工频变压器设计简介
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工频变压器设计工频变压器是最简单的变压器,基本不用考虑分布电感、分布电容、信号源内阻、等效电路各种指标等复杂因素,直接按标准化步骤操作即可,所以用工频变压器来进行变压器设计入门是最好不过了。
简单说就是根据功率选择铁心,然后计算匝数,再看能否绕下。
不同的人设计标准不同,可能和下面计算有偏差,但是本质思想都是一样的。
有时算到后面需要重新再来,其实相当于一个迭代设计过程,反复设计直至满足要求为止。
理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证,因为铁心参数,制作工艺可能和我们假设的不一样,所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整。
要求:高压输出:260V,150ma ;灯丝1:5V,3A;灯丝2:6.3v,3A 中心处抽头;初、次级间应加有屏蔽层。
根据要求铁芯型号采用“GEIB一35”。
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+灯丝1电压×电流+灯丝2电压×电流)/ 效率=(1.4×260×0.15+5×3+6.3×3)/ 0.9=(54.6+15+18.9)/ 0.9= 98.33VA(2)计算原边电流I1=1.05×P / 220=0.469A(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。
如按照3A/mm2计算:D=0.65×√I(0.65×电流的开方)并规整为产品规格里有的线径(可查资料):选定:原边直径D1=0.45mm高压绕组直径D2=0.25mm灯丝绕组直径D3=D4=1.12mm(4)铁心截面面积S0=1.25√(P)=1.25×√98=12.5CM2(5)铁心叠厚:根据他的要求铁芯型号采用“GEIB一35”,查到:舌宽=35MM=3.5CM则:叠厚=12.5 / 3.5 =3.6CM一般地(叠厚/舌宽)在1-2之间是比较合适的。
工频变压器什么是工频变压器?工频变压器是一种常用的电力变压器。
通常用于电力系统中将高电压的电流转换为低电压的电流,以适应不同用电需求。
工频变压器的主要特点是工作频率比较低(50Hz或60Hz),而且其输出电流的观测仪表通常采用模拟表的形式,这与高频变压器等其他类型的变压器有所不同。
工频变压器的结构工频变压器通常由铁心,绕组和外壳组成。
铁心是变压器的关键部件之一,它在变压器中扮演着导磁作用的角色。
绕组分为高压绕组和低压绕组,它们分别由输入端和输出端连接到不同的电路中。
绕组通常包括多个线圈,根据需要在铁心上按照规定的方式布置外壳通常由金属材料制成,以保护变压器免受机械损坏和环境影响。
外壳的外形和大小也可以根据应用需要进行设计。
工频变压器的工作原理在变压器中,当高压绕组上与电网相连,而低压绕组上与负载电路相连时,变压器就可以将高电压的电流转换为低电压的电流。
工频变压器的工作原理是基于法拉第定律(反应磁通线圈中建立电动势的变化率),通过将电流传输到绕组中,从而在绕组中引起磁场的产生,磁场在铁芯中产生感应电流,在低压绕组中形成低电压。
变压器的转变比(变压器的输出电压与输入电压之比)可以根据需要进行调整。
通过改变高低压绕组中的线圈数量和布置方式,变压器的转变比可以进行相对精确的调整。
工频变压器的应用工频变压器广泛应用于电力系统中的不同场合,实现电流的输变电。
同时,它也可以用于短路测试、保护绕组等方面。
最常见的应用场景包括:•发电机站•输电线路和变电站•矿山、石油和化工厂工频变压器的优点相对于其他类型的变压器,工频变压器有以下优点:•相较于高频变压器和其他的变压器,成本通常较低•可以在大范围的输出电压变化范围内进行调节•维护成本相对较低•可采用多个变压器来实现输出电压的细节调节,而不会影响整个系统工频变压器的缺点与优点相比,工频变压器的缺点有:•不能用于高频电路•由于工作频率相对低,对比于高频下的变压器,它的传输效率、功率密度要底一些。
高频变压器设计解读高频变压器是现在电子变压器行业关注的热点,想来很多工程师对高频变压器的设计方法应该都挺感兴趣的,今天和大家分享高频变压器设计方法的详解,希望对大家有用。
高频变压器的设计包括:线圈参数的设计,磁芯材料的选择,磁芯结构的选择,磁芯参数的设计,组装结构的选择等内容。
下面对高频变压器线圈参数的计算与选择、磁芯材料的选择、磁芯结构的选择、磁芯参数的设计和组装结构的选择进行详细介绍。
高频变压器线圈参数的计算与选择高频变压器的线圈参数包括:匝数、导线截面(直径)、导线形式、绕组排列和绝缘安排。
原绕组匝数根据外加激磁电压或者原绕组激磁电感(储存能量)来决定,匝数不能过多也不能过少。
如果匝数过多,会增加漏感和绕线工时;如果匝数过少,在外加激磁电压比较高时,有可能使匝间电压降和层间电压降增大,而必须加强绝缘[5]。
副绕组匝数由输出电压决定。
导线截面(直径)决定于绕组的电流密度。
还要注意的是导线截面(直径)的大小还与漏感有关。
高频变压器的绕组排列形式有:①如果原绕组电压高,副绕组电压低,可以采用副绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组,原绕组在最外层的绕组排列形式,这样有利于原绕组对磁芯的绝缘安排②如果要增加原和副绕组之间耦合,可以采用一半原绕组靠近磁芯,接着绕反馈绕组和副绕组,最外层再绕一半原绕组的绕组排列形式,这样有利于减少漏感。
