環(huán)形變壓器與鐵芯
分類(lèi): 新聞中心 2015-11-15 瀏覽量:3058
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環(huán)形變壓器是電子變壓器的一大類(lèi)型,已廣泛應用于家電設備和其它技術(shù)要求較高的電子設備中,它的主要用途是作為電源變壓器和隔離變壓器...
環(huán)形變壓器及鐵芯
什么是環(huán)形變壓器?
環(huán)形變壓器是電子變壓器的一大類(lèi)型,已廣泛應用于家電設備和其它技術(shù)要求較高的電子設備中,它的主要用途是作為電源變壓器和隔離變壓器。環(huán)形變壓器在國外已有完整的系列,廣泛應用于計算機、醫療設備、電訊、儀器和燈光照明等方面。 我國近十年來(lái)環(huán)形變壓器從無(wú)到有,迄今為止已形成相當大的生產(chǎn)規模,除滿(mǎn)足國內需求外,還大量出口。國內主要用于家電的音響設備和自控設備以及石英燈照明等方面。 環(huán)形變壓器由于有優(yōu)良的性能價(jià)格比,有良好的輸出特性和抗干擾能力,因而它是一種有競爭力的電子變壓器,
環(huán)形變壓器的分類(lèi)
1)標準型電源變壓器產(chǎn)品系列容量8~1500VA,有較小的電壓調整率、滿(mǎn)載運行溫升僅為40℃,允許短時(shí)超載運行,適合于要求高的使用場(chǎng)合。 初次級繞組間采用B級(130℃)的聚酯薄膜絕緣,要求至少包三層絕緣帶,能經(jīng)受交流4000V,1min的耐壓試驗。
2)經(jīng)濟型電源變壓器產(chǎn)品系列容量50~1500VA。
3)隔離變壓器產(chǎn)品系列容量50~1000VA,所有初級引線(xiàn)必須采用雙絕緣導線(xiàn)。變壓器最大溫升低于45℃。 醫療用的隔離變壓器除符合上述的要求外,還要符合UL544標準,即初級和次級繞組應具有熱保護,繞組與接地銅屏蔽間隔距離應大于13mm。 此外對醫療用的隔離變壓器還要求在初級繞組裝有溫度保護開(kāi)關(guān),當鐵心溫度達到120℃時(shí),溫度保護開(kāi)關(guān)斷開(kāi),當溫度恢復正常時(shí),開(kāi)關(guān)自動(dòng)復位合上。
環(huán)形變壓器的特點(diǎn)
電效率高鐵心無(wú)氣隙,疊裝系數可高達95%? 環(huán)形變壓器以上振動(dòng)噪聲較小鐵心沒(méi)有氣隙能減少鐵心感應振動(dòng)的噪音,繞組均勻緊緊包住環(huán)形鐵心,有效地減小磁致伸縮引起的“嗡嗡”聲。
運行溫度低由于鐵損可以做到1.1W/kg,鐵損很小,鐵心溫升低,繞組在溫度較低的鐵心上散熱情況良好,所以變壓器溫升低。
容易安裝環(huán)形變壓器只有中心一個(gè)安裝螺桿,特別容易在電子設備中進(jìn)行快速安裝與拆卸。
環(huán)形變壓器應用中的問(wèn)題
4.1變壓器的功率容量 變壓器的功率容量是決定鐵心尺寸的主要依據。在很多場(chǎng)合變壓器的負載是間歇性的,例如音響設備中的電源變壓器。這時(shí)變壓器的體積和重量較連續工作時(shí)要減少很多,如圖2所示負載A段對整個(gè)B段而言是較小的一段,這時(shí)變壓器的工作周期比其熱時(shí)間常數要短很多,可用式(1)計算變壓器的額定功率。 式中:PN——變壓器額定功率(VA); PL——變壓器負載功率(VA); A——接通負載時(shí)間; B———變壓器工作周期。
4.2電壓調整率 電壓調整率是衡量變壓器負載特性的重要指標。電壓調整率是指當輸入電壓不變,負載電流從零升到額定值時(shí),輸出電壓U2的相對變化值,通常以百分數表示,如式(2)所示: 式中:ΔU——電壓調整率; U20——空載輸出電壓(V); U2——變壓器額定負載時(shí)的輸出電壓(V)。 表2列出加拿大PLITRON公司環(huán)形變壓器的電壓調整率,其特性曲線(xiàn)如圖3所示,電壓調整率隨變壓器容量增大而下降。
4.3環(huán)形變壓器效率 由于變壓器有鐵損和銅損,輸出功率PO總是小于輸入功率Pi,變壓器的效率η如式(3)所示。 圖4列出了三組不同功率的變壓器效率曲線(xiàn),隨著(zhù)容量增大效率明顯增高,容量300VA以上的變壓器,在額定負載下效率可高達95%以上。
