变压器设计1
干式铁心电抗器
一、基本原理
电抗器是一个电感元件，当电抗器线圈中通以交流电时，产生电抗（X L ）和电抗压降（U L =I L X L ）。
空心电抗器线圈中无铁心，以非导磁材料空气或变压器油等为介质，其导磁系数很小
（1≈μ）
，磁阻（C r ）很大，线圈电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均小； 铁心电抗器的线圈中放有导磁的硅钢片铁心材料，硅钢片导磁系数大，磁阻小，其电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均大。另外，铁心电抗器铁心柱上放有气隙（或油隙），改变气隙长度，会改变磁路磁阻，从而得到所需电感值（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）。 铁心电抗器线圈通过交流电，产生磁通分两部分，如图所示。一部分是通过铁心之外的线圈及空道的漏磁通（q Φ），它产生线圈漏抗（X Lq ）及漏抗压降（U Lq = I L X Lq ）；另一部分是通过铁磁路（铁心及气隙）的主磁通（T Φ），它将在线圈中感应一个电势E ，其E ?可以
视为一个电压降，如忽略电阻电压降，此压降可认为是主电抗压降（U LT ）
。等值电路如图所示。
电抗压降（U L ）的通式：
C
C L C C L C L L L L L l A W fI l A W fI r W I L I X I U 28022
109.72?×====
=μμπωω （V） 式中：
L I —通过电抗器线圈的电流（A）
L X —电抗器电抗（Ω） L —电抗器电感（H） W —线圈匝数
C r —磁阻（H -1
），C r =C
C A l 0μμ
μ—相对导磁系数，如空气或变压器油μ=1
0μ—绝对导磁系数，cm H /104.080?×=πμ
C l —磁路长度（cm） C A —磁路面积（cm 2
）
磁通与磁势图
U LT
等值电路图
1．线圈漏抗压降U Lq
铁心电抗器漏磁通与磁势如图所示，漏磁长度设为L K C H l ρ/=。漏磁通经线圈与铁心
柱之间的空道，其漏磁面积为dp zh n
C k A R A /2
?=π；另一部分经线圈本身，设距线圈外径x 处产生线圈漏磁的匝数为B Wx dW /=，在dx 宽度内，线圈漏磁面积为dx x R dA W C )(2?=π。
代入通式，得：
(109.72
28dp zh n K L L Lq
k A R H W I f U ?×=?πρ+
dx x R B
x W
H I f W B
K
L L )(2(109.72
8?×∫
?πρ )]4
3(32[109.72
28B R B k A R H W I f W dp zh n K L L ?+?×=?ππρ （V）
式中：
B—线圈辐向尺寸（cm）
n R —线圈内半径（cm） W R —线圈外半径（cm） K H —线圈电抗高度（cm） zh A —电抗器铁心柱净截面（cm 2
） dp k —铁心叠片系数
为简化计算，近似认为线圈平均半径B R R W P 4
3
?
=，则公式可以简化为 K
Lq
L L Lq H A W I f U 28109.7ρ?×=
（V）
其中： P dp zh n
Lq BR k A R A 3
22ππ+?= （cm 2
） K
oq L H S B πρ)
(21+?
=
式中：
P R —线圈平均半径（cm）
Lq A —电抗器线圈漏磁等效面积（cm 2
）
L ρ—洛式系数
oq S —铁心圆至线圈的距离（cm）
2．线圈主电抗压降U LT
主磁通（T Φ）在线圈中感应一个电势E ，如忽略电阻电压降，则E ?就是线圈主电抗压降（U LT ）。产生主磁通的磁势（W I F L LT =）是由铁心激磁磁势（0L F ）和铁心气隙磁势（LX F ）合成的，因而铁心气隙磁势（安匝）为：
00L L L LT LX F W I F F F ?=?=
铁心气隙处磁力线分布如图所示，主磁通从一个铁饼进入另一个铁饼，由于边缘效应，气隙导磁面积将比心柱实际面积大。设边缘效应部分的磁力线是从2/qx l 至2/)(b qx h l +的，沿周长1cm 的面积为1d x ，通过此单位面积磁通的磁路长度为：x dl C π=，因此沿周长1cm 的边沿磁导（C g ）为：
)ln()]2ln()2[ln(11
00
2
2
0qx
b qx qx b qx h l l C
C l h l l h l x dx r g b
qx qx +=?+===∫
+πμμπμμπμμ
式中：
C g —沿周长1cm 的磁导（H），为磁阻的倒数，即C C r g /1= qx l —铁心饼间气隙（cm）
b h —每个铁心饼高度（cm）
为简化计算，上述磁导也可以用自铁心边缘向外扩大的等效宽度ε，沿周长1cm，磁路
长qx C l l =的边缘效应的等效磁导'
C g 代替，则有：
ln(100'
qx
b
qx qx
C
l h l l g +=
??=πμμε
μμ 因此，考虑到x e
x
x log 3.2log log ln 1010==
，铁心边缘每边向外扩大的等效宽度：
)log(735.0)log(3.2)ln(qx
b
qx qx qx b qx qx qx b qx qx l h l l l h l l l h l l +=+=+=ππε （cm） 气隙扩大等效面积：
)2(2εε+Δ+=M M XK b A （cm 2
）
式中：
M b —铁心柱最大片宽（cm） M Δ—铁心柱叠厚（cm）
L ρ—洛式系数
oq S —铁心圆至线圈的距离（cm）
气隙导磁总面积：
XK dp
zh qx A k A A +=
Σ （cm 2
） 线圈主电抗压降：
qx
qx
L L LT l A W F W I f U ΣΣ??×=?)(109.708