另外,当原绕组为高压绕组时,匝数不能太少,否则,匝间或者层间电压相差大,会引起局部短路。
对于绝缘安排,首先要注意使用的电磁线和绝缘件的绝缘材料等级要与磁芯和绕组允许的工作温度相匹配。
等级低,满足不了耐热要求,等级过高,会增加不必要的材料成本。
其次,对在圆柱形磁路上绕线的线圈,最好采用线圈骨架,既可以保证绝缘,又可以简化绕线工艺。
另外,线圈最外层和最里层,高压和低压绕组之间都要加强绝缘。
如果一般绝缘只垫一层绝缘薄膜,加强绝缘应垫2~3层绝缘薄膜。
高频变压器磁芯材料的选择高频变压器磁芯一般使用软磁材料。
工频变压器电路详解工频变压器电路是电力系统中常见的一种设备,用于实现电压的升降变换。
它由铁芯、原、副线圈以及连接它们的导线等组成。
本文将详细介绍工频变压器电路的构造和工作原理。
工频变压器电路的构造主要由铁芯和线圈组成。
铁芯是变压器的主要部分,它通常由硅钢片叠压而成。
硅钢片的选择是为了减小磁滞和涡流损耗,提高变压器的效率。
原线圈和副线圈则由导线绕制而成,它们分别被连接到电源和负载上。
工频变压器电路的工作原理是基于电磁感应定律。
当变压器的原线圈通电时,产生的磁场将穿过铁芯并感应到副线圈中。
根据电磁感应定律,副线圈中将会产生一个与原线圈电流成比例的电动势。
通过合理设计原、副线圈的匝数比例,可以实现输入电压与输出电压的升降变换。
在工频变压器电路中,输入电压称为原电压,输出电压称为副电压。
原、副电压之间的比值称为变压器的变比。
根据电压的变化关系,变压器可以分为升压变压器和降压变压器两种类型。
升压变压器的副电压高于原电压,用于将输入电压升高到所需的输出电压。
而降压变压器的副电压低于原电压,用于将输入电压降低到所需的输出电压。
除了升降电压的功能外,工频变压器电路还具有隔离输入和输出电路的作用。
由于原、副线圈之间没有直接的电气连接,输入电路和输出电路是通过磁场耦合而非电流直接传输的。
这样就可以实现输入和输出电路的电气隔离,提高系统的安全性。
工频变压器电路的应用非常广泛。
在电力系统中,变压器被广泛用于电压升降变换、电能传输和配电系统中。
在工业生产中,变压器常用于电器设备的供电和控制电路中。
此外,变压器还常用于电子设备中,用于将交流电压转换为直流电压,滤除电源中的杂波。
然而,工频变压器电路也存在一些问题。
首先,变压器的铁芯会带来一定的磁滞和涡流损耗,降低系统的效率。
其次,变压器的绕组电阻和电感会导致功率损耗和电压波动。
此外,变压器还可能产生噪音和温升等问题,需要合理设计和维护。
工频变压器电路是电力系统中常见的一种设备,用于实现电压的升降变换。
变压器技术:工频变压器低频变压器设计原理工频变压器被大家称为低频变压器,以示与开关电源用高频变压器有区别,工频变压器在过去传统的电源中大量使用,而这些电源的稳定方式又是采用线性调节的,所以那些传统的电源又被称为线性电源。
工频变压器的原理非常简单,理论上推导出相关计算式也不复杂,所以大家形成了看法:太简单了,就那三、四个计算公式,没什幺可研究的。
设计时只要根据那些简单的公式,立马成功。
我认为上面的认识既有可取之处,也有值得研究的地方。
可取之处:根据计算式,可以很快就计算出结果,解决了问题;值得研究的地方是:你是否了解自己设计出的产品性能?设计合理吗?设计优化过吗?经济性如何? 举个例子吧,根据功率选铁芯规格就是个很繁杂的问题,因为涉及的因素比较多。
有些书推荐采用下面的半经验公式去选取: S = K·Sqrt(P) (1) 定下S后,然后进行其它的计算。
这确实是一种实用的方法,但也要认识到,这也是一种简化了的设计方法,大多数情况下存在着浪费。
这种设计方法对业余爱好者来说用不着讨论(只是偶尔设计一个变压器自己用),但对企业来说,值得讨论,产品中大批量采用这种设计时,体现的是降低了经济效益。
那幺,在专业的场合,比如变压器生产企业,他们是怎样的方法? 原理上,是根据导线在窗口中的占用系数去选取铁芯规格,但这样的计算很繁,而且关系不简单,比如相关计算式是: P = 0.0222·f·B·J·Sc·Sm (2) 当电流密度由电压调整率决定时,计算式为: P = 0.0555(f·f)(B·B)(Sc·Sc)·Sm·ΔU/(Z·Lm) (3) 这样复杂的关系,要人工拿出一个设计方案是非常头疼的,于是,专家们就根据实际情况,将这些关系结合数据编制成一系列表,设计工程师只要根据不同的设计指标查对应的表,就可以得到一组实用的数据,比如根据功率及其它指标查表,得到铁芯规格等。
EI 工频变压器设计的几个问题中国三江航天集团 黄永吾工频变压器在被大家称为低频变压器,以示与开关电源用高频变压器有区别。
工频变压器在过去传统的电源中大量使用,而这些电源的稳定方式又是采用线性调节的,所以那些传统的电源又被称为线性电源工频变压器的原理非常简单,理论上推导出相关计算式也不复杂,所以大家形成了看法:太简单了,就那三、四个计算公式,没什么可研究的。
设计时只要根据那些简单的公式,立马成功。
掌握了电压高了拆掉几圈,电压低了加几圈,空载电流大了,适当增加初级圈数,也觉的低工频变压器的非常简单。
我认为上面的认识既有可取之处,也有值得研究的地方。
可取之处:根据计算式或自己打样,可以很快就得出结果,解决了问题;加上有六七年以上得实际工作经验,可说是在某单位得心应手,鹤立鸡群。
值得研究的地方是:你是否了解自己设计出的产品性能?设计合理吗?设计优化过吗?经济性如何?过去电源变压器的设计由电子部牵头组织专家学者成立变压器工作组,编写典型计算免费发放各单位,作为计算依据,每个单位都有自己的变压器设计人员,由于有了参数表的存在,各厂设计出来的变压器各参数基本一致,连圈数和线径都可能一一模一样。
