压,就降低了工作磁通的密度。
一般情况下, 设计者采 用第二种方法解决问题,它会使变压器的体积更小,结构简单。
1.工作在电流断续模式下的变压器设计1) 一次侧电流峰值I P 。
由于单管变换器均为直流电向变换器供电,单管变 换器获得的功率由电压、电流直流分量(或称为平均值)决定,输入电压为直流, 输入电流为电流断续的锯齿波电流,则输出功率为式中,P Out 为输出功率;U inmin 为最小直流输入电电压;I P 为开关管峰值电流; 为最大占空比;n 为变换器转换效率。
通过式()可以整理为()in min maxP out 丄U . •inminPD max()2 P out2)—次侧电流有效值:1 D max3) —次侧电感值:4) 一次侧绕线截面面积:J p 一次侧导线电流密度,一般取 3A/mn25) —次侧绕线直径:6) —次绕组匝数:式中,N P 为变压器一次绕组匝数;t onmax 最大导通时间,口 通密度摆幅,Gs A 为磁芯有效截面积,cm2。
7) 二次绕组匝数:1Prms 1P()()Uin minmax()L PU inminGmax()S pPr msJ P()N PU inmin t on max 100B m A e()s ; A B m 为最大磁式、中,N S 为变压器二次绕组匝数;U lut 为输出电压;U F 为输出整流二极管 导通电压;◎为变压器一次侧的反冲电压;D max 为最大占空比。
空载损耗计算公式:P0=KP t G Fe(w)K----铁心工艺系数取值1.15P t---单位重量铁损耗(w/kg)查硅钢片性能曲线G Fe---铁心总重(kg)G Fe=(4M0+3H w)A t)X7.65X10-4+G△(圆铁心)M0---铁心中心距(mm)H w---铁心窗高(mm)A t---铁心有效截面积(cm2)G△---铁心角重。
G Fe=(2(2M0+B)+3H w)A t X7.65X10-4(方铁心)B---铁心片宽(mm)负载损耗计算公式:P k=P f(P1+P m+P y) (w)P f---附加损耗系数取值1.10~1.12P1---高压绕组电阻损耗(w)P m---低压主绕组电阻损耗(w)P y---低压移相绕组电阻损耗(w)P1=3I12R1I1---高压侧额定电流(A)R1---高压绕组直流电阻(Ω)P m=3I m2R mI m---低压侧主绕组额定电流(A)R m---低压侧主绕组直流电阻(Ω)P y=3I y2R yI y---低压侧移相绕组额定电流(A)R y---低压侧移相绕组直流电阻(Ω)效率计算公式:η=(1-(P0+β2P k)/ (1000βS N cosφ+ P0+β2P k))% β---负载率%S N---变压器额定容量(kV A)cosφ---负载功率因数温升计算公式:t1=0.33kq10.8t1---高压绕组温升(K)k---风冷系数取值0.6q1---高压绕组单位热负荷(w/m2)q1=P1/S1S1---高压绕组有效散热面(m2)S1=∑a i S iS i=(L i-Nb)H k X10-6(m2)a i=0.56(A i1.6/H k)0.25S i---第i个散热面的面积L i---第i个散热面的周长(mm)kN---撑条数b---撑条宽度(mm)a i---第i个散热面的散热系数A i---第i个散热面的气道高度(mm)t2=0.3kq20.8t2---低压绕组温升(K)k---风冷系数取值0.6q2---低压绕组单位热负荷(w/m2)q2=K(P m+P k)/S2K---谐波增加系数取值1.5S2---低压绕组有效散热面(m2)S2=a n S n+S w+βT S TS n=(L n-NB)W n bX10-6S n---低压绕组内表面面积(m2)L n---低压绕组内表面周长(mm)N---撑条数B---撑条宽度(mm)W n---低压绕组饼数b---每饼并绕导线总宽度(mm)a n=0.56(A n1.6/H k)0.25a n---低压绕组内表面的散热系数iH k---低压内散热面的有效高度(mm)S w=L w W n bX10-6S w---低压绕组外表面面积(m2)L w---低压绕组外表面周长(mm)S T=2(L p-NB)WW n X10-6S T---低压绕组横向散热面积(m2)L p---低压绕组平均周长(mm)βT=1.73(1+W/H-√1+(W/H)2)βT---低压绕组横向散热面散热系数W---线饼幅向尺寸(mm)H---线饼间距离平均值(mm)对于低压绕组外有风道的,外表面的散热系数a w与内绕组公式相似。
