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不同频率激励下变压器铜屏蔽中涡流损耗的研究_赵志刚_史文军_王振_刘慧敏_赵捷_

高频变压器的分析与设计.

高频链中高频变压器的分析与设计文章作者：四川成都西南交通大学龙海峰郭世明江苏南京国电南京自动化股份有限公司呙道静文章类型：设计应用文章加入时间：2004年9月6日14:54 文章出处：电源技术应用摘要：高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变器中笨重的工频变压器，大大减小了逆变器的体积和重量。在高频链的硬件电路设计中，高频变压器是重要的一环。叙述了高频变压器的设计过程。实验结果证明该设计满足要求。关键词：高频链；高频变压器；逆变器引言 MESPELAGE于1977年提出了高频链逆变技术的新概念[1]。高频链逆变技术与常规的逆变技术最大的不同，在于利用高频变压器实现了输入与输出的电气隔离，减小了变压器的体积和重量。近年来，高频链技术引起人们越来越多的兴趣。 1 概述图1是传统的逆变器框图。其缺点是采用了笨重庞大的工频变压器和滤波电感，导致效率低，噪音大，可靠性差。另外，谐波含量大，波形畸变严重，与要求的优质正弦波相差甚远。

图2所示为电压源高频链逆变器的框图，该方案是当今研究的最先进方案[2]，也是本文中采用的方案。采用此方案有其一系列的优点，诸如，以小型的高频变压器替代工频变压器；只有两级功率变换；正弦波质量高；控制灵活等。高频变压器是高频链的核心部件，肩负着隔离和传输功率的重任，其性能好坏直接决定逆变器的性能好坏。不合格的变压器温升高，效率低，漏感严重，输出波形畸变大，直接影响电路的稳定性和可靠性，甚至损坏开关器件，导致实验失败。 2 高频变压器的设计设计高频变压器首先应该从磁芯开始。开关电源变压器磁芯多是在低磁场下使用的软磁材料，它有较高磁导率，低的矫顽力，高的电阻率。磁导率高，在一定线圈匝数时，通过不大的激磁电流就能承受较高的外加电压，因此，在输出一定功率要求下，可减轻磁芯体积。磁芯矫顽力低，磁滞面积小，则铁耗也少。高的电阻率，则涡流小，铁耗小。各种磁芯物理性能及价格比如表1所列。铁氧体材料是复合氧化物烧结体，电阻率很高，适合高频下使用，但Bs值比较小，常使用在开关电源中。本文采用的就是铁氧体材料。表1 各种磁芯特性比较表

变压器损耗计算公式

变压器损耗计算公式简介: 负载曲线的平均负载系数越高,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越小的变压器;负载曲线的平均负载系数越低,为达到损耗电能越小,要选用损耗比越大的变压器. 将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数,通常可取1-1.3,作为获得最佳效率的负载系数,然后按βb＝(1/R)1/2计算变压器应具备的损耗比. 关键字:变压器 1、变压器损耗计算公式 (1)有功损耗:ΔP＝P0+KTβ2PK -------(1) (2)无功损耗:ΔQ＝Q0+KTβ2QK -------(2) (3)综合功率损耗:ΔPZ＝ΔP+KQΔQ ----(3) Q0≈I0%SN,QK≈UK%SN 式中:Q0——空载无功损耗(kvar) P0——空载损耗(kW) PK——额定负载损耗(kW) SN——变压器额定容量(kVA) I0%——变压器空载电流百分比. UK%——短路电压百分比 β——平均负载系数 KT——负载波动损耗系数 QK——额定负载漏磁功率(kvar) KQ——无功经济当量(kW/kvar) 上式计算时各参数的选择条件: (1)取KT＝1.05; (2)对城市电网和工业企业电网的6kV~10kV降压变压器取系统最小负荷时,其无功当量KQ＝0．1kW/kvar; (3)变压器平均负载系数,对于农用变压器可取β＝20%;对于工业企业,实行三班制,可取β＝75%; (4)变压器运行小时数T＝8760h,最大负载损耗小时数:t＝5500h; (5)变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0%、UK%,见产品资料所示. 2、变压器损耗的特征 P0——空载损耗,主要是铁损,包括磁滞损耗和涡流损耗; 磁滞损耗与频率成正比;与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比. 涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比. PC——负载损耗,主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗,一般称铜损.其大小随负载电流而变化,与负载电流的平方成正比;(并用标准线圈温度换算值来表示). 负载损耗还受变压器温度的影响,同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗,并在绕组外的金属部分产生杂散损耗. 变压器的全损耗ΔP=P0+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/(PZ+ΔP),以百分比表示;其中PZ为变压器二次侧输出功率. 3、变压器节能技术推广 1) 推广使用低损耗变压器; (1)铁芯损耗的控制