验收的规则也是统一到变压器总技术条件上来。
改革开放以后国营企业的变压器设计人员,除极少数外,下海的不多。
典型计算资料本不可多得,要按失密论处。
加上典型计算是原苏联的一套铁心规格与现行得EI 铁心片规格不符,无参照价值。
目前基本上是采用师傅带徒第的方式带出来一大批变压器工程人员。
与过去不同现有的工程技术人员大都是自己打样,由于工频变压器市场广泛,小单子很多。
而这些单子很多是从关系接来的。
不十分计较价格,因此理论水平一般,实际经验丰富的工程技术人员大有人在。
从设计角度来看师师傅带徒第的方式带出来一大批变压器工程人员,他门的设计风格各不相同。
A. 根据功率选铁芯规格就是个很繁杂的问题,因为涉及的因素比较多,有以下几种方法1. 采用下面的半经验公式去选取:)1(---⨯=P K A fe式中A fe --铁心有效截面积cm 2K--- 系数P —变压器输出功率 w定下A fe 后,然后进行其它的计算。
小功率整流工频变压器设计一般工频硅钢片C型O型变压器工作在50HZ到400HZ,设计方法和材料都是一样的。
用非晶材料频率可从50HZ到20KHZ,作出的变压器体积很小。
现在大容量变压器几乎全用非晶材料代替了硅钢片。
工频变压器工作在磁滞回线的1、3象限,铁芯的利用率比较大,变压器在负载状态下初级线圈匝数比次级线圈匝数等于初级电压比次级电压,初级电流反比于次级电流,除耗散功率,初次级能量相等。
,P1=η*P2, η=0.8~0.9一.确定初级输入功率P1,额定功率P0由于变压器存在着铜损和铁损,次级功率P2总小于初级功率P1,效率η一般在0.8~0.9,功率越小的变压器效率越低,变压器的额定功率 :2. 铁心选择:P0 伏安5—1010—5050—100100—500500—1000K2—1.75 1.75—1.51.5—1.351.35—1.251.25—1铁心截面积也可表示为a是E1型铁心,b是铁心叠厚。
变压器设计数据表。
3. 计算每伏匝数N0根据法拉第电磁感应定律 (系数正弦波=4.44,方波=4)工频变压器f=50HZ初级每伏匝数:Sc为铁心截面积单位,B为硅钢片磁感应强度单位高斯 1T(特斯拉)= CTS(高斯)一般硅钢片B取7000~8000高斯,优质硅钢片10000~18000高斯,次级绕组可按初级每伏匝数乘以本组电压再乘以1.05。
4. 选导线外径 :环境温度比较高的场合电流密度可按,Φ,一般室内温度可按,Φ 也可根据美国线规安培400cm查表求得。
5. 设计举例输入电压220V50HZ(160V~242V),次级N o1:16.5V 200mA ,No2:17V250ma(1) .求P0,选铁心:P2=16.5*0.20+17*0.25=2.475+4.25=7.55P1=P2/0.85=8.12,选η=0.85P0=(P1+P2)/2=(7.55+8.12)/2=7.8358VA根据变压器设计经验数据表选出8VA变压器用铁心为a 16mm,b 23mm因考虑高绝缘特性下限低电压160V,尼龙阻燃框架式骨架内带保护可恢复保险器,叠厚改为28mm。
变压器的工作原理及设计 在电路和磁路中,变压器不但作为电磁能量的传送工具,而且可以改变电路中的电压和电流的大小和相位,在某种情况下可以起电的隔离作用,在各种电力、电子等电路中被广泛应用。
电磁感应是变压器工作原理的基础,因此要想了解变压器的工作原理及性能,进而应用、设计变压器,就必须具备电、磁方面的基础理论知识。
电路方面的知识大家比较了解,下面对磁路方面的知识进行必要的补充。
一、电磁感应和磁路中的概念及一些定律1、电磁感应磁场变化时,将在它所能影响到的区域内的的电回路中产生电压以至电流。
用数学式子来描述:dtd N dt de Φ-=ψ-= 实际上这种过程是可逆的,即变化的电场产生变化的磁场,变化的磁场产生变化的电电场。
从能量的观点来看,在变压器的工作过程中,电路的电能转换为变压器铁芯内的磁能,然后再转换为二次侧的电能,完成能量的传送。
2、磁路中的概念磁路——磁通通过的区域磁感应强度B ——表示磁场强弱的一个物理量磁通Φ——BA =Φ,A 为与磁场方向垂直的片面的面积 磁导率μ——表示物质磁性质的物理量,0μμμr =,70104-⨯=πμ磁场强度H ——μB H =磁势∑=NI F磁压降Hl U m =3、磁路的基本定律(1) 安培环路定律(全电流定律)⎰∑=lI dl H . (2) 磁路的基尔霍夫第一定律∑=Φ0(3) 磁路的基尔霍夫第二定律∑∑∑==Ni I Hl 图1 安培环路定律图2 磁路基尔霍夫第一定律 图3 磁路基尔霍夫第二定律(4) 磁路的欧姆定律φφμμm m R A l l B Hl U ==== 4、铁磁物质的磁化曲线(1) 原始磁化曲线:将一块尚未磁化的铁磁物质进行磁化,在磁场强度H由0开始逐渐增加时,磁感应强度也逐渐增加,这种曲线称为原始磁化曲线。
图4 磁畴 图5 原始磁化曲线(2) 磁滞回线:当铁磁物质在-H m 到+H m 之间反复磁化若干次最后得到对原点对称的封闭曲线。
变压器设计方法与技巧变压器设计方法与技巧一、设计2kVA以下的电源变压器及音频变压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变压器,绕制时却绕不下;另外,设计的变压器,在带足负载后,次级电压明显下降。
还有一部分设计的变压器的性能良好,但成本较高而没有商业价值。
笔者在这里谈谈变压器的设计方法与技巧。
●变压器截面积确定:大家知道铁芯截面积是根据变压器总功率“P”确定的(A=1.25*SQRT(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、功放电源等变压器的截面积,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)。