CCM模式【步骤一】输入变压器设计规格输入input Vin(min)输入电压DC Vin180输出功率Pout100输出电压Vout112效率Eff0.88最大占空比Dmax0.4495频率f120计算匝数比N 1.312281043最小导通时间Dmin0.254734357【步骤二】DCM/CCM临界输入电流平均值Ii0.631313131输入电流增量△Ib 2.808957203临界感值Lb0.240035697第三步:初步选取感值【步骤三】以CCM计算在Ts周期内输入平均电流Is0.631313131ton内平均电流值Iavg 1.404478601分割比P=Iavg/Ip1分割比P2最小电流值Ip10.702239301最大电流值Ip2 2.106717902ton内电流增量△Ipp 1.404478601原边电感Lp0.480071394【注解1】设计时不用过分关心原边电感Lp,因为Lp与Lg成反比,可以人为通过调整气隙大小Lg而改变Lp,一般取值为临界电感【注解2】当使用反激架构设计超大功率变压器时(>200W),考虑到原边峰值电流过大,可以人为地调小“分割比”(取值在1~2之【步骤四】计算AP,选取磁心和骨架窗口和磁心截面乘积AP0.303805978PC40 100C时 Bs=0. 39T Bmax0.293【CORE】PC40EER28-Z Ae82.1【BOBIN】BEER28-1110CPFR Aw114le64每匝长度lw52.2Ve5257电流密度J5绕组系数Ku0.2【步骤五】计算变压器原副边匝数,气隙大小,辅助绕组匝数原边匝数Np42.04374919取42Ns32.00533927取整32气隙lg0.379092687辅助绕组输出电压Vr17.5辅助绕组匝数Nr 5.00083426取整5【步骤六】计算电流的有效值原边电流最小值Ip10.702239301原边电流最大值Ip2 2.106717902原边电流的有效值Ip(rms)0.980078874副边电流最大值Is1 2.764605966副边电流最小值Is20.921535322副边电流的有效值Is(rms) 1.423317197【步骤七】选择绕组线径趋肤深度d0.190814264原边所选线径d10.35有效面积S10.096211194原边有效电流面积Sp=Ip(rms)/J0.196015775副边所选线径d20.35有效面积S20.096241819副边有效电流面积Ss=Is(rms)/J0.284663439辅助绕组所选线径d30.35有效面积S30.096211194窗口系数Kw0.15615799实际窗口系数Kw0.15615799【步骤八】计算损耗和温升原边铜损Pcu0.134217295副边铜损Pcu0.215670382Pfe 2.15537Ptotal 2.505257677△T 6.093268625【作者】严晓方 【更新日期】2006-11-30【说明】设计者填写绿色内容,其他自动生成Vin(max)430VW【注解】 110+2(2V 为输出整流二极管RHRP860的电压压降) 【注解】这里一般选取值为0.8KHzN =Vin*Dmax/(V0*(1-Dmax))Dmax/{(1-Dmax)*(Vinmax/Vinmin)+Dmax)}A Po/(EFF*Vin)A 2*Ii/DmaxmH Vin*Dmax/(△Ib*f)A Is=IiAIavg=Is/Dmax 【注解】这里一般选取值为2:1P=Iavg/Ip1A Ip1=Iavg/PA Ip2=2*Iavg -Ip1A △Ipp=Ip2-Ip1mH Lp=Vin*Dmax/(△Ipp*f)cm4AP=(Pt*1e4)/(2deltB*f*J*Ku)mm2mm2mm mm mm3A/mm2,【注解】根据散热方式可取3~6,一般设定值为5A/mm2 【注解】这里一般选取值为0.2Np=Lp*Ip2/(Bmax*Ae)Np=Vin(min)*Dmax/(△Bac*Ae*f)取定Np,Ns ,计算实际的Dmax 、DminT 【注解】Bmax M模式下变压器的设计流程【注解】最初设计选择0.45,在选定Np 、Ns 计算出实际的Dmax 后返代回进行运算反比,可以人为通过调整气隙大小Lg 而改变Lp ,一般取值为临界电感值Lb 的2倍。
