你知道電源變壓器的計算方法及分類嗎?大家都知道，電源變壓器由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成。變壓器主要的磁路是由鐵心構(gòu)成，其中鐵心又分為鐵心柱和橫片兩部分，結(jié)構(gòu)形式有心式和亮式這兩種。變壓器的電路部分是繞組由漆包原線或雙絲包絕緣扁線繞成。
變壓器原理是電磁感應(yīng)原理從一個電路向另一個電路傳輸信號;電源變壓器原理與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組;與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組。負(fù)載電流加大時I1增加，ф1也增加并且ф1增加的抵消了2中的那部分磁通量所以鐵芯中的總磁通量保持不變。對于電源變壓器的知識，大家是否想要了解更多呢?下面小編來為大家介紹電源變壓器的計算方法、分類、基本參數(shù)、質(zhì)量問題的基本辨別方法、過熱功率下降的原因及解決方法。一起來看看吧!
電源變壓器的計算方法
一、工具/原料
計算器、矽鋼片規(guī)格表、變壓器骨架規(guī)格表、漆包線規(guī)格表、矽鋼片材料470或者600 IE型。
二、步驟/方法
1、計算變壓器的功率
變壓器功率 = 輸出電壓 X 輸出電流
例如：根據(jù)電路要求需要輸出電壓30V、電流10A的變壓器，
30V X 10A = 300W(變壓器功率)
2、計算變壓器的鐵芯截面積
變壓器功率 X 1.44 = Y ， Y開根 X 1.06 = 鐵芯截面積
變壓器功率300W X 1.44 = 432，432開根 X 1.06 = 22.00平方厘米(鐵芯截面積)
22平方厘米 = 2200平方毫米(鐵芯截面積)
3、計算變壓器鐵芯疊厚
鐵芯截面積(平方毫米)/ 矽鋼片舌寬(毫米)= 鐵芯疊厚
2200平方毫米 / 40毫米 =55毫米(疊厚)，鐵芯規(guī)格采用舌寬40的矽鋼片，疊厚為55毫米。
這里有個問題，有人會問為什么用40的矽鋼片，教你一個經(jīng)驗值。
疊厚 / 舌寬 = (1.0∽1.6)，55毫米 / 40毫米 =1.375。
小于1.0用小一規(guī)格矽鋼片，說明矽鋼片窗口太大繞不滿;大于1.6用大一號規(guī)格的矽鋼片，說明矽鋼片窗口太小繞不下。具體規(guī)格對照矽鋼片規(guī)格表。
4、骨架的選用
鐵芯截面積為E40 X 55，那么骨架就用 E40 X 55的，對照變壓器骨架規(guī)格表剛好有這種規(guī)格的骨架，如果實在沒有，選疊厚大一規(guī)格的也行。業(yè)余愛好者買一個骨架不方便的話，那就自己動手做一個吧。
5、計算線圈輸入初級匝數(shù)
45 / 鐵芯截面積(平方厘米)X 220V = 輸入初級匝數(shù)，
(45/22平方厘米)X 220 = 450匝(輸入初級匝數(shù))
6、計算線圈輸出次級匝數(shù)
(輸入初級匝數(shù)/220)X 輸出電壓 = 輸出次級匝數(shù)
(450/220)X 30V = 61.36(取整數(shù)62匝)
7、計算繞制的漆包線線徑
電流(開根)X 0.7 = 線徑
輸出電流10A(開根)X 0.7 = 2.21(輸出30V線徑)，
輸入電流 =(300W變壓器功率/220V輸入電壓)開根 X 0.7=0.81(輸入220V線徑)
8、計算結(jié)果
矽鋼片規(guī)格E40mm、疊厚55mm;變壓器骨架規(guī)格 E40 X 55;輸入線圈匝數(shù)450匝、線徑0.81銅漆包線;輸出線圈匝數(shù)62匝、線徑2.21銅漆包線。
電源變壓器的分類
1、按用途分：電力變壓器;特種變壓器;儀用變壓器;試驗變壓器。
2、按繞組形式分：雙繞組變壓器;三繞組變壓器;自耦變壓器。
3、按鐵芯形式分：芯式變壓器;亮式變壓器;非晶合金變壓器。
4、按相數(shù)分：單相電源變壓器;三相電源變壓器。
5、按冷卻方式分：干式電源變壓器;油浸式電源變壓器。
6、根據(jù)傳送功率的大?。?0KVA以上為大功率;10KVA~0.5KVA為中功率;0.5KVA~25VA為小功率;25VA以下為微功率。
電源變壓器的基本參數(shù)
1、額定電壓
額定電壓分初級額定電壓和次級額定電壓。初級額定電壓是指變壓器在額定工作條件下，根據(jù)變壓器絕緣強(qiáng)度與溫升所規(guī)定的初級電壓有效值。對于電源變壓器而言，通常指按規(guī)定加在變壓器初級繞組上的電源電壓。次級額定電壓是指初級加有額定電壓而次級處于空載的情況下，次級輸出電壓的有效值?？傮w來說，額定電源就是指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規(guī)定值。