如何确定这些变压器的"P"值呢?应该计算出使用时负荷的最大功率。
并且估算出某些变压器在使用中需要输出的最大功率。
特别是音频变压器、功放电路的电源变压器等(笔者测试过多种功放电路的音频变压器、功放电路的电源变压器;音频变压器在大动态下明显失真,电源变压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)。
●每伏匝数的确定:变压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35W的电源变压器,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,且这样绕制的变压器空载电流在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变压器时发现。
他们生产的变压器每伏匝数比我们国产的变压器线圈匝数要少得多,同样35W的电源变压器每伏匝数只有4.8匝,空载电流45mA左右。
通过适当减少匝数。
绕制出来的变压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。
《纯正弦波逆变器制作学习资料工频篇》,由发烧电子DIY 空间提供!绕制工频变压器铁心匝数计算法变压器功率铁芯的选用按公式预计算:S=1。
25×根号P,(S是套着线圈部位铁芯的截面积,怎么算下面再讲,单位:CM,P为功率:W) 1. 计算每伏需要绕多少匝(圈数)可按公式N :线圈匝数B—-硅钢片的磁通密度(T),一般高硅钢片可达1.2-1。
4T,中等的约1-1.2T,低等的约0.7-1T,最差的约0.5-0。
7T。
S:铁心面积S=0。
9ab /平方cmf: 频率50Hz(我国)B—-为磁通密度(T)小知识:B值根据铁芯材料不同,A2和A3黑铁皮选0。
8T;D11和D12(低硅片)选1。
1T到1。
2T;D21和D22(中硅片)选1.2T到1。
4T;D41和D42(高硅片)选1.4T到1。
6T;D310和D320(冷轧片)选1。
6T到1。
8T; 磁感应强度有一个过时的单位:高斯,其符号为G:1 T = 10000 G。
穿过一块面积的磁力线数目,称做磁磁通量,简称磁通,用Φ示。
磁通量的单位是韦伯,用Wb表示,以前还有麦克斯韦用Mx表示。
如果磁场中某处的磁感应强度为B,在该处有一块与磁通垂直的面,它的面积为S,则穿过它的磁通量就是Φ = BS公式:Φ=BS,适用条件是B与S平面垂直。
当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*cosθ。
Φ读“fai”四声。
单位:在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m^2;=1V*S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向, 磁感应强度B的单位是高斯(Gs),1 T = 10000 G;面积S的单位是平方厘米;磁通量的单位是麦克斯韦(Mx)。
当B与S存在夹角θ时,Φ=B*S*cosθ。
Φ读“fai”四声。
在国际单位制中,磁通量的单位是韦伯,符号是Wb,1Wb=1T*m2;=1V * S,是标量,但有正负,正负仅代表穿向。
S—-为铁芯有效面积(单位为平方厘米)S =0。
保密等级机密★20年Q/DX 青岛鼎信通讯股份有限公司技术文档工频变压器设计简介V1.02015 -04- 08发布2015- 04 - 09实施目录1 概述 (1)1.1 变压器的基本工作原理 (1)1.2 变压器空载工作状态 (1)1.3 变压器负载工作状态 (3)2 电子变压器的基本结构和材料 (5)2.1 铁心及材料 (5)2.2 铁心的加工方法 (7)2.3 铁心材料 (7)3 电源变压器的主要技术参数 (8)3.1 功率容量 (8)3.2 功率因数 (8)3.3 效率 (9)3.4 电压调整率 (9)3.5 空载电流及其百分比 (9)3.6 空载损耗 (10)3.7 温升 (10)3.8 设计电源电压器所必需的技术参数 (11)4 电源变压器的基本计算公式 (11)4.1 空载工作时 (11)4.2 负载工作时 (13)4.3 匝数计算 (14)5 电源变压器铁心选择和电磁参量确定方法 (15)5.1 电源变压器铁心选择 (15)5.2 电源变压器电磁参数的确定 (15)6 电源变压器结构参数计算 (16)6.1 窗口利用系数 (16)6.2 散热面积 (17)7 实例设计 (19)8 国网单相表(0527)电源设计 (24)8.1 原理图 (24)8.2 电气参数: (24)8.3 变压器参数计算 (24)9 设计计算时应注意其他问题 (28)9.1 漏感计算 (28)9.2 绕组的分布 (28)9.3 屏蔽 (28)10 文档使用范围 (28)1 概述1.1 变压器的基本工作原理变换电能以及把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置称为变压器。
在交流电路中,0感应电动势。