1、确定电源规格输入电压V in输入电压变动范围170264输入频率输出电压V O(V) 5.2输出电流I O(A)15 2、确定D和f0最大占空比D max0.4基准振荡频率f min(KH Z)100 3、输入直流电压输入直流电压范围V1(V)201.62373.296 4、I1p、N12和L1的计算输出电流保护点19.5输出整流二极体正向压降V f(V)0.5输出滤波电感正向压降V L(V)0.3变压器二次侧电压V2(V)6变压器二次侧输出功率P2(W)117变压器效率0.95I1b与I1p的比值K0.6流经一次线圈的最大电流I1p(A) 1.908880176周期T(mS)0.01截止时间T OFF(mS)0.006一二次线圈匝数比N120.044638429导通时间T ON(mS)0.004一次侧线圈电感量L1(mH) 1.056221352 5、磁芯的确定磁芯的有效截面积S m(mm2)107最大磁通密度B max(Gauss)3000 6、N1和N2的计算二次线圈的圈数N2 2.230000205一次线圈的圈数N160 7、变压器的计算流经一次线圈电流的最小值I1b(A) 1.135646346流经一次线圈电流的有效值I1rms(A) 1.015541619流经二次线圈电流的最小值I2b(A)15.17981949流经二次线圈的最大电流I2p(A)28.58689468流经二次线圈电流的有效值I2rms(A)17.59532966电流密度I d(A/mm2)线圈有效截面积S(mm2)S=I rms/I d 8、变压器的验证二次线圈的圈数N23一次线圈的圈数N160一二次线圈匝数比N120.05导通时间T ON(mS)0.003731111流经一次线圈的最大电流I1p(A) 2.138668546I1b与I1p的比值K0.531006241最大磁通密度B max(GS)2498.444563 9、高压时的确认导通时间TON(mS)0.002432617最小占空比D min0.243261652 10、开关管选择所需承受电压V CEmax(V)622.16所需承受电流I Cmax(A) 2.138668546 11、输出整流二极体选择所需承受反向电压V Fmax(V)31.108所需承受正向电流I Fmax(A)50一般为(1.2~1.4)I O一般为0.5~0.6之间0.050.75360自然冷却时取1.5-4A/mm2风扇冷却时取3-6A/mm2。
1輸入參數設定 計算結果(請勿修改)Vin,ac(min)85V Vin,dc(min)100.2082V Vin,ac(max)264V Vin,dc(max)373.3524V Vin,ripple20V Ts(mS)0.015385ms Fs(KHz)65KHz Ro22.5ΩVo(V)18V Ploss(W) 4.8W Io,max(A)0.8AIo,min(A)0.1APo,max(W)14.4WPo,min(W) 1.8Weff0.75Dmax0.45Vd0.7VPi(W)19.2W2鐵心選擇廠牌Bmax2450G材料形式Bsat(120∘C)3500GBmax,margin0.7Ae40mm2Ae0.4cm20.4cm2Ae40mm2步驟1:計算峰值初級電流Ipp(A)0.638670589A Ipp(A)0.638671A步驟2:求最小的工作週期DminDmin0.180059587K 3.725769Dmin0.18006步驟3:計算變壓器初級電感值Lp(mH) 1.086238762mH Vin,dc(min)100.2082VDmax0.45Ipp(A)0.638671AFs(KHz)65Khz步驟4:鐵心與捲線軸尺寸大小D(wire diameter)0.0253inch2D(cm)0.163225cm AcAe0.458924109cm4步驟5:計算空氣間隙長度LgLg(cm)0.023189791cm Lg0.02319cm步驟6:計算變壓器的初級圈數Np70.79068879Turns Np70.79069T步驟7:計算變壓器的次級圈數Ns16.14599686Ns16.146線徑選擇(初級線圈)繞組繞線電流密度Ipp0.638670589電流密度400cm/A 電流密度255.4682357線徑選擇(初級線圈)繞組繞線電流密度Io0.8電流密度500cm/A 電流密度400元件規格選定1.MOFET(Q1)VDS(V)455VIDS。