（V）
式中：
W I L —电抗器总安匝（安匝）
0L F —铁心激磁磁势（安匝） qx l Σ—铁心柱气隙总长（cm）
3．总电抗压降U L
LT Lq L U U U += （V） 一般来说，线圈主电抗压降远大于线圈漏抗压降，由公式可见心柱气隙总长（qx l Σ）的
大小，直接影响电抗器的电压降。
dx
气隙磁力线分布图
二、基本技术参数确定
（1）相电流（L I ）
铁心电抗器相电流（L I ）一般由用户给定。 （2）相电压（L U ）
如用户给定电抗百分数%L U 与线路额定相电压U ： U U U L L ?=
100
%
（V） 如用户给定电抗器相电抗值L X 与电抗器相电流L I ：
L L L X I U ?= （V）
如用户给定电抗器相电感值L 与电抗器相电流L I ：
L I X I U L L L L ω?=?= （V）
（3）容量（L S ）
310???=L L xg L I U m S （KVA）
式中，xg m —电抗器相数，对于单相，1=xg m ；对于三相，3=xg m 。
三、电磁计算
1．每柱容量（zh S ）计算
zh
L
zh m S S =
（KVA） 式中：
L S —电抗器额定容量（KVA），一般以最大一级容量代入
zh m —套有线圈的铁心柱数，对于单相，2=zh m ；对于三相，3=zh m
2．铁心直径（0D ）选定
4'
0zh D S K D = （mm） →取整，末位凑成0或5的尾数（0D ）
式中，D K —铁心直径经验系数，参考下表
铁心直径经验系数（D K ）及最大磁密（'0M B ）初选表（f=50Hz）
硅钢片种类 热轧硅钢片 冷轧硅钢片
电抗器
类 型 允许工作时间 导线材质D K
'0M B （T）导线材质
D K
'0M B （T）
铜导线 58~62 铜导线 54~58 电弧炉配套串联限流电抗器 间断有过载 铝导线 54~58 0.75~0.85 铝导线 50~54 0.9~1.0 铜导线 54~58 铜导线 50~54 （其它电抗器） 消弧线圈 （长期） 2 h 铝导线 50~54
（1.4~1.45）
1.6~1.7 铝导线 46~50 （1.6~1.7）1.75~1.85铜导线 33~35 铜导线 30~32 启动电抗器
2 min
铝导线
30~32
1.75~1.85
铝导线
28~30
1.9~
2.0
3．铁心柱净截面（zh A ）与铁轭净截面（e A ）计算
4．铁心柱磁密（'
B ）初选 铁心柱最大磁密（'
0M B ）可按上述表初选
5．主线圈匝数确定
8
'0'10
44.4??=zh M tM A fB e （V/匝） 式中：
'
0M B —铁心柱最大磁密（Gauss）
zh A —铁心柱净截面（cm 2
） （2）线圈匝数（M W ）计算
tM
LM
M e U W =
'
→取整数匝，M W （匝） 式中：
LM U —相电压（V）
（3）每匝电压（tM e ）计算
M
LM
tM W U e =
（V/匝） 6. 线圈主纵绝缘
铁心电抗器试验电压是根据电抗器所接线路电压等级来确定，而不能根据电抗器本身压降来确定，铁心电抗器工频试验电压如表所示：
铁心电抗器工频试验电压
线路电压（kV） ≤1 3 6 10 15 20 35 40 60 1min 工频（kV）
5
18
25
35
45
55
85
95
140
线圈纵绝缘
饼式线圈纵绝缘参见电力变压器；圆筒式线圈纵绝缘包括匝绝缘、层绝缘、气道
线圈主绝缘
7. 线圈尺寸计算
线圈型式
铁心电抗器的线圈型式，一般对于有分接的电抗器（如启动电抗器、消弧线圈等），为不因抽头影响电抗高度，常采用圆线或扁线绕制的多层筒式线圈；而对无分接的电抗器（如限流电抗器）可采用扁线绕制成的饼式线圈（连续式或螺旋式）。
导线选择
（1）电密（'J ）估算
铁心电抗器线圈电密一般由线圈温升来确定，与负载工作制关系很大，初步可按下表选取。
电密初选表
电密'J （A/mm 2
）
电抗器类型
工作制 铜线 铝线 限流电抗器
长期 3.2~3.8 1.6~2.0 主线圈
2h 4.0~4.8 2.0~2.5 消弧线圈
副线圈
30s 14~15 7~8 启动电抗器 2min
15~16.5 7.5~8.5
b
b bq L
n m m J I A ???=
'
' （mm 2
）
式中：
L I —最大相电流（A）
bq m —并联线圈数，单相采用两柱并联时，bq m =2
b m —辐向并联根数，圆筒式线圈b m =1~2；连续式线圈b m =1~4 b n —轴向并联根数，圆筒式线圈b n =1~3；连续式线圈b n =1 （3）导线尺寸选择
根据'A ，选取导线种类，一般'A ≥10 mm 2
可选扁线，从导线规格尺寸表中，选取圆导
线直径 d Φ或扁导线厚度a 及宽度b，
选定单根标准导线截面A 。电表线圈可选择与主线圈同规格导线，以减少线规。
（4）导线总截面（d A ）计算
A n m m A b b bq d ???= （mm 2
）
线圈电密（J ）计算
d
L A I J =
（A/mm 2
） 线圈辐向尺寸（B ）计算
线圈轴向尺寸（H ）计算
绝缘半径计算
窗高（0H ）计算
线圈导线长度计算
线圈导线重量计算
8、线圈漏抗压降计算
(109.72
28dp zh n K L L Lq
k A R H W I f U ?×=?πρ+
dx x R B
x W
H I f W B
K
L L )(2(109.72
8?×∫
?πρ )]4
3(32[109.72
28B R B k A R H W I f W dp zh n K L L ?+?×=?ππρ （V）
简化计算，为
K
Lq
L L Lq H A W I f U 28109.7ρ?×=
（V）
其中： P dp
zh n
Lq BR k A R A 322
ππ+?= （cm 2
） K
oq L H S B πρ)
(21+?