开关电源高频变压器AP法计算方法

AP表示磁心有效截面积与窗口面积的乘积。计算公式为 AP=AwAe 式中，AP的单位是cm4；Aw为磁心可绕导线的窗口面积(cm2) Ae为磁心有效截面积(cm2)，Ae≈Sj=CD，Sj为磁心几何尺寸的截面积，C 为舌宽，D为磁心厚度。根据计算出的AP值，即可查表找出所需磁心型号。下面介绍将AP法用于开关电源高频变压器设计时的公式推导及验证方法。 1 高频变压器电路的波形参数分析开关电源的电压及电流波形比较复杂，既有输入正弦波、半波或全波整流波，又有矩形波(PWM波形)、锯齿波(不连续电流模式的一次侧电流波形)、梯形波(连续电流模式的一次侧电流波形)等。高频变压器电路中有3个波形参数：波形系数(Kf)，波形因数(kf)，波峰因数(kP)。 1)波形系数Kf 为便于分析，在不考虑铜损的情况下给高频变压器的输入端施加交变的正弦电流，在一次、二次绕组中就会产生感应电动势e。根据法拉第电磁感应定律，e=dΦ／dt=d( NABsinωt)／dt=NABoωcosωt其中N为绕组匝数，A为变压器磁心的截面积，B为交变电流产生的磁感应强度，角频率ω=2Πf。正弦波的电压有效值为

在开关电源中定义正弦波的波形系数Kf=√2*Π=4.44利用傅里叶级数不难求出方波的波形系数。 2)波形因数kf 为便于对方波、矩形波、三角波、锯齿波、梯形波等周期性非正弦波形进行分析，需要引入波形因数的概念。在电子测量领域定义的波形因数与开关电源波形系数的定义有所不同，它表示有效值电压压(URMS)与平均值电压之比，为便于和Kf区分，这里用小写的kf表示，有公式以正弦波为例，这表明，Kf=4kf，二者相差4倍。开关电源6种常见波形的参数见表1。因方波和梯形波的平均值为零，故改用电压均绝值来代替。对于矩形波，表示脉冲宽度，丁表示周期，占空比D=t／T。

变压器损耗计算公式分析

变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗, 1、变压器损耗计算公式（１）有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ -------（１）（２）无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ -------（２）（３）综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ ----（３）Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ）Ｐ０——空载损耗（ｋＷ）ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ）ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ）Ｉ０％——变压器空载电流百分比。ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数ＫＴ——负载波动损耗系数ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ）ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ）上式计算时各参数的选择条件：（１）取ＫＴ＝１.０５；（２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取

系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；（３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％；（４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ；（５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC /Ｐ０变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。

高频变压器工作原理及用途

高频变压器工作原理及用途简介是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输岀交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输岀电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。工作原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。用途高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz?500kHz、500kHz?1MHz 1MHz以上。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用MOSFET工作频率就比较高。制造工艺高频变压器的制造工艺要点一。绕线 A确定BOBBIN的参数

B所有绕线要求平整不重叠为原则 C单组绕线以单色线即可，双组绕线必需以双色线或开线浸锡来分脚位，以免绕错 D横跨线必需贴胶带隔离 1. 疏绕完全均匀疏开 2. 密绕排线均匀紧密 3. 线圈两边与绕线槽边缘保持足够的安全距离A,B 4. 套管长度必须足够，一端伸入绕线管的安全胶带以内，另一端伸出BOBBIN上沿面，但不得靠近PIN 5. 最外层胶带切割在铁芯组合面，切割处必须被铁芯覆盖。 6. 胶带边缘与绕线槽平齐，胶带不歪斜，不反摺不破损。 7. 跨越线底下须贴胶带，保持跨越线与底下线圈绝缘。高频变压器的制造工艺要点二。缠线 A 立式BOBBIN 粗线：0.8 ?以上缠线1圈细线0.2-0.8 ?缠线1.5圈极细线0.2 ?以下缠线2-3圈立式BOBBIN缠法之原则：缠线尽量压到底以不超过凸点为原则。 B卧式BOBBIN :约缠2-3圈，疏绕不要压到底，以免焊锡时烫伤BOBBIN如果有宽度限制且规格严格时才用此方式，将缠线压到底后焊锡，再剪边PIN，以减少整个变压器的宽度。 C横式（卧式，BOBBIN之缠法：约缠2-3圈疏绕，不要压到底以免焊锡时烫伤BOBBIN 注：如果产品有宽度限制且规格紧必须将缠线部分剪短时为特例，此时即必须将缠线尽量压到底。高频变压器的制造工艺要点三. 套管一般套管之位置规则：

