小功率工频变压器的绕制计算及注意事项

  仪器信息网 ·  2011-03-01 00:37  ·  5652 次点击
各种家用电器中,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。本文介绍实用的变压器计算的经验公式。
1.铁芯的选择
根据自己需要的功率选择合适的铁芯是绕制变压器的第一步。如果铁芯(硅钢片)选用过大,将导致变压器体积增大,成本升高,但铁芯过小,会增大变压器的损耗,同时带负载能力变差。
为了确定铁芯尺寸,首先要算出变压器次级的实际消耗功率,它等于变压器次级各绕组电压、负载电流的乘积之和。如果是全波整流变压器,应以变压器次级电压的1/2计算。次级绕组消耗功率加入变压器本身损耗功率,即为变压器初级视在功率。一般次级绕组功率在10w以下的变压器,其本身损耗可达次级实际消耗功率的30~50%,其效率仅为50~70%。次级绕组功率在30W以下损耗约20~30%,50W以下损耗约15~20%,100w以下损耗约10~15%,100W以上损耗约10%以下,上述损耗参数是关于普通插片式变压器的。如果按照R型变压器、c型变压器、环形变压器的顺序,损耗参数依次减小。
根据上述计算的变压器初级总功率可以选定铁芯。铁芯面积S=a×b(cm2).如附图所示。变压器视在功率与s的关系用下述经验公式选用:s=K√P1
P1为变压器初级总视在功率,单位为:VA(伏安),s为应选铁芯截面积,K为一系数,随变压器Pl大小不同选用不同的值。同时考虑到硅钢片之间的绝缘漆、空隙的影响,K与P1关系为:
P1K值
10VA以下2~2.2
50VA以下2~1.5
lOOVA以下1.5~1.4
2.每伏匝数计算
选定铁芯s以后。再确定每伏匝数,以使绕制的变压器有台理的激磁电流。常用的经验公式为:N=(40~55)/S,N为每伏匝数。
根据不同质量的硅钢片选取系数40~55。比较高级的高硅钢,用眼观察表面有鳞片结晶.且极脆,只弯折1~2次即断裂,断处参差不齐,系数取为40。若硅钢片表面光洁,弯折4~5次仍不易断,断面为整齐直线,系数取50以上。
求出每伏匝数后乘以220V即为初级匝数,乘以次级要求电压数即为次级各绕组匝数。因为导线有电阻,电流流过时会有电压降,求出的次级匝数应增加5~lO%(根据负载电流选择,电流大者可增加较大比例)。
3.导线直径的选择
根据各绕组负载电流的大小,选择不同直径的漆包线。可用下列经验公式求出:
d=O.8√I,
单位:l--A.d(导线直径)--mm。
4.绕制方法及注意事项
由于现在的漆包线绝缘强度大幅度提高,因此对50W以下的小功率变压器大多采用阻燃塑料骨架叠绕法,但必须选用高强度漆包线,且绕制时仍应逐圈排线,严禁大幅度斜跨,以免增大导线间电位差。
对50W以上的变压器,由于每伏匝数减少,导线间电压差较高,最好采取每层垫绝缘纸(O.05mm厚的电缆纸、牛皮纸)的方法,在绕制中应绝对避免上层导线滑入下层。各绕组间绝缘应视绕组电压决定。初次级之间应垫4层以上0.1mm的电缆纸,忌用不干胶胶带。上述叠绕法的小功率变压器,如果次级有两组以上绕组,每组之间也应用两层电缆纸绝缘。如果变压器是用在音响或视听器材中.在多层绕制法中初次级之间应垫入静电屏蔽层。
绕好后.插硅钢片也需注意、必须插紧,以避免产生电磁噪音。无论双E形还是EI形,其端口要紧密接触.宜交叉插,不能有空隙。最后的4~5片可从中间插入,以免损坏线包。然后进行烘干、浸漆。对50W以下的变压器可采取内热法烘干。方法是:将变压器所有次级绕组短路,与60~100W/220V灯泡串联接入市电,使其自动升温。灯泡越大温度越高,但在密闭状态下,使其温度在80度以下较安全。
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