变压器计算公式变压器计算公式原边:U1=4.44*f*N1*Faim副边:U2=4.44*f*N2*Faim磁通量:Faim=Bm*S其中U1,U2为两侧交流电压值f为交流电频率N1,N2为两侧线圈匝数Faim为铁芯磁通量Bm为磁感应强度(磁通密度),特斯拉T,以前叫高斯G,1T=10000G。
S为截面积变比K=U1/U2=(4.44*f*N1*Faim)/(4.44*f*N2*Faim)=N1/N2 所以1.当N1>N2时,则有K>1,推出U1>U2,为降压式2.当N1<N2时,则有K<1,推出U1<U2,为升压式计算:已知铁芯的截面积为20cm2,铁芯中磁感应强度最大值不能超过0.2T,若要用它把220V工频交流电变换成20V同频率交流电,原副边匝数各为多少?1.铁芯磁通量最大值为:Faim=Bm*S=0.2*20*10^(-4)=0.0004(Wb)2.原边匝数为:N1=U1/(4.44*f*Faim)=220/(4.44*50*0.0004)=24773.副边匝数为:N2=U2/(4.44*f*Faim)=20/(4.44*50*0.00040)=225或N2=N1/K=N1/(U1/U2)=2477/(220/20)=225 原、副边电流有效值关系:I1/I2=N2/N1=1/K例:已知变压器N1=1000,N2=100,U1=220V,I2=2A,负载为纯电阻,忽略漏磁和损耗,求副边电压、原边电流和输入、输出功率。
1.变比为K=N1/N2=1000/100=10为降压式2.副边电压为U1/U2=KU2=U1/K=220/10=22V3.原边电流I1/I2=N2/N1=1/KI1=I2/K=2A/10=0.2A4.输入功率P1=U1*I1=220V*0.2A=44W输出功率P2=U2*I2=22V*2A=44W可见,如此忽略损耗,则能量守恒。
硅钢片叠法1.一对一交错叠装2.两两相隔交错叠装3.两夹一交错叠装变压器浸渍绝缘漆1.提高电气绝缘2.增强防潮、防霉、防腐蚀、防盐雾、防紫外线等。
小型变压器的计算公式首先,根据输入电压和输出电压的大小关系可以确定变压器的变比。
变比是指变压器的输出电压与输入电压的比值。
对于小型变压器,往往是通过变压器的绕组比例来实现变比的。
变压器的变比等于输出电压除以输入电压,即:变比=输出电压/输入电压其次,功率是指变压器输入电流和输出电流的乘积,即:功率=输入电流×输入电压=输出电流×输出电压由于变压器是一个能量转换设备,根据能量守恒定律,我们可以得到:输入功率=输出功率×变压器效率变压器的效率是指变压器的输出功率与输入功率的比值。
效率通常是以百分比表示的。
变压器的效率主要由变压器的损耗决定,损耗包括铁损耗和铜损耗。
铁损耗是指变压器主磁路中的磁滞损耗和涡流损耗。
磁滞损耗是由于铁芯的磁化和去磁化过程中产生的能量损耗,通常用功率因素进行表示;涡流损耗是由于铁芯中的感应电流在铁芯上形成环流而产生的能量损耗,通常用电阻值进行表示。
铜损耗是指变压器绕组中电流通过导线时产生的电阻损耗。
铜损耗通常用功率因素和电阻值的平方进行表示。
综上所述,小型变压器的计算公式如下:1.变压器的变比计算公式:变比=输出电压/输入电压2.功率计算公式:功率=输入电流×输入电压=输出电流×输出电压3.输入功率与输出功率之间的关系:输入功率=输出功率×变压器效率4.变压器效率计算公式:变压器效率=输出功率/输入功率×100%5.铁损耗计算公式:铁损耗=磁滞损耗+涡流损耗6.铜损耗计算公式:铜损耗=电流的平方×电阻值根据上述公式,可以进行小型变压器的计算。
需要注意的是,变压器的计算过程中还需要考虑到其它因素,如变压器的冷却方式、温升限制等。
因此,在实际应用中,还需要根据具体情况进行合理选择和调整。
变压器计算公式已知变压器容量,求其各电压等级侧额定电流口诀a :容量除以电压值,其商乘六除以十。
说明:适用于任何电压等级。
在日常工作中,有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。