=
9、铁心气隙计算
主电抗压降 Lq L LT U U U ?= （V ）
10、损耗计算
11、温升计算
'各轴向气道有效散热系数 kaw(nbf) = 1#
kan(nbf) = 0.56 * (1 - nct2 * wct2 / rbfn(nbf)) * ((wq2 ^ 1.6) / hu) ^ 0.25 kaw(1) = 0.56 * (1 - nct2 * wct2 / rbfw(1)) * ((wq2 ^ 1.6) / hu) ^ 0.25
kan(1) = 0.56 * (1 - nct1 * wct1 / rbfn(1)) * ((0.5 * (wq1a + wq1b) ^ 1.6) / hu) ^ 0.25
For i = 2 To nbf - 1
kaw(i) = 0.56 * (1 - nct2 * wct2 / rbfw(i)) * ((wq2 ^ 1.6) / hu) ^ 0.25 kan(i) = 0.56 * (1 - nct2 * wct2 / rbfn(i)) * ((wq2 ^ 1.6) / hu) ^ 0.25 Next
'各包封温升(K) , 考虑电流放大倍数 For i = 1 To nbf
t(i) = 0.46 * (kia * kia * pbf(i) / (kaw(i) * sjw(i) + kan(i) * sjn(i))) ^ 0.8
Next
考虑铁心激磁安匝的系数曲线（实线—限流与消弧；虚线—启动）
0.90
0.92
0.94
0.96
0.98
1.00
a L M ,a L j
B0m, B0j (T)
变压器的设计实例
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 https://www.wendangku.net/doc/1e8921035.html,提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率 f=38kHz； 变换器输入直流电压 Ui=310V； 变换器输出直流电压 Ub=14.7V； 输出电流 Io=25A； 工作脉冲占空度 D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应
变压器参数计算
变压器参数计算 一．电磁学计算公式推导： 1．磁通量与磁通密度相关公式： Ф= B * S ⑴ Ф----- 磁通(韦伯) B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米) B = H * μ⑵ μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 电流强度(安培) N ----- 线圈匝数(圈T) l ----- 磁路长路(米) 2．电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式： EL =⊿Ф/ ⊿t * N ⑷
EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿Ф----- 磁通变化量(韦伯) ⊿i ----- 电流变化量(安培) ⊿t ----- 时间变化量(秒) N ----- 线圈匝数(圈T) L ------- 电感的电感量(亨) 由上面两个公式可以推出下面的公式： ⊿Ф/ ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得： N = ⊿i * L/⊿Ф 再由Ф= B * S 可得下式: N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹ 且由⑸式直接变形可得： ⊿i = EL * ⊿t / L ⑺ 联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式: L =(μ* S )/ l * N2 ⑻ 这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3．电感中能量与电流的关系： QL = 1/2 * I2 * L ⑼ QL -------- 电感中储存的能量(焦耳) I -------- 电感中的电流(安培) L ------- 电感的电感量(亨)
油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算
目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗（P R）计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗（P f）计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数（K w %）计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏 磁通密度（B m）计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数（K w %）简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数（K C1 %）计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数 （K C2 %）计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗 系数（K C2 %）计算 4引线损耗（P y）计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗（P ZS）计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第10 页
大功率电源设计
《电力电子技术》课程设计说明书 大功率电源设计 院、部：电气与信息工程学院 学生姓名： 指导教师： 专业： 班级： 完成时间：2014年5月29日
摘要 主要介绍36kW 大功率高频开关电源的研制。阐述国内外开关电源的现状．分析全桥移相变换器的工作原理和软开关技术的实现。软开关能降低开关损耗，提高电路效率。给出电源系统的整体设计及主要器件的选择。试验结果表明，该装置完全满足设计要求，并成功应用于电镀生产线。 关键词：高频开关电源；全桥移相；零电压开关；软开关技术
ABSTRACT The analysis and design of 36 kW high frequency switching power supply are presented．The present state of switching power supply is explained．The operating principle of full bridge phase—shifted converter and realization of soft switching techniques are analysed．Soft switching can reduce switching loss and increase circuit s efficiency．Integer designing of power supply system and selection of main device parameters are also proposed．The experiment results demonstrate the power supply device satisfies design requirements completely．It has been applied in electric plating production line success—fully． Keywords：high frequency switching power supply；full bridge phase—shifted；zero voltage switching；soft switching tech— nlques