按电磁感应定律,其有效值为4m 1Φ110*f 4-=C S B N K E (1)4m 2Φ210*f 4-=c S B N K E (2) 式中 1E -----初级自感电动势(V ); 2E -----次级互感电动势(V )ΦK -----电压的波形因数,对于正弦波,ΦK =1.11;对于方波ΦK =1; f -----交流电源的频率(Hz ); 1N -----初次绕组匝数; 2N -----次级绕组匝数m B -----磁感应强度振幅值(T ); c S -----铁心的有效截面积(2c m )绕组中的感应电动势正比于该绕组的匝数,式(1)除以式(2)得;2121N N E E =(3) 如果忽略初级绕组和铁心的损耗,并假定所有磁通量都沿着铁心的磁路而闭合,则在初级绕组中的磁通量Φ0所产生的自感电动势E 1,按楞次定律,其数值与所加电压相等,而其符号相反,即11-E U =实际上,变压器空载电流,除了为在变压器铁心中建立磁通Φ0所需的磁化分量I Φ之外,还包括由于铁心损耗所引起的有用功分量Ic ,因此,空载电流 C I I I +=Φ0此外,变压器初级绕组具有直流电阻r 1,因而在初次绕组中产生有功电压降Δu 1 al E r I -==101Δu式中 E al -----补偿初级绕组电压降而假定的电动势。
什么是工频变压器(值得一看)工频一般指市电的频率,在我国是50Hz,其他国家也有60Hz的。
而可以改变这个频率交流电的电压的变压器,就是叫工频变压器了。
工频变压器被大家称为低频变压器,以示与开关电源用高频变压器有区别,工频变压器在过去传统的电源中大量使用,而这些电源的稳定方式又是采用线性调节的,所以那些传统的电源又被称为线性电源。
工频变压器的原理非常简单,理论上推导出相关计算式也不复杂,所以大家形成了看法:太简单了,就那三、四个计算公式,没什么可研究的.设计时只要根据那些简单的公式,立马成功。
我认为上面的认识既有可取之处,也有值得研究的地方.可取之处:根据计算式,可以很快就计算出结果,解决了问题;值得研究的地方是:你是否了解自己设计出的产品性能?设计合理吗?设计优化过吗?经济性如何?工频变压器的设计选材从节约能源及原材料的角度,可采取以下建议:1、减少铜的用量,有两个方面可以实现,一是减少线径这就意味着铜阻增大,铜损损耗就会增大。
二是减少圈数,就会使空载电流增大,同样空载损耗就会加大,如果变压器长时间的处于通电待机状态,电力资源的浪费是非常大的。
每年我国因为家用电器的长期处于待机通电状态造成的电力浪费以数十亿元计。
2、变压器设计时应使铜损和铁损相等,这样变压器的损耗最低,工作最稳定,如果一个变压器设计完后,由于为节省铜线,而采取小号的线径和减少圈数的方法,使得铁心窗口还有很多的空间余量,这样就说明铁心的尺寸选择的过大,造成了铁心的浪费,由于铁心的规格大,绕线的平均周长也大,同样会造成铜线的用量增加。
根据现在的价格,铁心的成本要高于铜线的成本。
所以在设计时,在保证性能满足客户的要求的情况下,应尽量选择小号的铁心,能用41的,就绝不用48的。
关于空载电流,从节省待机的损耗上考虑,还是尽量低的好。
工频变压器的设计绕制各种家用电器中,立创商城工频变压器无论是自行设计绕制,还是修复烧坏的变压器,都涉及到部分简单的计算,教科书上的计算公式虽然严谨,但实际运用时显得复杂,不甚方便。
有关工频变压器线圈设计1. 引言工频变压器是电力系统中常用的电力转换装置,其线圈设计是保证变压器性能和可靠性的关键因素之一。
本文旨在介绍工频变压器线圈设计的基本原理、要点和注意事项。
2. 线圈设计的基本原理工频变压器的线圈设计主要涉及到匝数、绕组方式、线径选择和绝缘材料等方面。
以下是线圈设计中的基本原理:2.1 匝数的确定匝数是工频变压器线圈设计中最重要的参数之一,它决定了变压器的变比和变压器的性能。
匝数的确定需要考虑到变换比率、输入输出功率以及线圈所能承受的电流等因素。
2.2 绕组方式的选择绕组方式通常有圆形绕组、长方形绕组、螺旋绕组等。
选择合适的绕组方式可以提高线圈的稳定性和效率。
不同的绕组方式适用于不同的应用场景,需要根据具体情况进行选择。
2.3 线径选择线径的选择与工频变压器的输出功率和电流密度有关。
较大的输出功率和电流密度需要采用较大的线径,以确保线圈的导电性能和散热性能。
2.4 绝缘材料的选择绝缘材料的选择直接关系到工频变压器线圈的绝缘能力和耐电压能力。
常见的绝缘材料有绝缘纸、绝缘漆、绝缘塑料等。
选择合适的绝缘材料可以提高变压器的安全性和可靠性。
3. 线圈设计的要点和注意事项线圈设计过程中需要注意以下要点和注意事项:3.1 线圈间的绝缘保证线圈之间的良好绝缘是线圈设计的关键之一。
绝缘层的厚度和绝缘材料的选择应根据变压器所处的环境和工作条件确定,并符合相应的绝缘标准和规定。
3.2 输电损耗的考虑线圈设计应合理控制电流密度,以减小输电损耗。
高电流密度会导致线圈温升过高,影响线圈的寿命和工作效果。
3.3 线圈的散热设计线圈的散热设计直接关系到变压器的工作效果和寿命。
应确保线圈的散热能力,避免过高的温度导致线圈绝缘性能下降或烧毁。
3.4 线圈的维护和检测线圈设计完成后,需要进行定期的维护和检测,以确保线圈的正常运行和故障的及时发现和处理。
维护和检测工作应符合相关的标准和规定。
4. 结论工频变压器线圈设计是确保变压器性能和可靠性的关键因素之一。
高频变压器高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。
开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波,然后通过高频变压器进行降压,输出低电压的交流电,高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。