4.4自耦變壓器 當只要求升壓或降壓,而不要求初級與次級繞組隔離的情況下,使用自耦變壓器是合適的。自耦變壓器具有體積小,成本低、傳輸功率大等優(yōu)點(diǎn),用環(huán)形鐵心繞制自耦變壓器因初次級繞組不需絕緣,加工十分方便,體積、重量更小,造價(jià)更低。 要注意的是自耦變壓器初、次級繞組的公共端(COM)要接零線(xiàn),這樣才安全。 自耦變壓器電路如圖5所示,它的額定功率PAH按式(4)計算。PAH=PAO(UH-UL)/UH(VA)(4)
式中:PAO——自耦變壓器輸出功率(VA); UH——高電壓繞組電壓(V); UL——低電壓繞組電壓(V)。
4.5溫升問(wèn)題 環(huán)形變壓器的溫升特性曲線(xiàn)示于圖6,從圖6可看出環(huán)形變壓器的溫升是較低的,對標準型系列,即便是過(guò)載120%,溫升也不超過(guò)70℃。 變壓器的溫升是由鐵損和銅損兩部分決定的,對疊片式變壓器,這兩部分基本相等,但環(huán)形變壓器由于采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片繞制,并配合良好的退火工藝,其鐵心損耗僅為全部損耗的(10~20)%,所以溫升主要由繞組銅耗決定,合理的設計是初、次級繞組的功耗應基本平衡。 溫升也與散熱面積關(guān)系很大,由于環(huán)形變壓器鐵心溫升低,繞組在整個(gè)鐵心上均勻繞制,散熱面積和散熱條件都比較好,因此能獲得較低的溫升。
4.6合閘電流 一般變壓器在合閘時(shí)都會(huì )產(chǎn)生很大的合閘沖擊電流,而環(huán)形變壓器由于沒(méi)有氣隙和具有高磁導率則會(huì )造成更大的合閘電流。300VA以下的環(huán)形變壓器可以用一般熔斷器作保護,但為了防止合閘電流燒斷熔斷器,選擇熔斷器的電流應比變壓器初級電流大8~10倍。300VA以上的環(huán)形變壓器要考慮使用慢速熔斷器或溫度熔斷器作保護,有時(shí)為了降低該沖擊電流可以將變壓器磁通密度B值取低些。
4.7變壓器與整流電路 大多數作電源用的環(huán)形變壓器都與整流電路相連,現將最常用的整流電路和變壓器次級電壓U2、次電流I2與直流電壓Ud直流電流Id的關(guān)系列在表3中,供設計時(shí)參考。
8結語(yǔ) 環(huán)形變壓器以其優(yōu)良的性能和有競爭力的性能價(jià)格比,可以預期它會(huì )在較大領(lǐng)域內取代傳統的疊片式變壓器,隨著(zhù)環(huán)形變壓器技術(shù)性能進(jìn)一步提高,它將會(huì )在電子變壓器領(lǐng)域中有更廣闊的應用前景。
編輯本段環(huán)形變壓器的特點(diǎn)環(huán)形變壓器的鐵心是用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片(片厚一般為0.35mm以下),無(wú)縫地卷制而成,這就使得它的鐵心性能優(yōu)于傳統的疊片式鐵心。環(huán)形變壓器的線(xiàn)圈均勻地繞在鐵心上,線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁力線(xiàn)方向與鐵心磁路幾乎完全重合,與疊片式相比激磁能量和鐵心損耗將減小25%,由此帶來(lái)了下述一系列的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn)一
1)電效率高鐵心無(wú)氣隙,疊裝系數可高達95%以上,鐵心磁導率可取1.5~1.8T(疊片式鐵心只能取1.2~1.4T),電效率高達95%以上,空載電流只有疊片式的10%。
優(yōu)點(diǎn)二
2)外形尺寸小,重量輕環(huán)形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半,只要保持鐵心截面積相等,環(huán)形變壓器容易改變鐵心的長(cháng)、寬、高比例,可以設計出符合要求的外形尺寸。
優(yōu)點(diǎn)三
3)磁干擾較小環(huán)形變壓器鐵心沒(méi)有氣隙,繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上,這種結構導致了漏磁小,電磁輻射也小,無(wú)需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設備上,例如應用在低電平放大器和醫療設備上。
優(yōu)點(diǎn)四
4)振動(dòng)噪聲較小鐵心沒(méi)有氣隙能減少鐵心[1]
文章作者: 百富勤環(huán)形變壓器膽機變壓器廠(chǎng)家
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