变压器的选择与容量计算
变压器的选择与容量计算 电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时，如果 把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资，而且还会使变压 器长期处于空载状态，使无功损失增加。如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与 过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷 中心，供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高，此时变压器的 容量称为经济容量。如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向 排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选 用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍，变压器应能承受住这种冲击， 直接启动的电动机中最大的一台的容量，一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的 是：排灌专用变压器一般不应接入其他负荷，以便在非排灌期及时停运，减少电能损失。对 于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择，要考虑用电设备的同时功率，可按实 际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷 密度小、负荷季节性和间隙性强等特点，可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷 大小进行无负荷调整容量的变压器，它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于 变电所或用电负荷较大的工矿企业，一般采用母子变压器供电方式，其中一台（母变压器）按 最大负荷配置，另一台（子变压器）按低负荷状态选择，就可以大大提高配电变压器利用率，降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态实际情况，对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器。变压器的容 量是个功率单位（视在功率），用AV （伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流电压和交流
变压器设计重要参数记录
1、常用:￠0.06-￠2.24 纸包直径为：￠1.0-5.2，直径在 10-2.2之间优选漆包线 2、扁导线注意导线截面宽厚比：通常宽度小于等于16mm，厚度小于等于 5.6mm 圆筒式：1.5-3 螺旋式：2-4 连续或纠结式：2.5-5 3、电流密度的选择：铝取：1.6-2.1安/mm^2, 铜取3-4安/mm^2 4、三相变压器计算铁芯柱的直径：D=K4p其中D的单位mm，K为系 数，P单柱容量KV A 5、1千瓦=1.36马力，1马力=0.735千瓦 6、35KV级及以下变压器主纵绝缘层间绝缘的选择：自己总结每层0.12无 纺布层间电压500。 500以内500-1300 1301-1800 电压范围 数量 2 3 4 0.12厚的无纺 布 注：层间最大电压U=2ne n-每层匝数e-每匝电压 7、轴向尺寸计算：宽度B≤5mm每根导线宽度，B+0.15 Hg=（n+1）(B+0.15) 宽度5≤B≤10mm每根导线宽度，B+0.2 Hg=（n+1）(B+0.2) 7、幅向尺寸 m≤5层，裕度4% B=(Ma+ds)×1.04 m≥6，裕度7% 8、冷轧硅钢片意思：30Q133 厚度（mm）×100+Q+损耗（W）×100 9、单匝电压=4.44fBmAt×10^-8 10、正弦波形图的最大值有效值为最大值2倍。理论推导为:利用变压器的 放出的热量值来计算。 11、铁芯直径分档如下： 中小型变压器：￠70-￠290-每隔5mm为一档，共计45档; ￠300-￠400-每隔10mm为一档，共计11档 大型变压器： ￠410-￠900-每隔10mm为一档，共计50档
设备功率计算变压器容量
根据设备功率计算变压器容量（一） 一）根据你提供的设备清单如下： 电焊机25 台，功率分别为： 3.0KVA*8 ；8KVA*6 ；16KVA*5 ；30KVA*2 ；180KVA*2 ; 200KVA*2 ; & =50% 电焊机，Kx=0.35, 二）你厂所需500KVA 的变压器理由计算如下： KVA 即千伏安，表示电焊机的容量， & =50%表示电焊机的额定暂载率是50%，在进行负荷计算的时候，电焊机应该统一换算到 1 00 ％来计算。 Kx=0.35, 表示电焊机的需用系数是0.35。需用系数是综合了同时系数、负荷系数、设备效率、线路效率之后得到的一个系数。各种设备不尽相同。 P js表示计算负荷的有功功率。是综合了各类因素后，得到的设备计算功率。 Q js 表示计算负荷的无功功率。有功功率乘以功率因数角度的正切值，等于无功 功率。也就是你上面的Q js=P js*tg① cos①表示功率因数。功率因数越高，系统的无功功率越低。不同的设备，功率因数也不尽相同。在你的计算式中，取了电焊机的功率因数为0.7。如果是我计算的话，我就取0.4?0.45,呵呵！因为我觉得电焊机的功率因数是没有0.7的。 另外，在你的计算中，没有对焊接设备进行容量转换。我上面说了，电焊机应该统一将暂载率换算到100 %来计算。换算公式为：P e=P N* （（额定暂载率除以100%暂载率）开根号） P e是换算后的功率，P N是额定功率 额定功率二额定容量*功率因数 因此，你的共计25 台焊机的额定容量应该是S二 3.0KVA*8+8KVA*6+16KVA*5+30KVA*2+180KVA*2+200KVA*2 = 972KVA 则额定功率为972KVA*0.4 = 388.8KW （我这里计算是取的功率因数为0.4，没有按你的0.7 计算） 那么换算功率为388.8KW* （50% /100 %）开根号= 388.8KW*根号0.5 = 388.8*0.707 = 274.9KW 然后将需用系数Kx=0.35代入，则计算负荷P js=K x*P e = 274.9KW*0.35 = 96.2KW 到这里，又出现了一个问题。因为大家都知道，电焊机属于单相负载（不论接一零一火220V或者接两根火线380V，都成为单相负载），因此计算负荷有个单相到三相转换的过程。转换方法就是，如果接的是220V，也就是接入相电压时，等效功率要乘以3，如果接的是380V，也就是接入线电压时，等效功率要乘以根号3。因为