变压器损耗估算1

变压器损耗估算315kVA 项目新上S13-315/10/0.4变压器1台。由变压器型号查得下列参数：表*-*-* 变压器参数表有功功率损耗： △P= P0+β2P K＝0.48+0.772×3.65＝2.64kW 变压器空载时的无功功率损耗： Q0= I0S N×10-2 =0.3×315×10-2=0.95kVar 变压器额定负载时的无功功率： Q k = U K S N×10-2=4.0×315×10-2=12.6 kVar 变压器总的无功功率： △Q= Q0+β2 Q k =0.95+0.772×12.6=8.42 kVar 变压器综合有功功率损耗： △PZ=△P+K Q△Q =2.64+0.1×8.42=3.48kW 注：K Q为无功经济当量，取0.1；β为负载系数，取0.77。变压器年工作日为365天，每天24小时，则变压器全年投入运行小时数T=8760h。1台S13-315/10变压器的年电能损耗为：3.48×8760×1＝3.05万kWh 变压器损耗估算100kVA 项目新上S13-100/10/0.4变压器1台。由变压器型号查得下列参数：

有功功率损耗： △P= P0+β2P K＝0.2+0.772×1.5＝1.09kW 变压器空载时的无功功率损耗： Q0= I0S N×10-2 =0.3×100×10-2=0.3kVar 变压器额定负载时的无功功率： Q k = U K S N×10-2=4.0×100×10-2=4.00 kVar 变压器总的无功功率： △Q= Q0+β2 Q k =0.3+0.772×4.00=2.67 kVar 变压器综合有功功率损耗： △PZ=△P+K Q△Q =1.09+0.1×2.67=1.36kW 注：K Q为无功经济当量，取0.1；β为负载系数，取0.77。变压器年工作日为365天，每天24小时，则变压器全年投入运行小时数T=8760h。1台S13-100/10变压器的年电能损耗为：1.36×8760×1＝1.19万kWh

变压器损耗原理及计算方法

变压器损耗原理及计算方法变压器的损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1、变压器损耗计算公式（１）有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１）（２）无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２）（３）综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ----（３）Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ）Ｐ０——空载损耗（ｋＷ）ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ）ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ）Ｉ０％——变压器空载电流百分比。ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数ＫＴ——负载波动损耗系数ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ）ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ）上式计算时各参数的选择条件：（１）取ＫＴ＝１.０５；（２）对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；（３）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％；（４）变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ；（５）变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。变压器的全损耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC/Ｐ０变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是：

高频变压器噪音与裂CORE现象改善专案报告

高頻變壓器噪音與裂CORE現象改善專案報告一、概述: 1.高頻變壓器噪音,指電源單體在正常工作狀況下,人耳能聽到的尖銳的“滋滋”聲.聲音的產生是由物體的掁動引起的,我們所說的噪音,是指變壓器在正常工作過程中,線圈磁CORE及由線圈和磁CORE所組成的整個變壓器,發生頻率在20KHZ以下的掁動(人耳所能聽到的頻率範圍在 20KHZ以下).應該說高頻變壓器(特別是反馳式)在高頻方波電流的激勵下,線圈將會有電流通斷的變化,磁CORE中的磁場出在不停的進行勵磁消磁的變化,勢必有線圈的伸縮掁動和磁CORE 的伸縮掁動,但電源的正常工作頻率在60KHZ~100KHZ左右,此時掁動產生的聲音超出人耳的聽力範圍,人耳是聽不到的,但當電源在工作過程中有間歇式掁蕩產生時,會引起線圈磁CORE間歇式掁動,特別是此掁蕩頻率接近線圈與磁CORE所組成的整個變壓器的固有掁動頻率時,易引發共掁現象.,此時將引發人耳所能聽到的噪音現象. 2.高頻變壓器的裂CORE指變壓器生產過程中(特別是烘烤後,或冷熱沖擊試驗後)出現的磁CORE 破裂的現象,(如下圖),CORE的破裂肯定是由受力引起的,而此力的產生(通過實驗所得),主要來源於膠固化過程和膠與磁CORE的熱脹冷縮的系數不同而產生的應力引起的. 二、案例、實驗分析: 1.******單體之變壓器25383-0001I,初期出現較為嚴重的異音現象,原工法如下圖: 消除異音的方法主要從: 1>.平衡鐵損與銅損; 2>.使變壓器磁CORE工作在較寬較穩定的Bm範圍. 3>.充分含浸線圈. 4>.緊密粘固磁CORE. 5>.消除電源線路中的間歇掁蕩現象等方面,在線路不變動的情況下有效的解決噪音問題,主要是使變壓器充分含浸和盡可能的使磁CORE粘接牢固. 實驗一: A. 改變點膠工法,看磁CORE的粘合程度對異音現象的影響用不同的點膠工法做 25383-00001I變壓器4EA,工法如下: a.原工法,即兩邊夾紙片,中柱不點膠,異音現象嚴重. b.中柱塗白膠,兩邊夾紙片,邊柱四點固定,無明顯異音現象. c.中柱不塗膠,兩邊柱夾紙片,塗大格膠,有輕微異音. d.中柱點白膠,兩邊柱夾紙片,塗大格膠,無明顯異音. 由以上實驗可判定,異音現象與磁CORE中柱是否塗膠,即兩磁CORE是否緊密固定有較大關系,所以對點膠工法做如下改變. 通過做如上改變,********單體異音現象基本消除,但中柱所點膠在烘烤固化過程中將很大的應力作用在磁CORE中柱部分產品出現裂CORE現象.