典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器:主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器),每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准,比如主变压器,只要是200W 以上的电源,其磁芯直径(高度)就不得小于35mm。
而辅助变压器,在电源功率不超过3 00W时其磁芯直径达到16mm就够了。
变压器的工作原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
高频变压器是工作频率超过中频(10kHz)的电源变压器,主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器,也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。
按工作频率高低,可分为几个档次:10kHz-50kHz、50kHz-100kHz、100kHz~500kHz、5 00kHz~1MHz、1MHz以上。
传送功率比较大的,工作频率比较低;传送功率比较小的,工作频率比较高。
[1]高频变压器悬赏分:0 - 解决时间:2009-1-15 15:35高频变压器中的EC42型和EE42有什么区别,42前面的字母分别代表什么?提问者:hbt0090 - 初学弟子一级最佳答案EC42型和EE42型是用于高频变压器或电感的两种铁氧体磁芯的型号,这种磁芯由两个“E”形磁体组成,这两种型号磁芯的区别(亦即42前面字母的含义)在于:EC型的磁芯中芯柱为圆形,EE型的磁芯中芯柱为方形。
高频变压器用在低频电路会出现什么问题悬赏分:0 - 解决时间:2007-5-25 18:28高频变压器用在低频电路会出现什么问题;低频变压器用在高频电路会出现什么问题?比如50HZ和50KHZ!提问者:余成YW S - 助理四级最佳答案高频变压器用在低频电路中电流增大,可能烧坏变压器。
高频变压器设计引言高频变压器是在高频电路中广泛使用的一种电子元件,它能够将电能从一个电路传递到另一个电路,同时改变电压的大小。
高频变压器在电力转换、通信设备、医疗设备等领域具有重要的应用价值。
本文将介绍高频变压器的基本概念、工作原理和设计要点。
基本概念变压器的定义变压器是一种互感器,它是由两个或多个线圈(即初级线圈和次级线圈)共享同一个磁场而构成。
通过改变初级线圈与次级线圈的匝数比,可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
高频变压器的特点高频变压器与低频变压器相比,具有以下特点: 1. 工作频率高:高频变压器的工作频率通常在几十kHz至上百MHz之间,远高于50Hz的低频变压器。
2. 体积小:由于高频变压器的工作频率高,变压器的尺寸可以大大缩小,适用于紧凑型电子设备的应用。
3. 能量损耗大:由于高频变压器的工作频率高,导致变压器在传递电能过程中会发生更多的损耗,需要合理设计以降低能量损失。
4. 绝缘要求高:高频变压器中由于电磁感应作用,会产生高峰值的电压,对变压器的绝缘要求较高。
工作原理高频变压器的工作原理与低频变压器类似,都是基于电磁感应原理。
当交流电流通过初级线圈时,会在铁芯内产生一个交变磁场。
这个交变磁场通过铁芯传递到次级线圈中,从而诱导出次级线圈中的交流电流。
设计要点1. 确定变压器的需求在设计高频变压器之前,首先需要确定变压器的输入电压、输出电压和功率等需求。
根据这些需求来选择合适的铁芯材料和线圈匝数比。
2. 选择合适的铁芯材料铁芯材料在高频变压器设计中起着至关重要的作用。
常见的铁芯材料有铁氧体、磁性不良合金等。
选择合适的铁芯材料可以降低能量损耗,提高变压器的效率。
3. 计算线圈匝数比线圈匝数比的确定对于高频变压器的设计也是非常重要的。
通过合理的线圈匝数比,可以实现输入电压和输出电压之间的变换。
4. 考虑绝缘问题由于高频变压器中存在较高峰值的电压,对于绝缘性能的要求也较高。
合理的绝缘设计可以确保变压器的安全性和稳定性。
工频变压器的设计计算2010-9-15,这个U2),从上可知,变压器是通过铁芯的磁场来传递电功率的。
借助于磁场实现了初级电路和次级电路的电隔离;又通过改变绕组匝比,来改变次级的输出电压。
二、变压器特性参数和设计要求1、磁通密度B和电流密度J磁通密度(又叫磁感应强度)B和电流密度J是变压器设计的关键参数,直接关系着变压器的体积和重量,B 、J值越高,变压器越轻,但是B 、J的取值受到一定条件的限制,因此,变压器的体积和重量也受到这些条件的限制。
H的关系曲线,在图3中,Bs —饱和磁感应强度;Bs —过压保护磁感应强度Bm —最大磁感应强度(计算值)导磁率: HB ΔΔ=μ 饱和磁通密度为Bs 和导磁率μ是曲线的两个重要参数。
对于磁性材料,要求Bs 、μ 越高越好。
Bs 高,变压器体积可减小;μ高,变压器空载电流小。
另外,还要求电阻率ρ高,这样损耗小、发热小。
⑵ 电流密度J电流密度J : 电路单位截面积的电流量,单位 :安/厘米²(A/cm ²)。
变压器绕组导线的电阻:ql R cu ρ= 电流导线中所产生的损耗(铜损):l IJ R I P cu cu cu ρ2==可以看出,铜损与电流和电流密度的乘积成正比,就是说,随着电流增加,要保持同样的绕组损耗和温升,必须相应地降低电流密度。
2、铁心、导线和绝缘材料⑴ 铁心形状和材料铁心形状:卷绕的有O 型、CD/XCD 型、ED/XED 型、R 型、HSD 型(三相),冲片的有EI 、CI 型;这是我们常用两种冲片。