将以上口诀简化,则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀:容量系数相乘求。
已知变压器容量,速算其一、二次保护熔断体(俗称保险丝)的电流值。
口诀b :配变高压熔断体,容量电压相比求。
配变低压熔断体,容量乘9除以5。
说明:正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。
当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时,熔体的正确选用更为重要。
这是电工经常碰到和要解决的问题。
已知三相电动机容量,求其额定电流口诀(c):容量除以千伏数,商乘系数点七六。
说明:(1)口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。
由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的,即电压千伏数不一样,去除以相同的容量,所得“商数”显然不相同,不相同的商数去乘相同的系数0.76,所得的电流值也不相同。
若把以上口诀叫做通用口诀,则可推导出计算220、380、660、3.6kV电压等级电动机的额定电流专用计算口诀,用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时,容量千瓦与电流安培关系直接倍数化,省去了容量除以千伏数,商数再乘系数0.76。
三相二百二电机,千瓦三点五安培。
常用三百八电机,一个千瓦两安培。
低压六百六电机,千瓦一点二安培。
高压三千伏电机,四个千瓦一安培。
高压六千伏电机,八个千瓦一安培。
(2)口诀c 使用时,容量单位为kW,电压单位为kV,电流单位为A,此点一定要注意。
(3)口诀c 中系数0.76是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。
功率因数为0.85,效率不0.9,此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机,对常用的10kW以下电动机则显得大些。
这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差,此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。
变压器试验计算版第部分直流电阻的计算第二部分绝缘特性的计算第三部分工频外施耐压试验的计算第四部分空载试验的计算第五部分负载试验与短路阻抗的计算第六部分零序阻抗的计算第七部分温升试验的计算第八部分声级测定的计算第九部分计算案例4、直流电阻的计算1. 电阻(Q)=电阻率(Q/m )x长度(m )/截面积(mm 2)2. 电阻温度的换算铜R T=R t X(235+T)/(235+t)铝R T=R t X(225+T)/(225+t)R T :需要被换算到T C的电阻值(Q)R t : t C下的测量电阻值(Q)T :温度,指绕组温度(C)t :温度,指测量时绕组的温度(C)3. 绕组相电阻与线电阻的换算R a=1/2 ( R ab+R ac-R bc)R b = 1/2 ( R ab+R bc-R ac)R c=1/ 2 ( R bc+R ac-R ab)D 接,且a-y、b-z、c-xR a= (R ac-R p) - (R ab R bc) / ( R ac-R p)R b= ( R ab-R p) - ( R ac R bc) / (R ab-R p)R c= (R bc-R p) - (R ab R ac) / (R bc-R p )R p= (R ab+ R bc + R ac ) /2R ab=R a(R b+ R c)/ (R a+ R b+ R c) R L=2R p/3R AB、R BC、R AC、R ab、R bc、R ac、:绕组线电阻值R a、R b、R c、R AN 、R BN 、R CN :绕组相电阻值R p :三相电阻平均值(Q)4. 三相绕组不平衡率计算沪(R MAX -R min ) /R (三相平均值)B:三相绕组电阻值的不平率(%)R MAX :测量电阻的最大值( Q)R min :测量电阻的最小值( Q)5. 