变压器行业kVSSS系列变压器损耗参数对照表

变压器行业10kV级S9、S11、S13系列变压器损耗参数对照表 S13-M型全密封电力变压器主要技术参数

负载损耗：即可变损失。与通过的电流的平方成正比。负载损耗是额定电流下与参考温度下的负载损耗。展开些说，所谓额定电流是指一次侧分接位置必须是主分接，不能是其它分接的额定电流。对参考温度而言，要看变压器的绝缘材料的耐热等级。对油浸式变压器而言，不论是自冷、风冷或强油风冷，都有是A级绝缘材料，其参考温度是根据传统概念加以规定的，都是75℃。 1 变压器损耗大致为两项：铁损和线损。其中铁损主要为变压器铁芯在工作时的磁滞损耗所造成的，其大小与电压相关较大，变压器空载还是带负载对于铁损影响不大； 2 负载电流流过变压器线圈，由于线圈本身的电阻，将有一部分功率损耗在线圈中，这部分损耗为“线损”，电流越大，损耗越大，所以负荷越大，线损也越大； 3 空载时，只有励磁电流流过变压器，所以线损很小； 4 上述“铁损”和“线损”之和就是变压器的大部分损耗，负载时的线损与铁损之和就是变压器的负载损耗，而空载损耗意义也是如此。相关知识：1）推广使用低损耗变压器（1）铁芯损耗的控制变压器损耗中的空载损耗，即铁损，主要发生在变压器铁芯叠片内，主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗。最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁，为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流，变压器铁芯是由铁线束制成，而不是由整块铁构成。 1900年左右，经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗，增大导磁率，且使电阻率增大，涡流损耗降低。经多次改进，用0．35mm厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯。 1903来世界各国都在积极研究生产节能材料，变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料——非晶态磁性材料如2605S2，非晶合金铁芯变压器便应运而生。使用2605S2制作的变压器，其铁损仅为硅钢变压器的1/5，铁损大幅度降低。（2）变压器系列的节能效果上述非晶合金铁芯变压器，具有低噪音、低损耗等特点，其空载损耗仅为常规产品的1/5，且全密封免维护，运行费用极低。我国S7系列变压器是1980年后推出的变压器，其效率较SJ、SJL、SL、SL1系列的变压器高，其负载损耗也较高。 80年代中期又设计生产出S9系列变压器，其价格较S7系列平均高出20%，空载损耗较S7系列平均降低8%，负载损耗平均降低24%，并且国家已明令在1998年底前淘汰S7、SL7系列，推广应用S9系列。 S11是推广应用的低损耗变压器。S11型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构。硅钢片连续卷制，铁心无接缝，大大减少了磁阻，空载电流减少了60～80，提高了功率因数，降低了电网线损，改善了电网的供电品质。连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性，空载损耗降低20～35。运行时的噪音水平降低到30～45dB，保护了环境。非晶合金铁心的S11系列配电变压器系列的空载损耗较S9系列降低75%左右，但其价格仅比S9系列平均高出30%，其负载损耗与S9系列变压器相等。

高频变压器参数计算方法

高频变压器参数计算一．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 * μ ⑵ 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： E L =⊿Ф / ⊿t * N ⑷ E L = ⊿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 = E L * ⊿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： Q L = 1/2 * I2 * L ⑼ Q L -------- 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) 4．根据能量守恒定律及影响电感量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式： N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D)) ⑽ N1-------- 初级线圈的匝数(圈) E1-------- 初级输入电压(伏特) N2-------- 次级电感的匝数(圈) E2-------- 次级输出电压(伏特)

