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變壓器設計方法與技巧簡介
時間:2018年08月27日  信息來源:本站原創  點擊:

一、設計 2kVA 以下的電源變壓器及音頻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 根號 P) 。在設計時。假定負載是恒定不變的,則其鐵芯截面積通常可選取計算的理論值。如果其負載是變化比較大的,例如,音頻、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。
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:

變壓器設計方法與技巧簡介

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 /平方毫米選取漆包線的線經。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。變壓器漆包線按電流密度 2.5A /平方毫米選取線徑;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 /平方毫米選取線徑,音頻變壓器的漆包線按電流密度 3.5 ~ 4A 平方毫米選取線徑。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:
這類變壓器往往工作電壓幾千伏,但電流只有毫安至幾十毫安,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。
概言之:要想設計出性價比高的變壓器,鐵芯截面積只能大不可小,變壓器適當減少每伏匝數.詳細分析負載情況,合理選用漆包線的規格。只有通過反復實踐與推算、推敲,才能真正掌握變壓器的設計方法與技巧。
來源:電力工程技術

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