在本文中,我們將討論如何設計和構建通常用于主電源的基本降壓變壓器。
介紹
這可能有助于電子愛好者根據(jù)他們的特定需求開發(fā)和制造自己的變壓器。在接下來的幾頁中,將介紹一種簡化的布局方法,以實現(xiàn)令人滿意的變壓器開發(fā)。另一方面,設計過程可能是一些實驗的主題。
本文中介紹的表格縮短了計算,可幫助設計人員找到合適的導線尺寸甚至芯層壓。此處提供專門相關的數(shù)據(jù)和計算,以確保設計師絕對不會被不需要的細節(jié)所困擾。
在這里,我們將專門討論在鐵芯周圍擁有 2 個或更多絕緣銅線繞組的變壓器。它們是:一個初級繞組和一個或多個次級繞組。
每個繞組都與其他繞組電氣隔離,但通過使用層壓鐵芯進行磁性連接。小型變壓器具有殼式結構,即繞組被鐵芯包圍,如圖所示。1.次級提供的功率實際上是從初級繞組傳輸?shù)?,盡管電壓電平取決于一對繞組的繞組比。
變壓器基本設計
作為變壓器設計的初始階段,必須明確表示初級和次級電壓評估以及次級安培額定值。
之后確定要采用的核心內(nèi)容:普通鋼沖壓或冷軋晶粒定向(CRGO)沖壓。CRGO具有更高的允許磁通密度和更低的損耗。
磁芯的最佳可能橫截面部分大致由以下公式分配:
核心面積:1.152 x √(輸出電壓 x 輸出電流)平方厘米。
對于具有多個次級變壓器的變壓器,需要考慮每個繞組的輸出伏安乘積之和。
初級繞組和次級繞組的匝數(shù)使用每伏匝數(shù)比公式確定為:
每伏匝數(shù) = 1/ (4.44 x 10-4頻率 x 核心面積 x 磁通密度)
在這里,印度家用電源的頻率通常為50Hz。普通鋼沖壓的助焊劑密度約為1.0韋伯/平方米,CRGO沖壓的助焊劑密度約為1.3韋伯/平方米。
計算初級繞組
初級繞組中的電流由下式表示:
初級電流 = o/p 伏特和 o/p 安培之和除以初級電壓 x 效率
小型變壓器的效率可以在0.8至0.§6之間偏差。值 0.87 對于普通變壓器非常有效。
需要為繞組確定適當?shù)膶Ь€尺寸。導線直徑取決于繞組的額定電流以及導線的允許電流密度。
小型變壓器的電流密度可高達233安培/平方厘米,大型變壓器的電流密度可低至155安培/平方厘米。
繞組數(shù)據(jù)
通常,可以考慮 200 安培/平方厘米的值,根據(jù)該值創(chuàng)建表#1。初級繞組的匝數(shù)由以下公式表示:
初級匝數(shù) = 每伏匝數(shù) x 初級電壓
繞組消耗的空間由絕緣密度、繞組技術和導線直徑?jīng)Q定。
表#1提供了每平方厘米匝數(shù)的估計值,通過該值,我們能夠計算初級繞組消耗的窗口面積。
初級繞組面積 = 初級匝數(shù) / 表#1中每平方厘米的匝數(shù)
計算次級繞組
考慮到我們假設的次級額定電流,我們只需直接通過表#1即可確定次級繞組的導線尺寸。
當涉及到初級時,次級繞組的匝數(shù)以相同的方法計算,但應包括大約3%的超額匝數(shù),以補償負載時變壓器次級繞組電壓的內(nèi)部壓降。因此
次級匝數(shù) = 1.03(每伏匝數(shù) x 次級伏特)
次級繞組所需的窗口區(qū)域從表#2中標識為
次窗口面積 = 次轉數(shù) / 每平方厘米轉數(shù)。
計算磁芯大小
選擇核心的主要合格措施可能是可訪問繞組空間的總窗口面積。
總窗口面積=主窗口面積+輔助窗口區(qū)域總和+前窗和絕緣空間。
需要一點額外的空間來支撐前者和繞組之間的絕緣。額外面積的具體數(shù)量可能會有所不同,即使一開始可以考慮 30%,盡管以后可能需要定制。
變壓器沖壓尺寸表
擁有更大窗口空間的完美芯尺寸通常從表#2確定,同時考慮到堆疊它們時層壓之間的間隙(核心堆疊元件可以取為0.9),我們現(xiàn)在有
核心總面積 = 核心面積 / 0.9 平方厘米。一般來說,首選方形中央肢體。
為此,層壓舌的寬度為
舌寬 = √總核心面積 (sq.cm)
現(xiàn)在再次參考表#2,作為最后一點,找到合適的核心尺寸,具有足夠的窗口面積和計算的舌頭寬度的附近值。根據(jù)需要修改堆棧高度以獲取所需的核心部分。
堆疊高度 = 核心總面積 / 實際舌寬
堆棧一定不能在舌寬以下很多,而應該更多。但是,它不能大于舌頭寬度的 11/2 倍。
核心裝配圖
如何組裝變壓器
繞組是在適合芯層壓中間支柱的絕緣成型機或線軸上完成的。初級通常首先纏繞,其次是次級,在繞組的兩層之間保持絕緣。
在繞組頂部涂上最后一個絕緣層,以保護所有絕緣層免受機械和振動劣化的影響。每當使用細線時,都需要將其特定末端焊接到較重的電線上,以便將端子置于前者之外。
層壓通常通過在設置中反轉的交替層壓在前者上組合在一起。層壓必須通過適當?shù)膴A緊框架或使用螺母和螺栓緊密地粘合在一起(以防層壓組件內(nèi)提供通孔)。
如何應用屏蔽
利用初級繞組和次級繞組之間的靜電屏蔽來規(guī)避從初級繞組移動到次級繞組的電氣干擾,這可能是一個明智的主意。
降壓變壓器的屏蔽層可以由銅箔制成,銅箔可以纏繞在兩個繞組之間,時間略高于一個肚子。必須在整個箔上呈現(xiàn)絕緣層,并采取適當?shù)淖o理措施,以使箔的兩端永遠不會相互接觸。此外,可以將導線與該屏蔽場焊接,并與電路的接地線或變壓器的層壓連接,變壓器的層壓可以與電路的接地線箝位。
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