变压器空载损耗与负载损耗的计算方法及公式

变压器空载损耗与负载损耗的计算方法及公式电力变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实际是铁芯所产生的损耗（也称铁芯损耗）,而铜损也叫负荷损耗。 1、电力变压器损耗计算公式 (1)有功损耗：ΔＰ＝Ｐ０＋ＫＴβ２ＰＫ-------（１） (2)无功损耗：ΔＱ＝Ｑ０＋ＫＴβ２ＱＫ-------（２） (3)综合功率损耗：ΔＰＺ＝ΔＰ＋ＫＱΔＱ------（３）Ｑ０≈Ｉ０％ＳＮ，ＱＫ≈ＵＫ％ＳＮ式中：Ｑ０——空载无功损耗（ｋｖａｒ）Ｐ０——空载损耗（ｋＷ）ＰＫ——额定负载损耗（ｋＷ）ＳＮ——变压器额定容量（ｋＶＡ）Ｉ０％——变压器空载电流百分比。ＵＫ％——短路电压百分比 β——平均负载系数ＫＴ——负载波动损耗系数ＱＫ——额定负载漏磁功率（ｋｖａｒ）ＫＱ——无功经济当量（ｋＷ／ｋｖａｒ）上式计算时各参数的选择条件： (1)取ＫＴ＝１.０５； (2)对城市电网和工业企业电网的６ｋＶ～１０ｋＶ降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量ＫＱ＝０．１ｋＷ／ｋｖａｒ；

(3)变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝２０％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝７５％； (4)变压器运行小时数Ｔ＝８７６０ｈ，最大负载损耗小时数：ｔ＝５５００ｈ； (5)变压器空载损耗Ｐ０、额定负载损耗ＰＫ、Ｉ０％、ＵＫ％，见产品出厂资料所示。 2、电力变压器损耗的特征Ｐ０——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。ＰC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比；（并用标准线圈温度换算值来表示）。负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。变压器的全损https://www.wendangku.net/doc/2511230993.html,/耗ΔＰ=Ｐ０+ＰC 变压器的损耗比=ＰC /Ｐ０变压器的效率=ＰＺ/（ＰＺ+ΔＰ），以百分比表示；其中ＰＺ为变压器二次侧输出功率。变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是：铁损电量（千瓦时）=空载损耗（千瓦）×供电时间（小时）

高频变压器磁芯如何选型

高频变压器磁芯如何选型电子变压器在电源技术中的作用,电源技术对电子变压器的要求,电子变压器采用新软磁材料和新磁芯结构对电源技术发展的影响. 电子变压器的使用条件,包括两方面内容:可靠性和电磁兼容性.以前只注意可靠性,现在由于环境保护意识增强,必须注意电磁兼容性. 可靠性是指在具体的使用条件下,电子变压器能正常工作到使用寿命为止.一般使用条件中对电子变压器影响最大的是环境温度.决定电子变压器受温度影响强度的参数是软磁材料的居里点.软磁材料居里点高,受温度影响小;软磁材料居里点低,对温度变化比较敏感,受温度影响大.例如锰锌铁氧体的居里点只有215℃,比较低,磁通密度、磁导率和损耗都随温度发生变化,除正常温度25℃而外,还要给出60℃,80℃,100℃时的各种参数数据.因此,锰锌铁氧体磁芯的工作温度一般限制在100℃以下,也就是环境温度为40℃时,温升必须低于60℃.钴基非晶合金的居里点为205℃,也低,使用温度也限制在100℃以下.铁基非晶合金的居里点为370℃,可以在150℃~ 180℃以下使用.高磁导坡莫合金的居里点为460℃至480℃,可以在200℃~250℃以下使用.微晶纳米晶合金的居里点为600℃,取向硅钢居里点为730℃,可以在300℃~400℃下使用. 电磁兼容性是指电子变压器既不产生对外界的电磁干扰,又能承受外界的电磁干扰.电磁干扰包括可听见的音频噪声和听不见的高频噪声.电子变压器产生电磁干扰的主要原因是磁芯的磁致伸缩.磁致伸缩系数大的软磁材料,产生的电磁干扰大.铁基非晶合金的磁致伸缩系数通常为最大(27~30)×10-6,必须采取减少噪声抑制干扰的措施.高磁导Ni50坡莫合金的磁致伸缩系数为25×10-6,锰锌铁氧体的磁致伸缩系数为21×10-6.以上这3种软磁材料属于容易产生电磁干扰的材料,在应用中要注意.3%取向硅钢的磁致伸缩系数为(1~3)×10-6,微晶纳米晶合金的磁致伸缩系数为(0.5~2)×10-6.这2种软磁材料属于比较容易产生电磁干扰的材料.6.5%硅钢的磁致伸缩系数为0.1×10-6,高磁导Ni80坡莫合金的磁致伸缩系数为(0.1~0.5)×10-6,钴基非晶合金的磁致伸缩系数为0.1×10-6以下.这3种软磁材料属于不太容易产生电磁干扰的材料.由磁致伸缩产生的电磁干扰的频率一般与电子变压器的工作频率相同.如果有低于或高于工作频率的电磁干扰,那是由其他原因产生的. 完成功能电子变压器从功能上区分主要有变压器和电感器2种.特殊元件完成的功能另外讨论.变压器完成的功能有3个:功率传送、电压变换和绝缘隔离.电感器完成功能有2个:功率传送和纹波抑制功率传送有2种方式.第一种是变压器传送方式,即外加在变压器原绕组上的交变电压,在磁芯中产生磁通变化,使副绕组感应电压,加在负载上,从而使电功率从原边传送到副边.传送功率的大小决定于感应电压,也就是决定于单位时间内的磁通密度变量ΔB.ΔB与磁导率无