铁心材料牌号:硅钢(含硅量在2.3~3.6%)冷轧无取向硅钢带:含硅量低(在0.5~2.5%);厚0.35、0.5、0.65mm,我们常用0.5mm ; B 高、μ高,铁损大,价格较低,多用于小功率工频变压器。
冷轧取向硅钢带:含硅量较高(在2.5~3%),厚0.27、0.3、0.35mm, 我们常用0.35mm ;B 高、μ高,铁损小,价格较高,多用于中大功率工频变压器。
;保密等级机密★20年Q/DX 青岛鼎信通讯股份有限公司技术文档^工频变压器设计简介2015 - 04 - 08发布2015 - 04 - 09 实施青岛鼎信通讯股份有限公司发布目录1 概述............................................................... 错误!未定义书签。
变压器的基本工作原理............................................ 错误!未定义书签。
变压器空载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。
变压器负载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。
2 电子变压器的基本结构和材料......................................... 错误!未定义书签。
铁心及材料...................................................... 错误!未定义书签。
铁心的加工方法.................................................. 错误!未定义书签。
铁心材料........................................................ 错误!未定义书签。
3 电源变压器的主要技术参数........................................... 错误!未定义书签。
功率容量........................................................ 错误!未定义书签。
功率因数........................................................ 错误!未定义书签。
效率............................................................ 错误!未定义书签。
电压调整率...................................................... 错误!未定义书签。
空载电流及其百分比.............................................. 错误!未定义书签。
空载损耗........................................................ 错误!未定义书签。
温升............................................................ 错误!未定义书签。
设计电源电压器所必需的技术参数 .................................. 错误!未定义书签。
4 电源变压器的基本计算公式........................................... 错误!未定义书签。
空载工作时...................................................... 错误!未定义书签。
负载工作时...................................................... 错误!未定义书签。
匝数计算........................................................ 错误!未定义书签。
5 电源变压器铁心选择和电磁参量确定方法 ............................... 错误!未定义书签。
电源变压器铁心选择.............................................. 错误!未定义书签。
电源变压器电磁参数的确定........................................ 错误!未定义书签。
6 电源变压器结构参数计算............................................. 错误!未定义书签。
窗口利用系数.................................................... 错误!未定义书签。
散热面积........................................................ 错误!未定义书签。
7 实例设计........................................................... 错误!未定义书签。
8 国网单相表(0527)电源设计......................................... 错误!未定义书签。
原理图.......................................................... 错误!未定义书签。
电气参数:...................................................... 错误!未定义书签。