测量直阻时所需的直流电流计算I Y =1.41 XK X i oI D =1.22 XK X i oK : 系数,取3-10i o :空载电流,A6. 试品电感的计算L=巾/l=K X I X n X S/(I x|)=K X n X S X "IL:试品电感(H )K: k=0.4 nX10-6(H/m)S:铁心截面(cm 2)I :铁心回路长度( m ) ":导磁系数Q) Q)n :匝数7. 测量直阻对所需充电稳定时间的计算T=L/RT : 充电时间常数( S ) L : 试品测量绕组电感( L ) R :试品测量绕组电阻( R ) 8. 试品磁场强度的计算H=nI/lH :磁场强度( A/m ) n :匝数二、绝缘特性的计算1. 吸收比的计算 吸收比=R 60s /R i5S S 秒2. 极化指数的计算极化指数 =R 10min /R 1min min :分 3. 位移电流衰减时间的计算T d =RC X 10-6 T d :衰减时间 (S ) R :绝缘电阻值,M Q C :变压器的几何电容值( PF )4. 吸收电流的估算l a (t )=BCUt -nl a (t ) :吸收电流( A )当l i =l o 时,t >5T 时才能稳定 I 1 :测量充电电流( A ) l o :试品空载电流( A )l :流经绕组的电流( A ) l :铁心回路长度( m )B :因数,与绝缘材料的性质、状态、温度有关C :绝缘体的等效电容n :常数,0 v n v 15. 绝缘电阻值不同温度的换算R2二R i X1.5(t1-t2)10R2 :温度为t2 C时的绝缘电阻值R i :温度为t i C时的绝缘电阻值6. 绝缘介质损耗的计算P=Ulcos ©= ®CU2tan 彷P :绝缘内部消耗的功率U :施加于绝缘介质两端的电压C : 绝缘介质的等效电容7. 介质损耗不同温度下的换算tan £=tan y i x i.3(t2-t1)/i0tan 0-2 :温度为t2 C时的tan屛直tan o i :温度为t i C时的tan屛直三.工频外施耐压试验的计算i. 同步发动机组未带电抗器不自激的计算X c > X d+X2+X kX c :折算到发电机端的负载容抗Xc=i/ (Q)C :试品电容X d :发电机的同步阻抗(Q)X2 :发电机的逆序阻抗(Q)X k :试验变压器的短路阻抗(Q)2. 同步发电机带电抗器不自激的计算X c >(X d+X2)X L / (X d+X2+ X L)+ X kX L :并联补偿电抗器的感抗(Q)3. 试验变压器容升的计算2 △U=Ii/I N [e「cos ©1 土e x sin ©1+1/2 (e x cos ©1 士e「sin ©1)2]△U :电压变化%值I1 :试验变压器低压侧电流(A)I N :试验变压器低压侧额定电流(A)e r :试验变压器短路阻抗的有功分量e r=P kt/10S N (%)e x :试验变压器短路阻抗的无功分量e x=U xt2 - e r2(平方根)cos ©1 :电压与电流的功率因数,等同于变压器介损测量值tan ©sin ©1 : sin ©=1-tan ©(cos©1 )2(平方根)4. 补偿电抗器容量选择的计算S c v S X W S G+S CS X :补偿电抗器50HZ 的容量(KVA )S c :被试变压器在工频耐压时的试验容量,S c=U2®cS G :发电机容量(KVA )5. 电容分压器分压比的计算K c=(c2+c 1)/c1K c :分压比c1 :高压臂电容(F)c2 :低压臂电容(F)6. 变压器漏抗的计算X S=(U H/I H) X U K%X s :变压器漏抗(Q)U H :变压器额定电压(V )U H :变压器额定电流(A )U K :变压器短路阻抗(%)四.空载试验的计算1. 空载损耗的计算P o1=P o〃- P WV - P sP o1:空载损耗(W)P o 〃:实测损耗(W)P WV :仪表损耗(W)P s :测量电缆损耗(W )2. 空载电流的计算I o=(I ao+I bo+I co )/3I rI o :空载电流(%)I ao、I bo 、I co :三相实测空载电流(A)I r :励磁绕组额定电流(A )3. 空载损耗校正的计算P o =P o1[1+ (U1- U r)/U 1]P o :校正后的空载损耗值(W )P o1:校正前的空载损耗值(W )U1:平均值电压表测量值(V)U r:有效值电压表测量值(V)4. 空载试验电源容量的计算S o =0.01 x K x i。