110KV系统损耗计算

110KV电压供电系统与35KV电压供电系统损耗比较一、110KV电压供电系统损耗计算（一）110KV电压供电线路损耗相关参数：线路长3公里，LGJ120导线，电阻0.2422欧姆/公里,功率因数cosф取0.90,平均电压115KV 1、△P=3I2R=（ P ）2*R u cosф =（ 5810 ）2*0.2422*3 115*0.9 =2.29KW 2、平均负荷利用小时数t t= 3226*104 =5552.5 5810 3、年运行线路损耗电能 △W =△P*t=2.29*5552.5 =12715.125=1.27万KWh (二)110KV供电变电器损耗 -8000/110变压器,变压器空载损耗△Po=14KW,变压器负载损耗△查表S 7 Psc=50KW 变压器运行损耗功率: △P △P=△Po+△Psc( St )2 =14+50*( 5810 )2 Sn 8000*0.9 =46.56KW 变压器年运行损耗电能 △W=△P*t =46.56*5552.5=258524.4KWh =25.85万KWh (三)线路损耗和变压器损耗总和 25.85+1.27=27.12万KWh （四）110KV供电年损耗电费： 271200*0.523=141837.6元二、35KV系统损耗计算（一）35KV电压供电线路损耗相关参数：线路长5公里，LGJ150导线，电阻0.198欧姆/公里,功率因数cosф取0.90,平均电压37KV。 1、P=3I2R=（ P ）2*R u cosф =（ 5810 ）2*0.2422*3 37*0.9

=30.14KW 2、平均负荷利用小时数t t= 3226*104 =5552.5 5810 3、年运行线路损耗电能 △W =△P*t=30.14*5552.5 =167352.35=16.7万KWh (二)35KV供电变压器损耗查表S -8000/110变压器,变压器空载损耗△Po=11.5KW,变压器负载损耗 7 △Psc=45KW 变压器运行损耗功率: △P △P=△Po+△Psc( St )2 =11.5+45*( 5810 )2 Sn 8000*0.9 =40.8KW 变压器年运行损耗电能 △W=△P*t =40.8*5552.5=226542KWh =22.7万KWh (三)线路损耗和变压器损耗总和 22.7+16.7=39.4万KWh （四）35KV供电年损耗电费： 394000*0.537=211578元三、35KV供电比110KV供电年损耗增加量： 211578-141837.6=69740.4元四、35KV供电比110KV供电年电费增加量： 32260000*（0.537-0.523）+69740.4=521380.4元注：缺SZ10-8000/110变压器相关技术参数。现依S7-8000/35和S7-8000/110变压器技术参数计算。按2004年电费单价标准。 35KV：0.537元/KWh 110KV：0.523元/KWh

变压器的使用年限参考

变压器的使用年限参考电力变压器产品可按容量大小分为大型变压器(容量大于或等于8000kV A)和中小型变压器(容量小于或等于6300kV A)；也可按电压等级分为6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV和500kV等。作为电压变换设备，变压器被广泛应用于输电和配电领域，特别是10kV和35kV 电压等级的变压器，在电力、工业和商业配电系统中被普遍使用，且数量巨大。1999年，我国年产变压器约33.8万台，其中10kV和35kV级约31.3万台，占92.6％。据估计，目前在电网上运行的10kV和35kV级变压器约有10亿kV A以上。由于使用量大，运行时间长，变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的10kV和35kV级变压器。选择高效节能产品，不但对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是企业改善经济效益的重要途径。我国10kV和35kV级变压器绝大多数为标准设计，其产品标准经历?quot;64”标准、”73”标准、”86”标准到90年代中期的”95”标准的不断进步，产品由原来的高损耗型(SJ，SJL…S7)发展到了现行的较低损耗型(S9型等)。截至1998年底，S7型变压器及以前的产品已由国家先后公布淘汰，停止其生产和销售。随着计划经济向市场经济的转变，