开关电源变压器参数设计步骤详解
开关电源高频变压器设计步骤 步骤1确定开关电源的基本参数 1交流输入电压最小值u min 2交流输入电压最大值u max 3电网频率F l开关频率f 4输出电压V O（V）：已知 5输出功率P O（W）：已知 6电源效率η：一般取80％ 7损耗分配系数Z：Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3根据u，P O值确定输入滤波电容C IN、直流输入电压最小值V Imin 1令整流桥的响应时间tc=3ms 2根据u，查处C IN值 3得到V imin 确定C IN,V Imin值 u(V)P O(W)比例系数(μF/W)C IN(μF)V Imin(V) 固定输 已知2~3(2~3)×P O≥90 入:100/115 步骤4根据u，确通用输入:85~265已知2~3(2~3)×P O≥90 定V OR、V B 固定输入:230±35已知1P O≥240 1根据u由表查出V OR、V B值
2 由V B 值来选择TVS 步骤5根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比 Dmax V OR Dmax= ×100％ V OR +V Imin －V DS(ON) 1设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) 2 应在u=umin 时确定Dmax 值，Dmax 随u 升高而减小 步骤6确定初级纹波电流I R 与初级峰值电流I P 的比值K RP ，K RP =I R /I P u(V) K RP 最小值(连续模式)最大值(不连续模式) 固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.441固定输入:230±35 0.6 1 步骤7确定初级波形的参数 ①输入电流的平均值I AVG P O I A VG= ηV Imin ②初级峰值电流I P I A VG I P = (1－0.5K RP )×Dmax ③初级脉动电流I R u(V) 初级感应电压V OR (V)钳位二极管反向击穿电压V B (V) 固定输入:100/115 6090通用输入:85~265135200固定输入:230±35 135 200
最新变压器设计及计算要点
变压器设计及计算要 点
变压器设计及计算要点 —蒋守诚— 一概述 1. 变压器发展史 (1) 发明阶段(1831～1885) 变压器是利用电磁感应原理来变换电能的设备,故变压器一定在电磁感应原理发现后出现。 1831年英国人法拉第(M.Farady)在铁环上缠绕两个闭合线圈, 在一个线圈中突然接上或断开电池, 另一个线圈所接仪表指针发生偏转, 从而发现电磁感应原理。 1837年英国人曼生(Masson)用薄铁片做电磁线圈的铁心, 从而减少损耗。 1881年法国人爱维(Jaewin) 发现磁滞现象, 美国人斯坦曼茨(C.P.Steimetz)发现磁滞损耗是磁密的1.6次方成正比例。 1882年英国人格拉特 ( Goulard)和吉普斯(J.D.Jibbs)制成15kVA1.5kV的开路铁心的单相变压器。同年法栾(S.Z.Ferranti)和汤姆生 (A.Tomson) 制成电流互感器。 1884年英国人戈普生兄弟开始采用具有闭合铁心的变压器作照明电源。 1884年9月16日匈牙利人布拉提(O.Blathy)和但利(M.Dery)和齐彼尔斯基K.Zipernovsky)在匈牙利的甘兹(Ganz)工厂制造一台1400 VA 120 / 72 V 40 Hz单相闭合磁路的变压器。至1887年底甘兹(Ganz)工厂就生产24台总容量达3000 kVA。 1885年才把这种电器叫做”变压器”。 (2) 完善阶段(1886～1930) 1887年英国人配莱(Belry)发明了单相多轭的分布式铁心。 1888年俄国人多利沃—多勃罗沃尔斯基 ( M.O.Dolivo－Dobrowolsky ) 提出交流三相制。并于1890年发明了三相变压器。同年布朗（Brown）又制造出第一台油冷、油绝缘变压器。 1890年德国人威士顿(Wenstrom)做成对称三相铁心。 1891年德国西门子(Siemens Sohucrerf) 做成不对称三相铁心。美国人斯汀兰(W.Stanley)在西屋公司(Westing House) 做成单相壳式铁心。瑞士的勃朗—鲍佛利(B.B.C)公司的创始人勃朗(E.F.Brown) 做成三相壳式铁心。 1891年德国生产30kVA的油浸变压器(1878年美国人勃劳克斯(D.Brdoks)开始用油做绝缘。) 1900年德国人夏拉(Schalley)做成三相五柱式铁心。 1900年英国人哈特菲尔德(Hodfeild)发明了硅钢片, 1903年开始用硅钢片制造变压器铁心。 (德国在1904年, 美国在1906年, 俄国在1911年, 日本在1922年分别用硅钢片制造变压器铁心) 1905年德国人洛果夫斯基(W. Rowgowski)研究漏磁场提出漏磁系数。 1915年华纳(K.W.Wagner)研究线圈内部电磁振荡的基本理论,提出了过电压保护一种方式。 1922年美国人维特(J. M. Weed)研究过电压理论时, 提出了过电压保护另一种方式。 1930年前后变压器的基本理论已基本形成。 (3) 提高阶段(1930～至今) 1930年以后变压器进入改进提高阶段, 即采用新材料、改进结构、改进工艺、不断扩大变压器的使用范围。
电力变压器继电保护设计
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
工频变压器设计计算
工频变压器的设计计算 赵一强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。 4Gs 。 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： H B 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：q l 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。 ⑵ 线圈导线材料 油性漆包线Q 0.05~2.5 耐温等级 A 105℃ 塑醛漆包线QQ 0.06~2.5 耐温等级 E 120℃ 聚酯漆包线QZ 0.06~2.5 耐温等级 B 130℃ 耐压均在600V 以上。最常用的是QZ 漆包线。 线圈允许的平均温升⊿τm =线圈绝缘所允许的最高工作温度-最高环境温度-（5—10K ）, 通常不超过60℃。5—10K 是考虑线圈最高温度与平均温度之差，功率大取大值。 ⑶ 层间绝缘材料 500V 以下不需要层间绝缘。各绕组间应垫绝缘0.03 聚酯薄膜2~3层。 3、 电源变压器的主要技术参数 ⑴ 输出功率（视在功率、容量、V A 数） ⑵ 输出电压及电压调整率和要求 ⑶ 电源电压、频率及变化范围 ⑷ 效率 ⑸ 空载电流及空载损耗 ⑹ 绕组平均温升 ⑺ 输入功率因数
设计变压器的基本公式精编版