变压器公式1 变压器变压器是电力系统中最重要的部件之一,它能将电压从一个水平转换到另一个水平。
这是由电弧等离子体发电原理完成的。
在这种原理中,一组有绕组和一组磁铁或空气励磁器组成的电机使电磁感应发挥作用,这种反应改变电磁耦合度,这会发送或接收电压,而变压器就是基于这种差别而存在的。
2 变压器公式变压器公式是电工领域中最重要的公式。
它的主要内容包括电流,电压,功率,功率因数,频率和阻抗等等,当这些参数结合起来时,我们才能得出变压器的最终结果。
写变压器公式的关键是确定衡量公式中不同参数的不同度量单位。
例如,电流的定义是一段时间内电荷的移动速度,而电压的单位是伏特。
首先,我们需要针对变压器中涉及到的参数进行定义,然后根据这些定义编写变压器公式。
典型的变压器公式(以变压器两端电压分别为V1和V2):V1/V2 = (N1/N2)×(REC)其中,N1和N2是变压器的绕组数,而REC是一个系数,它取决于变压器的负载,变压器的额定电压,损耗因素以及磁场的形状和尺寸等。
3 变压器的应用变压器在电力系统中起到了举足轻重的作用,它可用于将高电压转换成低电压,也可用于将低电压转换成高电压。
常见的变压器应用包括变频器,变电器,驱动器,变流器,换向器,电源调节器等。
例如,调节器可与其它调节设备一起使用,用于控制电压输出的稳定性:当需要将电压升高时,变压器可将低压输入变为高压输出。
此外,变压器还可以用于各种安全和保护应用,比如避雷器,抗干扰放电的电路,以及保护电缆、设备和电路元件的装置。
变压器显然拥有广泛的应用,其重要性已被充分认可。
基于其精细的设计和公式,变压器仍是电力系统中最重要的部件,历久不衰。
高中变压器公式变压器是一种电气设备,它可以将交流电的电压变换成不同的电压,同时保持电能守恒。
变压器的工作原理是利用电磁感应的原理,通过变换线圈的匝数比例来改变电压大小。
在高中物理学习中,我们学习了变压器的公式,下面就来详细介绍一下。
变压器的公式是U1/U2=N1/N2,其中U1和U2分别代表变压器的输入电压和输出电压,N1和N2分别代表变压器的输入线圈匝数和输出线圈匝数。
这个公式告诉我们,当输入电压和输入线圈匝数的比例等于输出电压和输出线圈匝数的比例时,变压器就可以将电压变换到我们需要的大小。
在实际应用中,变压器的输入电压和输出电压是可以调节的,这就需要我们根据实际需要来选择变压器的输入线圈匝数和输出线圈匝数。
如果我们需要将输入电压变换成更高的输出电压,就需要选择输出线圈匝数比输入线圈匝数多的变压器;如果我们需要将输入电压变换成更低的输出电压,就需要选择输出线圈匝数比输入线圈匝数少的变压器。
除了变压器的公式,我们还需要了解一些变压器的基本概念。
变压器有两个线圈,一个是输入线圈,另一个是输出线圈。
输入线圈和输出线圈之间通过铁芯相连,铁芯的作用是增强磁场,从而提高变压器的效率。
输入线圈和输出线圈之间没有电气连接,它们之间的能量传递是通过磁场感应实现的。
变压器的工作原理是利用电磁感应的原理,当输入线圈中通过电流时,会产生一个磁场,这个磁场会穿过铁芯,进入输出线圈中。
当磁场穿过输出线圈时,会产生一个电动势,从而产生输出电压。
根据法拉第电磁感应定律,电动势的大小与磁场的变化率成正比,因此当输入电流变化时,输出电压也会随之变化。
变压器是一种非常重要的电气设备,它可以将交流电的电压变换成不同的电压,从而满足我们不同的电气需求。
在学习变压器的过程中,我们需要掌握变压器的公式和基本概念,这样才能更好地理解变压器的工作原理,从而更好地应用它。
一、电源变压器的基本计算公式根据变压器的工作原理,对中小功率电源变压器可得到以下基本计算公式淤.空载工作时2.初级空载电流I 。
按式(3 -26)计算其一例),得在该8°下的磁场强度日值或磁化伏安VAH磁场强度(A/cm );1C 铁心平均磁路长度(cm )。
(3-30)铁损电流I 讪 可由所确定的空载磁感应强度8°下的铁心单位损耗值P 。
后,入、初.次级绕组空载电压比近似等于其匝数比,所以,次级空载电压U 20为U 20=U1* H2U20N1(3-28)次级空载电压(V );.初级输入电压(V );初级绕组匝数;次级绕组匝数;其中,磁化电流I O 由所确定的空载磁感应强度B查铁心磁化曲线(图3 -13为 ♦值后按下式计算。