以及社会对节能和环保的需求，我国变压器的效率水平将呈现出多样化的趋势。目前市场上已出现了比S9系列更节能的产品，如S10、S11系列等。在电网使用的变压器中，役龄超过20年的老旧变压器仍约占10％以上。这些变压器是按照60和70年代当时”64”和”73”标准设计的产品，损耗非常高。与当前的S9系列相比，平均损耗高100％以上，节能潜力巨大。对于企业来说，如何从长远的经济效益出发，确定适当的变压器效率水平以及是否应该用节能变压器替换高耗能变压器，是变压器选购和管理中亟待解决的问题之一。国际上有许多评价变压器能效的方法，所有的方法都要求比较变压器价格及其损耗费用。美国在70年代后期，由于能源价格的攀升，许多电力公司开始要求所设计的变压器应能具有较低的服务年限费用，这样就产生了总拥有费用(TOC)法。TOC法在美国于1981年发展成为工业标准。按照TOC标准购置变压器一直沿用至今，TOC方法是总和了变压器的初始费用和等价现值的损耗费用，表达所购变压器全面的综合费用。我们用TOC法曾评述过配电变压器S9型与S7型的经济效益，比较结果说明了S9变压器价格虽高于S7约20％，但损耗指标比S7低约21％，S9所多支村的资金可以在2～3年内从节约的损耗电费中收回。同样，用S9变压器更换80年前的老变压器产品进行效益比较的结果说明，

变压器的铁损和铜损

变压器的铁损和铜损变压器的损耗包括两部分：铁损和铜损。变压器的升温主要由铁损和铜损共同产生的。由于变压器存在铁损和铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率。当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁芯流动，因为铁芯本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁芯的断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁芯发热，变压器的升温增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。变压器的铁损还包括磁滞损耗，但在变压器的测试中，只需要知道变压器总的铁损，而不必分别测出磁滞损失与涡流损失。变压器在空载情况下所取得的功率都消耗于铁损和原绕组的铜损，而原绕组的铜损由于空载时对应的电流很小，所以与铜损相比铁损就微不足道了，因此变压器空载时所消耗的功率可以近似认为是铁损。另外要绕制变压器需要用大量的铜损，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。变压器的铜损分两部分：原绕组的铜损和副绕组的铜损。在一个给定的变压器中，铜损仅与变压器的负载有关，测量变压器铜损是通过短路实验来测定的，在短路实验中，将变压器的低压端绕组短接，而给另一个绕组加上适当小的电压，使通过两个绕组的电流都等于额定值，称为电路电压，因为短路电压很低，此时变压器的铁损可以忽略不计，此时测得的即可认为是变压器的额定状态下的铜损。由此可以知道：变压器的铁损与电压器的一次电压有关，与二次负荷无关，就是说：只要变压器一次有电压就一定有铁损产生。电压一定，铁损就一定。铜损则不同，它的大小主要取决负荷电流的大小。

变压器损耗的计算公式及方法

变压器损耗分为铁损和铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗, 实是铁芯所产生的损耗（也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1 、变压器损耗计算公式 ⑴有功损耗：△ P=PO+KT B 2PK --------- ⑴ ⑵无功损耗：△ Q=QO+K"T 2QK——（2） ⑶综合功率损耗：△ PZ=A P+KQX Q ----（3） QO IO%SN Q? UK%SN 式中：Q0 ----- 空载无功损耗（kvar） P0――空载损耗（kW） PK额定负载损耗（kW） SN变压器额定容量（kVA） 10%――变压器空载电流百分比。 UK%短路电压百分比 3 ――平均负载系数 KT――负载波动损耗系数 QK额定负载漏磁功率（kvar） KQ无功经济当量（kW/kvar）上式计算时各参数的选择条件：（1）取KT=1.05; ⑵对城市电网和工业企业电网的6kV?10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量 KQ=0.1kW/kvar; （3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取3 =20%;对于工业企业，实行三班制，可取 3 =75%; ⑷变压器运行小时数T=8760h，最大负载损耗小时数：t=5500h; （5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK 10%、UK%见产品资料所示。 2、变压器损耗的特征 P0――空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；