2、額定電流
在初級為額定電壓的情況下，保證初級繞組能夠正常輸人和次級繞組能夠正常輸出的電流，分別稱為初、次級額定電流。
3、額定功率
額定功率是指變壓器工作時的最大負(fù)載功率，是在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器長期工作，而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。
4、額定頻率
額定頻率指變壓器正常工作的電壓頻率值。一般情況下額定頻率為5ohz。需要時可按40ohz、ikhz、lokhz等頻率設(shè)計變壓器。
5、空載電流
當(dāng)電源變壓器次級開路時，初級繞組仍有一定的電流流過，這個電流便是變壓器的空載電流。
6、空載損耗
空載損耗指電源變壓器變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗，主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。
電源變壓器質(zhì)量問題的基本辨別方法
電源變壓器除檢查電壓準(zhǔn)確度和絕緣性能之外，還要知道它的效率、負(fù)載率、發(fā)熱量等。下面介紹一種通過測定兩個參素數(shù)來判別電源變壓器質(zhì)量的簡單判別法。
1、空載電流的測定。
變壓器的空載電流是指初級接額定電壓，次級完全空載測得的初級電流。這個電流與進(jìn)線電壓的乘積則為空載損耗，也就是指變壓器的鐵芯損耗。它是鐵芯在交流磁場中渦流損耗和磁滯損耗之和。因而，變壓器的空載電流越小，表明鐵芯的質(zhì)量越好，且安培匝數(shù)設(shè)計非常合理。這種情況下，一般認(rèn)為空載電流相似于鐵損耗，空載電流的大小，也就反映鐵損的大小。小于 10W的變壓器空載電流約7~15mA;100W的變壓器，空載電流約30~60mA之間，都認(rèn)為正常。鐵損較大的變壓器，發(fā)熱量必然大，如果是因安培匝數(shù)設(shè)計不合理，其空載電流大增，結(jié)果造成溫升增大，其壽命也不會長。一般環(huán)形變壓器的空載電流應(yīng)低于普通插片式變壓器的空載電流。
2、銅損的測定。
(1)變壓器的銅損是指初、次級導(dǎo)線的直流電阻造成的損耗。因此測定銅損只需將變壓器加上額定電流即可測出 I2R。測試方法如下：首先將變壓器的次級線圈兩端直接短接(有幾組要短路幾組)，再將變壓器初級串入交流電流表，再與0~250V的交流調(diào)壓器相接，并接入市電。調(diào)節(jié)調(diào)壓器由0V整至使電流表讀數(shù)為變壓器的額定電流(如200VA的變壓器，額定電流為0.9A)，用萬用表測出此時變壓器初級的電壓，將此電壓乘上變壓器的額定電流既為“銅損”(測量銅損時間要短，不然會損壞變壓器)。由于次級的短路，變壓器初級上的電壓必然很低。這樣，鐵芯的磁通量極小，鐵損也極小，可以忽略。故測出的I2R是很精確的。在這項測試中損耗越小，漆包線的電阻值也越小，這種變壓器的負(fù)載率也必然大。
(2)在正常情況下，鐵損和銅損之和對 500W的變壓器應(yīng)小于45W。隨著變壓器的容量減小，其損耗相應(yīng)增大，因為小型變壓器的銅損是大于鐵損的。
從以上測定可知，變壓器的開路損耗加上短路損耗越小，則變壓器的質(zhì)量越好，工作時溫升也越低，并且有很好的負(fù)載率。這樣在很短時間內(nèi)，就能知道變壓器的性能好壞。
電源變壓器過熱功率下降的原因及解決方法
一、原因分析
電源變壓器使用時間長了會出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，那么，是什么原因造成這樣的現(xiàn)象呢?其實原因很簡單，是因為電源變壓器是加入了開關(guān)管的電源變壓器，在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能，還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開關(guān)電源等涉及高頻電路的場合。
二、電源變壓器過熱原因
半導(dǎo)體、功率二極管等是在使用中極易發(fā)熱的元器件，在開關(guān)電源中也不例外，開關(guān)電源主要的發(fā)熱元器件為半導(dǎo)體開關(guān)管、功率二極管、高頻變壓器、濾波電感等。不同器件有不同的控制發(fā)熱量的方法。功率管是高頻開關(guān)電源中發(fā)熱量較大的器件之一，減小它的發(fā)熱量，不僅可以提高功率管的可靠性，而且可以提高開關(guān)電源的可靠性，提高平均無故障時間。