设计变压器的基本公式 为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T） Bm=(Up×104)/KfNpSc 式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V） f——脉冲变压器工作频率（Hz) Np——变压器一次绕组匝数（匝） Sc——磁心有效截面积（cm2） K——系数，对正弦波为4.44,对矩形波为4.0 一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。 变压器输出功率可由下式计算（单位：W） Po=1.16BmfjScSo×10－5 式中：j——导线电流密度（A/mm2） Sc——磁心的有效截面积（cm2) So——磁心的窗口面积（cm2） 3对功率变压器的要求 （1）漏感要小 图9是双极性电路（半桥、全桥及推挽等）典型的电压、电流波形，变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。 图9双极性功率变换器波形 功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关，仅就变压器而言，减小漏感是十分重要的。 （2）避免瞬态饱和
一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B－H曲线接近拐点处，因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快，持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大，在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压，脉冲变压器的饱和，即使是很短的几个周期，也会导致功率开关管的损坏，这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。 （3）要考虑温度影响 开关电源的工作频率较高，要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小，随着工作温度的升高，饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时，除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外，还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小，一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响，按开关电源工作环境温度为40℃考虑，磁心温度可达60～80℃，一般选择Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。 （4）合理进行结构设计 从结构上看，有下列几个因素应当给予考虑： 漏磁要小，减小绕组的漏感； 便于绕制，引出线及变压器安装要方便，以利于生产和维护； 便于散热。 4磁心材料的选择 软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而被广泛应用于开关电源中。 软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO，ZnO 等，主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。 在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K～R10K，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs为0.5T（即5000GS）左右。 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：
移相全桥大功率软开关电源的设计
移相全桥大功率软开关电源的设计 移相全桥大功率软开关电源的设计 1引言 在电镀行业里，一般要求工作电源的输出电压较低，而电流很大。电源的功率要求也比较高，一般都是几千瓦到几十千瓦。目前，如此大功率的电镀电源一般都采用晶闸管相控整流方式。其缺点是体积大、效率低、噪音高、功率因数低、输出纹波大、动态响应慢、稳定性差等。 本文介绍的电镀用开关电源，输出电压从0~12V、电流从0~5000A连续可调，满载输出功率为60kW.由于采用了ZVT软开关等技术，同时采用了较好 的散热结构，该电源的各项指标都满足了用户的要求，现已小批量投入生产。 2主电路的拓扑结构 鉴于如此大功率的输出，高频逆变部分采用以IGBT为功率开关器件的全桥拓扑结构，整个主电路，包括：工频三相交流电输入、二极管整流桥、EMI滤波器、滤波电感电容、高频全桥逆变器、高频变压器、输出整流环节、输出LC滤波器等。 隔直电容Cb是用来平衡变压器伏秒值，防止偏磁的。考虑到效率的问题，谐振电感LS只利用了变压器本身的漏感。因为如果该电感太大，将会导致过高 的关断电压尖峰，这对开关管极为不利，同时也会增大关断损耗。另一方面，还会造成严重的占空比丢失，引起开关器件的电流峰值增高，使得系统的性能降低。 图1主电路原理图 3零电压软开关 高频全桥逆变器的控制方式为移相FB2ZVS控制方式，控制芯片采用Unitrode公司生产的UC3875N。超前桥臂在全负载范围内实现了零电压软开关，滞后桥臂在75%以上负载范围内实现了零电压软开关。图2为滞后桥臂IGBT的驱动电压和集射极电压波形，可以看出实现了零电压开通。
开关频率选择20kHz,这样设计一方面可以减小IGBT的关断损耗，另一方面又可以兼顾高频化，使功率变压器及输出滤波环节的体积减小。 图2IGBT驱动电压和集射极电压波形图 4容性功率母排 在最初的实验样机中，滤波电容C5与IGBT模块之间的连接母排为普通的功率母排。在实验中发现IGBT上的电压及流过IGBT的电流均发生了高频震荡，图3为满功率时采集的变压器初级的电压、电流波形图。原因是并联在IGBT模块上的突波吸收电容与功率母排的寄生电感发生了高频谐振。满载运行一小时后，功率母排的温升为38℃，电容C5的温升为24℃。 图3使用普通功率母排时变压器初级电压、电流波形 为了消除谐振及减小功率母排、滤波电容的温升，我们最终采用了容性功率母排，图4为采用容性功率母排后满功率时采集的变压器初级的电压、电流波形图。从图中可以看出，谐振基本消除，满载运行一小时后，无感功率母排的温升为11℃，电容C5的温升为10℃。 图4使用容性功率母排后变压器初级电压和电流波形 5采用多个变压器串并联结构，使并联的输出整流二极管之间实现自动均流为了进一步减小损耗，输出整流二极管采用多只大电流（400A）、耐高电压（80V）的肖特基二极管并联使用。而且，每个变压器的次级输出采用了全波整流方式。这样，每一次导通期间只有一组二极管流过电流。同时，次级整流二极管配上了RC吸收网络，以抑止由变压器漏感和肖特基二极管本体电容引起 的寄生震荡。这些措施都最大限度地减小了电源的输出损耗，有利于效率的提高。 对于大电流输出来说，一般要把输出整流二极管并联使用。但由于肖特基二极管是负温度系数的器件，并联时一般要考虑它们之间的均流。二极管的并联方
小功率变压器设计
