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環(huán)形變壓器的計算與測試

分類(lèi): 新聞中心 2015-11-15 瀏覽量:3047

文章導讀

環(huán)形變壓器的計算與測試...

環(huán)形變壓器的計算


通過(guò)設計一臺50Hz石英燈用的電源變壓器,


其初級電壓U1=220V,次級電壓U2=11.8V,次級電流I2=16.7A,電壓調整率ΔU≤7%,來(lái)說(shuō)明計算的方法和步驟。


1)計算變壓器的次級功率 P2 P2=I2U2=16.7×11.8=197VA(5)


2)計算變壓器的輸入功率 P1(設變壓器效率η=0.95)與輸入電流I1


式中:K——系數與變壓器功率有關(guān),K=0.6~0.8,取K=0.75; 根據現有鐵心規格選用鐵芯尺寸為:高H=40mm,內徑D1=55mm,外徑D2=110mm。 式中:f——電源頻率(Hz),f=50Hz; B——磁通密度(T),B=1.4T。 N2=N20·U2=3.23×11.8=38.1匝,取N2=38匝。 6)選擇導線(xiàn)線(xiàn)徑 繞組導線(xiàn)的線(xiàn)徑d按公式(10)計算 式中:I——通過(guò)導線(xiàn)的電流(A); j——電流密度,j=2.5~3.5A/mm2。 當取j=2.5A/mm2時(shí)代入式(10)得 用兩條d=2.12mm(考慮絕緣漆最大外徑為2.20mm)導線(xiàn)并繞。因為Φ2.94導線(xiàn)的截面積Sd2=6.78mm2,而d=2.12mm導線(xiàn)的截面積為3.53mm2兩條并聯(lián)后可得到截面積為:2×3.53=7.06mm2,完全符合要求且裕度較大。 6環(huán)形變壓器的結構計算 環(huán)形變壓器的繞組是用繞線(xiàn)機的繞線(xiàn)環(huán)在鐵心內作旋轉運動(dòng)而繞制的,因此鐵心內徑的尺寸對加工過(guò)程十分重要,尺寸結構計算的目的就是檢驗繞完全部繞組后,內徑尚余多少空間。若經(jīng)計算內徑空間過(guò)小不符合繞制要求時(shí),可以重新修改鐵心的尺寸,只要維持設計的截面積不變,電性能也基本不變。 已知鐵心內徑D1=55mm,各絕緣層厚度為to=1.5mm,t1=t2=1mm。


1)計算繞完初級繞組及包絕緣后的內徑Dn2 計算初級繞組每層繞的匝數n1 式中:Dn1——鐵心包絕緣后的內徑,Dn1=D1-2t0=55-(2×1.5)=52mm; kp——疊繞系數,kp=1.15。 則初級繞組的層數Q1為 初級繞組厚度δ1為


2)計算次級繞組的厚度δ2 計算次級繞組每層繞的匝數n2,考慮到次級繞組是用2×d2=2×2.21mm導線(xiàn)并繞,則 可見(jiàn)繞完繞組后,內徑還有裕量,所選鐵芯尺寸是合適的。


樣品的性能測試


為檢驗設計方法的準確性,對按設計參數制成的環(huán)形變壓器樣品進(jìn)行了性能測試,結果如下。


7.1空載特性測試 測量電路。測得的數據繪出的空載特性曲線(xiàn)。 從變壓器的空載特性看出設計符合要求,在額定工作電壓220V時(shí)(工作點(diǎn)為A),變壓器的空載電流只有13.8mA,即使電源電壓上升到240V變壓器工作在B點(diǎn)鐵心還未飽和,有較大的裕度。


7.2電壓調整率測量 變壓器在空載時(shí)測得的次級空載電壓U20=12.6V,當通以額定電流I2=16.7A時(shí),次級輸出電壓為U2=11.8V,按式(2)計算電壓調整率為 變壓器電壓調整率達到ΔU<7%的指標。


7.3溫升試驗 用電阻法對變壓器繞組進(jìn)行溫升試驗,在通電4h變壓器溫升穩定后進(jìn)行測試,并按式(12)計算繞組平均溫升Δτm。 測量的數據及計算結果列于表5 從溫升試驗結果看出所設計的變壓器已達到標準型溫升標準,即Δτm<40℃,初次級繞組溫升基本相等,即兩繞組功耗較均衡。


7.4絕緣性能測試 1)絕緣電阻測試 用500V搖表測試絕緣電阻,初次級繞組之間的絕緣電阻在常態(tài)下均大于100MΩ。 2)抗電強度實(shí)驗 變壓器初級與次級繞組之間能承受50Hz,4000V(有效值)電壓1min,而無(wú)擊穿和飛弧。限定漏電流為1mA,此項試驗證明變壓器的抗電強度達到IEC標準。