变压器参数计算.................................................. 错误!未定义书签。
9 设计计算时应注意其他问题........................................... 错误!未定义书签。
漏感计算........................................................ 错误!未定义书签。
绕组的分布...................................................... 错误!未定义书签。
屏蔽............................................................ 错误!未定义书签。
10 文档使用范围...................................................... 错误!未定义书签。
1 概述1.1 变压器的基本工作原理变换电能以及把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置称为变压器。
在交流电路中,应电动势。
按电磁感应定律,其有效值为4m 1Φ110*f 4-=C S B N K E (1)4m 2Φ210*f 4-=c S B N K E (2)式中 1E -----初级自感电动势(V ); 2E -----次级互感电动势(V )ΦK -----电压的波形因数,对于正弦波,ΦK =;对于方波ΦK =1; f -----交流电源的频率(Hz ); 1N -----初次绕组匝数;2N -----次级绕组匝数m B -----磁感应强度振幅值(T ); c S -----铁心的有效截面积(2c m )绕组中的感应电动势正比于该绕组的匝数,式(1)除以式(2)得;2121N N E E = (3) 如果忽略初级绕组和铁心的损耗,并假定所有磁通量都沿着铁心的磁路而闭合,则在初级绕组中的磁通量Φ所产生的自感电动势E ,按楞次定律,其数值与所加电压相等,而其符号相反,即11-E U =实际上,变压器空载电流,除了为在变压器铁心中建立磁通Φ所需的磁化分量I 之外,还包括由于铁心损耗所引起的有用功分量Ic ,因此,空载电流 C I I I +=Φ0此外,变压器初级绕组具有直流电阻r,因而在初次绕组中产生有功电压降Δu al E r I -==101Δu式中 E-----补偿初级绕组电压降而假定的电动势。
流过初级绕组的电流,不仅建立沿铁心磁路闭合的主磁通Φ,而且建立沿空气闭合的漏磁通Φsl ,这个漏磁通在初级绕组中感应漏电动势,即 101s s X I E -=式中Xs1----初级绕组的漏感抗根据电动势相平衡的定律,外施电压U 应与E ,E 和E 的矢量相平衡,即101111a 11)-S s X I Ir E E E E U ++-=++=(空载时,初级绕组的电压降一般是很小的,所以U 和E 值相差很小,故变压器空载电压比仍可近似等于其匝数比。
即2121N N U U ≈对于中小功率变压器来说,由于次(初)级漏感较小,故X 或L 可忽略不计,此时1011r I E U +-≈1.3 变压器负载工作状态图 1.3变压器负载工作原理图在变压器初级绕组供给电压U1,次级绕组与负载相连。
这时,次级绕组将有电流I 流过,在铁心中产生磁通Φ,Φ的方向应与Φ方向相反。
Φ穿过初级绕组后,初级绕组便从电源取得电流I ,而I 有产生与Φ相反的磁通Φ。
显然,Φ=-Φ,两个磁通相互抵消,结果,磁路中只剩下一个由空载电流所建立的磁通Φ。
电流I 的数值可依据能量守恒定律求得。
如果忽略铁心和绕组的功率损耗,则初级绕组的功率就等于次级绕组的功率,即2211I E I E =所以1221I I E E = (4) 比较式(3)和式(4)可得1221I I N N = 或者 1221N N I I = 上面已经确定,当负载电流的数值不同时,变压器铁心中的磁通是不变的。
因此,建立该磁通的磁势也是不变的。
由此可得H aw w =0a式中aw-----空载时的安匝数 aw-----负载时的安匝数 空载时的安匝数为100a N I w =在负载情况下,初、次级绕组安匝数总和为2211N I N I aw H += 故 221110N I N I N I += (5)式(5)称为磁势平衡方程式变压器带负载工作时,除了沿铁心磁路而闭合的主磁通外,还有沿空气闭合的漏磁通Φ、Φ,这个磁通在初级和次级绕组中感应出漏电动势111s S X I E -= 222S S X I E -=当电源和变压器初级绕组构成闭合回路时,111111s X I r I E U ++-=在变压器次级绕组(产生电动势E )和负载构成的闭合回路中,可依据电动势平衡定律求得22222222r 2S r X I I U E E U E S ++=--=同样,对中小功率变压器,可忽略漏感抗X 和X ,此时1111r I E U +-= 2222r I U E +=但是,当工作频率升高时,其漏感的影响将逐渐增大,因此,音频变压器、高频变压器、脉冲变压器必须考虑漏感的影响。
在等效电路计算中,往往把次级参数变换(又称反射或归算)到初级,设变压器次级负载电阻为R222I U R =反射到初级的电阻为'2R 其值为11'2I U R =由式(3)和式(4)经变换后得211122112212'2)(..N N I I E E I I U U R R =≈= 或2221'2)(R N N R = 若变压器次级阻抗为Z ,则反射到初级的阻抗'2Z 为22'2)(12N N Z Z =改变(N1/N2)值,就可以改变'2Z 值,这就是变压器变换阻抗的原理。