(P OI =(pOH 〜*l C N1(3-29)式中I(P O磁化电流(A ); 式中VA(P O空载磁化伏安^人)I =pO式中按下式计算。
初级铜阻(Q )oB.次级感应电势E1* 二N1(3-31)I Pg铁损电流(A );I(PP S 铁心单位损耗(W/kg ); G C 铁心质量(kg )。
负载工作时A.初级感应电势EC当忽略初级漏感时,初级感应♦ 电势E ]按下式计算=U1— I 1 r1(3-32)初级感应电势(V ); 初级电流的有功分量(A );式中E 2次级感应电势(V ) (3-33)C.次级负载电压U2当忽略次级漏感时,次级负载电压^按下式计算 式中U =2E —I22r2式中U2次级负载电压(V) U2次级负载电流 (A); R2——初级铜阻(。
)o(3-34)式中式中初级电流I负载时的铁损电流和磁化电流按下述方法进彳亍计算。
根据负载时铁心中的磁感应强度值 B 〜查铁心损耗曲线得铁心单位损耗 P, 按式 J(3-31)计算 ICO根据负载时铁心中的磁感应强度值查铁心磁化曲线,得磁场强度H 〜或磁化伏安.VA p 后,按式(3-29)或式(3-30)计算I pO比较空载和负载时的铁损电流和磁化电流的计算可见,由于空载磁感应强度高于♦ 负载磁感应强度,故空载和负载下的铁损电流和磁化电流值是不同的,对于小功& 率电源变压器,由于电压调整率取值较大,空载与负载磁感应强度相差较大,必♦ 须分别计算。
1、确定电源规格最低输入电压V in90
输入电压变动范围90
264
输入频率60
输出电压V O(V)12
输出电流I O(A)4 2、确定D和f0最大占空比D max0.42
基准振荡频率f min(KH Z)65 3、输入直流电压输入直流电压范围V1(V)104.534
373.296 4、I1p、N12和L1的计算输出电流保护点 5.2
输出整流二极体正向压降V f(V)0.5
输出滤波电感正向压降V L(V)0.1
变压器二次侧电压V2(V)12.6
变压器二次侧输出功率P2(W)65.52
变压器效率0.95
I1b与I1p的比值K0.3
流经一次线圈的最大电流I1p(A) 2.416740763
周期T(mS)0.015384615
截止时间T OFF(mS)0.008923077
一二次线圈匝数比N120.16645302
导通时间T ON(mS)0.006461538
一次侧线圈电感量L1(mH)0.931627245 5、磁芯的确定磁芯的有效截面积S m(mm2)120
最大磁通密度B max(Gauss)3000 6、N1和N2的计算二次线圈的圈数N28.432307692
一次线圈的圈数N150.65878462 7、变压器的计算流经一次线圈电流的最小值I1b(A) 1.212339508
流经一次线圈电流的有效值I1rms(A) 1.025944507
流经二次线圈电流的最小值I2b(A) 5.717030312
流经二次线圈的最大电流I2p(A)9.075196805
流经二次线圈电流的有效值I2rms(A) 5.677637531
电流密度I d(A/mm2)5
线圈有效截面积S(mm2)S=I rms/I d 8、变压器的验证二次线圈的圈数N28
一次线圈的圈数N151
一二次线圈匝数比N120.156862745
导通时间T ON(mS)0.006471754
流经一次线圈的最大电流I1p(A) 1.924464106
I1b与I1p的比值K0.62996213
最大磁通密度B max(GS)2987.321734 9、高压时的确认导通时间TON(mS)0.002599619
最小占空比D min0.168975244 10、开关管选择所需承受电压V CEmax(V)562.1927711
所需承受电流I Cmax(A) 1.924464106 11、输出整流二极体选择所需承受反向电压V Fmax(V)93.324
所需承受正向电流I Fmax(A)13.79310345
一般为(1.2~1.4)I O
一般为0.2~0.3之间
0.166 6.024096386
0.95
8
51
自然冷却时取1.5-4A/mm2适配器取5A/mm2
风扇冷却时取3-6A/mm2开放式电源取7A/mm2。