小功率电源变压器的设计与实例 《利用TL431作大功率可调稳压电源》一文中（以下简称《利》）所用变压器为例，一步一步带领大家完成这个变压器设计的全过程。在这篇文章中，我们不去推导相关的应用公式，只是希望读者从这个设计实例中达到举一反三的效果。 1．计算次级输出功率（P2）《利》文中最大输出电压为24V，假设额定输出电流1A，调整管K790管压降3V，倍压整流电路功耗忽略不计，则：P2=(24+3)x1=27W 2．计算初级功率（P1）假定变压器效率η=0.75，则P1=27W/0.75=36W 注：变压器的效率根据输出功率的大小不同而略有变化，通常对于容量在100W以下的变压器η在0.7-0.8之间，100W以下至1000W，在0.8-0.9之间，实际运用时，输出功率低者取小值。 3．计算初、次级线圈的线径(d)式中，I——绕组工作电流[J——电流密度（通常J取3-3.5A/mm2）初级绕组电流I1=36/220=0.164(A) 3.1初级绕组线径 3.2次级绕组线径： 次级绕组电流I2=1x1.17=1.17A 式中1.17是变压器次级交流电流的整流系数。 因漆包线规格中无0.67mm，故取0.7mm。 通常我们将次级线圈的电流密度取较小值，以获得小的电源内阻及降低温升。
4．计算铁芯截面积 我们用下式计算铁芯截面积（个人认为是较简单的一个经验公式） 式中S——铁芯截面积K——系数P2——次级功率 K的取值和变压器的输出功率有关，对于100W以下的K取1.25-1.1（功率大者取小值），100W-1000W可直接取1，本例取1.15，则： 从理论上来讲，在铁芯截面积不变的情况下，变压器铁芯的舌宽和叠厚可取任意比例，但实际设计中须要考虑线圈的制作工艺，外形的匀称度，漏电抗等因素考虑，一般取舌宽约为1.5～2倍叠厚，本例中选片宽66mm的EI片，叠厚2.7cm。 5．初、次级绕组匝数 5．1 计算每伏匝数（W0） 式中，f——交流电频率（Hz）B——磁通密度（T）S——铁芯截面积（CM2） B值视铁芯材料不同取值亦会不同，通用矽钢片材料及其取值勤见下表： 本例中，选用H23片，B取1.42，则 5.2初级匝数（W1）W1=220W0=1160(T) 5.2次级匝数（W2）
变压器设计
应用领域： ?逆变焊机电源 ?通讯电源 ?高频感应加热电源 ? UPS电源 ?激光电源 ?电解电镀电源 性能特点： ?高饱和磁感应强度----有效缩小变压器体积 ?高导磁率、低矫顽力-提高变压器效率、减小激磁功率、降低铜损 ?低损耗-降低变压器的温升 ?优良的温度稳定性-可在-55~130℃长期工作 铁基纳米晶铁芯与铁氧体铁芯基本磁性能对比 纳米晶铁芯铁氧体铁芯 基本参数 饱和磁感强度Bs 1.25T 0.5 剩余磁感Br（20KHz） <0.20 0.2 铁损（20KHz/0.2T）（W/Kg） <3.4 7.5 铁损（20KHz/0.5T）（W/Kg） <30 — 铁损（50KHz/0.3T）（W/Kg） <40 — 磁导率（20KHz）（Gs/Oe） >20,000 2,000 矫顽力Hc(A/m) <1.60 6 饱和磁致伸缩系数（×10－6） <2 4 电阻率(μΩ.cm) 80 106 居里温度(℃) 560 <200 铁芯叠片系数 >0.70 — 纳米晶主变铁芯一代产品 安泰非晶生产的第一代逆变主变压器铁芯,带材厚度30μm，适合20KHz条件下工作。磁芯设计最大功率=重量最小值x10
产品规格 铁芯尺寸保护盒尺寸 有效截面 积 磁路长 度 重量最小 值 建议适用焊机 电流 od(mm) id (mm) ht(mm) OD (mm) ID (mm) HT (mm) (cm2) (cm) （g）（A） ONL-503220 50 32 20 53 28 23 1.35 12.8 125 120, 140, 160 ONL-644020 64 40 20 66 37 23 1.68 16.3 200 160, 180 ONL-704020 70 40 20 73 38 24 2.16 17.3 270 180, 200 ONL-704025 70 40 25 72 37 28 2.63 17.3 330 180, 200 ONL-755025 * 75 50 25 77 47 28 2.19 19.6 310 180, 200 ONL-805020 80 50 20 82 46 23 2.1 20.4 300 160, 180, 200 ONL-805 025 80 50 25 85 44 30 2.63 20.4 390 200, 250, 300 ONL-1006020 100 60 20 105 56 23 2.8 25.1 510 315, 350, 400 ONL-1056030 105 60 30 110 56 35 5.06 25.9 945 315, 350, 400 ONL-1206030 120 60 30 125 57 35 6.3 28.3 1280 400, 500, 630 ONL-1206040 * 120 60 40 125 57 45 8.4 28.3 1710 500, 630 ONL-1207020 120 70 20 125 67 25 3.5 29.8 750 350, 400, 500 ONL-1207025 120 70 25 125 67 30 4.38 29.8 940 315, 350, 400 ONL-1207030 120 70 30 125 67 35 5.25 29.8 1130 500, 630, 800 ONL-1207040 * 120 70 40 125 67 45 7 29.8 1500 500, 630, 800, ONL-1308040 130 80 40 136 76 45 7 33 1660 500, 630, 800 ONL-17011050 * 170 110 5 0 176 104 56 10.5 43.96 3320 1000, 1250, 1600 注：可以根据用户要求提供其它规格的铁芯。 纳米晶主变铁芯二代产品 相比一代逆变主变压器铁芯，二代铁芯减小了发热量，在同等工作条件可以选择更加小型化的铁芯，满足焊机行业轻量化、小型化的发展要求。
开关变压器设计
开关电源变压器设计 （草稿） 开关变压器是将DC 电压﹐通过自激励震荡或者IC 它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变 压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC 电压﹒ 变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒ 目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N 工频变压器与高频变压器的比较﹕ 工频 高频 E ＝4.4f N Ae Bm f=50HZ E ＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm 效率﹕ η=60-80 % (P2／P2+Pm+ P C ) η>90% ((P2／P2+Pm ) 功率因素﹕ Cosψ=0.6-0.7 (系统100W 供电142W) Cosψ>0.90 (系统100W 供电111W) 稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2／U20*100) ΔU<0.2% 适配.控制性能﹕ 差 好 体积.重量 大 小
开关变压器主要工作方式 一.隔离方式: 有隔离; 非隔离 (TV&TVM11) 二.激励方式: 自激励; 它激励 (F + & IC) 三.回馈方式: 自回馈; 它回馈 (F- & IC) 四.控制方式: PWM: PFM (T & T ON ) 五.常用电路形式: FLYBACK & FORWARD 一.隔离方式: 二.