三、電源變壓器過熱解決方案
1、對于變壓器二次側(cè)的整流可以選擇效率更高的同步整流技術(shù)來減小損耗。
2、減小通態(tài)損耗可以通過選用低通態(tài)電阻的開關(guān)管來減小通態(tài)損耗。
3、開關(guān)過程損耗是由于柵電荷大小及開關(guān)時間引起的，減小開關(guān)過程損耗可以選擇開關(guān)速度更快、恢復(fù)時間更短的器件來減少。
4、對于高頻磁性材料引起的損耗，要盡量避免趨膚效應(yīng)，對于趨膚效應(yīng)造成的影響，可采用多股細(xì)漆包線并繞的辦法來解決。
5、重要的是通過設(shè)計更優(yōu)的控制方式和緩沖技術(shù)來減小損耗，如采用軟開關(guān)技術(shù)，可以大大減小這種損耗。
6、減小功率二極管的發(fā)熱量，對交流整流及緩沖二極管，一般情況下不會有更好的控制技術(shù)來減小損耗，可以通過選擇高質(zhì)量的二極管來減小損耗。
7，盡量用粗線繞制次級。 盡量用粗線按原匝數(shù)重繞即可
8，換用更大截面積的磁芯變壓器。重新計算并調(diào)試，另外，次級采用半波整流的可改用全橋整流，以減少變壓器中的直流分量，也可以減小發(fā)熱量。還有，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱也可以。
a，盡量用粗線繞制次級.b，換用更大截面積的磁芯變壓器。其中a比較簡單，只要窗口允許，盡量用粗線按原匝數(shù)重繞即可，b要重新計算并調(diào)試，對于不太精通開關(guān)電源者很可能會搞砸。另外，次級采用半波整流的可改用全橋整流，以減少變壓器中的直流分量，也可以減小發(fā)熱量。還有，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱也能試下。
四、電源變壓器功率降低解決方案
1、選用更低的電流密度;
2、減少匝數(shù)，但會增加磁心的磁通密度而增加鐵損，當(dāng)銅損明顯高于鐵損時使用，慎用;
3、改變變壓器工藝以減少繞組交流電阻。方法有主要有減小銅線直徑(不能減少總截面積)，增加初次級相鄰面(會增加初次級分布電容)，減小初次級距離(會增加初次級分布電容)，線圈疏饒等;
4、改變電路工作參數(shù)以減少交流電阻，比如降低開關(guān)頻率，但是會增加磁心的磁通密度而增加鐵損，當(dāng)銅損明顯高于鐵損時使用，慎用;
5、使用更低電阻率的導(dǎo)線(不太現(xiàn)實哈)。減少鐵損
6、改用功耗參數(shù)更優(yōu)秀的磁心材料，比如使用TDK的PC50材料替代PC40材料;
7、降低磁通密度，但會增加線圈匝數(shù)而導(dǎo)致銅損增大，慎用;
8、改變電路參數(shù)，比如降低開關(guān)頻率，但會同時增加磁通密度，慎用，必要時配合繞組匝數(shù)調(diào)整;
9、合理熱設(shè)計，利用磁心材料溫度與損耗曲線中的谷值;綜合方法
10、根據(jù)各自散熱條件，合理分配銅損鐵損比例。
上述是小編為大家講解的電源變壓器的計算方法、分類、基本參數(shù)、質(zhì)量問題的基本辨別方法、過熱功率下降的原因及解決方法。希望這些知識能夠給大家?guī)韼椭?當(dāng)然，在日常生活中，可能電源變壓器難免會受潮，電源變壓器受潮后，可以用熱風(fēng)干燥法解決，這種方法是將器身放在干燥室內(nèi)通熱風(fēng)進(jìn)行干燥。進(jìn)口熱風(fēng)溫度應(yīng)逐漸上升，最高溫度不應(yīng)超過95℃，在熱風(fēng)進(jìn)口處應(yīng)裝設(shè)過濾器以防止火星和灰塵進(jìn)人。熱風(fēng)不要直接吹向器身，盡可能從器身下面均勻地吹向各個方向，使潮氣由箱蓋通氣孔放出。還可以用感應(yīng)加熱法解決，這種方法是是將器身放在油箱內(nèi)，外繞組線圈通以工頻電流，利用油箱壁中渦流損耗的發(fā)熱來干燥。
此時箱壁的溫度不應(yīng)超過115~120℃，器身溫度不應(yīng)超過90~95℃。為了纏繞線圈的方便，盡可能使線圈的匝數(shù)少些或電流小些，一般電流選150A，導(dǎo)線可有用35~50mm2的導(dǎo)線。油箱壁上可墊石棉條，導(dǎo)線繞在石棉條上。只有保證電源變壓器干燥，才能夠延長它的使用壽命。以上就是電源變壓器的計算方法及分類，希望能給大家?guī)椭?
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