磁滞损耗与频率成正比; 与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。 P 负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。其大小随负载电流而变化，与负载电流的平方成正比;（并用标准线圈温度换算值来表示）。负载损耗还受变压器温度的影响，同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗，并在绕组外的金属部分产生杂散损耗。变压器的全损耗△ P=PO+PC 变压器的损耗比=PC /P0 变压器的效率=PZ/（PZ+ △ P），以百分比表示；其中PZ为变压器二次侧输出功率。一、变损电量的计算：变压器的损失电量有铁损和铜损两部分组成。铁损与运行时间有关，铜损与负荷大小有关。因此，应分别计算损失电量。 1、铁损电量的计算：不同型号和容量的铁损电量，计算公式是：铁损电量（千瓦时）=空载损耗（千瓦）x供电时间（小时）配变的空载损耗（铁损），由附表查得，供电时间为变压器的实际运行时间，按以下原则确定：（1）对连续供电的用户，全月按720 小时计算。（2）由于电网原因间断供电或限电拉路，按变电站向用户实际供电小时数计算，不得以难计算为由，仍按全月运行计算，变压器停电后，自坠熔丝管交供电站的时间，在计算铁损时应予扣除。（3）变压器低压侧装有积时钟的用户，按积时钟累计的供电时间计算。 2、铜损电量的计算：当负载率为40%及以下时，按全月用电量（以电能表读数）的2%计收，计算公式：铜损电量（千瓦时）=月用电量（千瓦时）X 2% 因为铜损与负荷电流（电量）大小有关，当配变的月平均负载率超过40%时，铜损电量应按月用电量的3%计收。负载率为40%时的月用电量，由附表查的。负载率的计算公式为：负载率=抄见电量/ 式中：S――配变的额定容量（千伏安）；T ――全月日历时间、取720小时； COSZ――功率因数，取0.80。电力变压器的变损可分为铜损和铁损。铜损一般在0.5%。铁损一般在5~7%。干式变压器的变损比油侵式要小。合计变损：0.5+6=6.5 计算方法：1000KVA X 6.5%=65KVA 65KV/X 24 小时X 365 天=568400KWT度）变压器上的标牌都有具体的数据。变压器空载损耗空载损耗指变压器二次侧开路，一次侧加额率与额定电压的正弦波电压时变压器所吸取的功率。一般

变压器损耗定义

变压器的损耗包含两部分，空载损耗与负载损耗。 1．变压器的空载损耗变压器的空载损耗又称铁耗，它属于励磁损耗与负载无关。 1.1空载损耗的组成通常变压器的空载损耗包括铁芯材料的磁滞损耗、涡流损耗以及附加损耗几部分。 1.1.1磁滞损耗磁滞损耗是铁磁材料在反复磁化过程中由于磁滞现象所产生的损耗。磁滞损耗的大小与磁滞回线的面积成正比。微观地来看，磁滞损耗与硅钢片内部的结晶方位、结晶纯度、内部晶粒的畸变等因素都有关系。由于磁滞回线的面积又与最大磁密B m 的平方成正比，因此磁滞损耗约和最大磁密B m 的平方成正比。此外，磁滞损耗是由交变磁化所产生，所以它的大小还和交变频率f 有关。具体来说磁滞损耗P c 的大小可用下式计算 21c m P C B f V =?? （1-1）式中，C 1——由硅钢片材料特性所决定的系数（与铁芯磁导率、密度等有关）； B m ——交变磁通的最大磁密； f ——频率； V ——铁磁材料总体积。注：在日本东京制铁株式出版社的《新日本制铁电磁钢板》中提到有的硅钢片厂家认为，磁滞损耗的大小与B m 的1.6次方成正比。 1.1.2涡流损耗由于铁芯本身为金属导体，所以由于电磁感应现象所感生的电动势将在铁芯内产生环流，即为涡流。由于铁芯中有涡流流过，而铁芯本身又存在电阻，故引起了涡流损耗。具体来说，经典的涡流损耗P w 的大小可用下式计算 2222m w B f t P C ρ??= （1-2）式中，C 2——决定于硅钢片材料性质的系数； t ——硅钢片的厚度； ρ——硅钢片的电阻率。 1.1.3异常涡流损耗在上文的标注所提到的文献中，提出了“异常涡流损耗”的概念，也有的把它作为附加铁损的一部分来看待，一般认为它的大小与硅钢片内部磁区的大小（结晶粒的大小）以及硅钢片表面涂层的弹性张力等有关，并可以用下式来进行估算 223s f B v t P C ρ??= （1-3）式中，C 3——取决于硅钢片材料的常数；