开关变压器主要设计参数 静态测试参数: R DC. L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P.Cp. Z. Q.……… 动态测试参数: Vi. Io. V o. Ta. U. F D max…………. 材料选择参数 CORE: P. Pc. u i. A L. Ae. Bs……. WIRE: Φ℃. ΦI max. HI-POT…….. BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃. δh. HI-POT…….. 制程设置要求 P N…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. S N(SOL.SPC).Φn. M tape:δ&w TAPE:δ&w. V℃……..
变压器参数计算(精)
Page 6 of 6 条件:INPUT :120V/60HZ OUTPUT : 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER 12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER 温升≤ 600C 电压调整率≤ 10% 解答: 1、原理图 2、交 /直流功率、电流、电压的转换 A 、功率 SEC#1DC 次级第二绕组交流输出功率 : PSEC#2=PDC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W 次级交流输出总功率 : P总 =( PSEC#1+PSEC#2x2=(55.1+9.42x2=129.04W B 、电流次级第一绕组电流应为双臂电流 : I=0.82719 x 2=1.654A 次级第二绕组电流应为双臂电流 : I=0.3535 x 2=0.707A C 、电压 3、
4、 Sc D Wa 故有 (2d 2h 2d 2h 2当当转换系数K 0=交流输出功率/直流输出功率 转换系数K 1=次级交流电流/次级直流电流 次级第一绕组单臂电流 : K1=IAC /IDC IAC =0.707 x 1.17=0.82917ALT82- T8428A 次级第二绕组单臂电流 : K1' =IAC /IDC IAC ' =0.707 x 0.5=0.3535A转换系数K 2=次级交流电压/次级直流电压 次级第一绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC =1.11 x 30=33.3V 次级第二绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC ' =1.11 x 12=13.32V
当 5、 N SEC#1=145T SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104 N SEC#2=58T 6、电流的计算 A 次级反射到初级的电流 I 2’=Isec#1 NSEC#1/NPRI +Isec#2 NSEC#2/NPRI =1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A B 铁损电流 铁的重量 G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4/2 x 10-3 =0.863KG 因 1KG 铁片它的损耗为 3W, 所以磁环的铁损为 3X 0.863=2.59W 磁环的铁损电流 I=2.59/120=21.6MA
开关电源-高频-变压器计算设计
要制造好高频变压器要注意两点： 一是每个绕组要选用多股细铜线并在一同绕,不要选用单根粗铜线,简略地说便是高频交流电只沿导线的表面走,而导线内部是不走电流的实习是越挨近导线中轴电流越弱,越挨近导线表面电流越强。选用多股细铜线并在一同绕,实习便是为了增大导线的表面积,然后更有效地运用导线。 二是高频逆变器中高频变压器最好选用分层、分段绕制法,这种绕法首要目的是削减高频漏感和降低分布电容。 1、次级绕组：初级绕组绕完，要加绕(3~5 层绝缘垫衬再绕制次级绕组。这样可减小初级绕组和次级绕组之间分布电容的电容量，也增大了初级和次级之间的绝缘强度，契合绝缘耐压的需求。减小变压器初级和次级之间的电容有利于减小开关电源输出端的共模打扰。若是开关电源的次级有多路输出，而且输出之间是不共地的为了减小漏感，让功率最大的次级接近变压器的初级绕组。 若是这个次级绕组只要相对较少几匝，则为了改善耦合状况，仍是应当设法将它布满完好的一层，如能够选用多根导线并联的方法，有助于改善次级绕组的填充系数。其他次级绕组严密的绕在这个次级绕组的上面。当开关电源多路输出选用共地技能时，处置方法简略一些。次级能够选用变压器抽头方式输出，次级绕组间不需要采用绝缘阻隔，从而使变压器的绕制愈加紧凑，变压器的磁耦合得到加强，能够改善轻载时的稳压功能。 2、初级绕组：初级绕组应放在最里层，这样可使变压器初级绕组每一匝用线长度最短，从而使整个绕组的用线为最少，这有效地减小了初级绕组自身的分布电容。通常状况下，变压器的初级绕组被规划成两层以下的绕组，可使变压器的漏感为最小。初级绕组放在最里边，使初级绕组得到其他绕组的屏蔽，有助于减小变压器初级绕组和附近器材之间电磁噪声的相互耦合。初级绕组放在最里边，使初级绕组的开始端作为衔接开关电源功率晶体管的漏极或集电极驱动端，可削减变压器初级对开关电源其他有些电磁打扰的耦合。 3、偏压绕组：偏压绕组绕在初级和次级之间，仍是绕在最外层，和开关电源的调整是依据次级电压仍是初级电压进行有关。若是电压调整是依据次级来进行的则偏压绕组应放在初级和次级之间，这样有助于削减电源发生的传导打扰发射。若是电压调整是依据初级来进行的则偏压绕组应绕在变压器的最外层，这可使偏压绕组和次级绕组之间坚持最大的耦合，而与初级绕组之间的耦合减至最小。 初级偏压绕组最佳能布满完好的一层，若是偏压绕组的匝数很少，则能够采用加粗偏压绕组的线径，或许用多根导线并联绕制，改善偏压绕组的填充状况。这一改善方法实际上也改善了选用次级电压来调理电源的屏蔽才干，相同也改善了选用初级电压来调理电源时，次级绕组对偏压绕组的耦合状况。 高频变压器匝数如何计算？很多设计高频变压器的人都会有对于匝数的计算问题，那么我们应该