工頻變壓器的原理是什么?工頻變壓器設(shè)計繞制介紹!

變壓器的作用就是改變電壓，鑒于變壓器在電力系統(tǒng)中的調(diào)控作用，技術(shù)人員必須選用合適的變壓器完成安裝操作，這樣才能發(fā)揮正常的作用。為增進大家對變壓器的認(rèn)識，本文將對工頻變壓器原理以及工頻變壓器的設(shè)計繞制予以介紹。如果你對變壓器具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、工頻變壓器原理

工頻變壓器也稱作低頻變壓器，以示與開關(guān)電源用高頻變壓器有區(qū)別，工頻變壓器在過去傳統(tǒng)的電源中大量使用，而這些電源的穩(wěn)定方式又是采用線性調(diào)節(jié)的，所以那些傳統(tǒng)的電源又被稱為線性電源。工頻一般指市電的頻率，在我國是50Hz，其他國家也有60Hz的。而可以改變這個頻率交流電的電壓的變壓器，就是叫工頻變壓器了。

1、減少銅的用量，有兩個方面可以實現(xiàn)，一是減少線徑這就意味著銅阻增大，銅損損耗就會增大。二是減少圈數(shù)，就會使空載電流增大，同樣空載損耗就會加大，如果變壓器長時間的處于通電待機狀態(tài)，電力資源的浪費是非常大的。每年我國因為家用電器的長期處于待機通電狀態(tài)造成的電力浪費以數(shù)十億元計。

2、變壓器設(shè)計時應(yīng)使銅損和鐵損相等，這樣變壓器的損耗最低，工作最穩(wěn)定，如果一個變壓器設(shè)計完后，由于為節(jié)省銅線，而采取小號的線徑和減少圈數(shù)的方法，使得鐵心窗口還有很多的空間余量，這樣就說明鐵心的尺寸選擇的過大，造成了鐵心的浪費，由于鐵心的規(guī)格大，繞線的平均周長也大，同樣會造成銅線的用量增加。根據(jù)價格，鐵心的成本要高于銅線的成本。

所以在設(shè)計時，在保證性能滿足客戶的要求的情況下，應(yīng)盡量選擇小號的鐵心，能用41的，就絕不用48的。關(guān)于空載電流，從節(jié)省待機的損耗上考慮，還是盡量低的好。

二、工頻變壓器的設(shè)計繞制

各種家用電器中，工頻變壓器無論是自行設(shè)計繞制，還是修復(fù)燒壞的變壓器，都涉及到部分簡單的計算，教科書上的計算公式雖然嚴(yán)謹(jǐn)，但實際運用時顯得復(fù)雜，不甚方便。

1.鐵芯的選擇

根據(jù)自己需要的功率選擇合適的鐵芯是繞制變壓器的第一步。如果鐵芯(硅鋼片)選用過大，將導(dǎo)致變壓器體積增大，成本升高，但鐵芯過小，會增大變壓器的損耗，同時帶負(fù)載能力變差。

為了確定鐵芯尺寸，首先要算出變壓器次級的實際消耗功率，它等于變壓器次級各繞組電壓、負(fù)載電流的乘積之和。如果是全波整流變壓器，應(yīng)以變壓器次級電壓的1/2計算。次級繞組消耗功率加入變壓器本身損耗功率，即為變壓器初級視在功率。一般次級繞組功率在10w以下的變壓器，其本身損耗可達次級實際消耗功率的30～50%，其效率僅為50～70%。次級繞組功率在30W以下?lián)p耗約20～30%，50W以下?lián)p耗約15～20%，100w以下?lián)p耗約10～15%，100W以上損耗約10%以下，上述損耗參數(shù)是關(guān)于普通插片式變壓器的。如果按照R型變壓器、c型變壓器、環(huán)形變壓器的順序，損耗參數(shù)依次減小。

根據(jù)上述計算的變壓器初級總功率可以選定鐵芯。鐵芯面積S=a×b(cm2)。如附圖所示。變壓器視在功率與s的關(guān)系用下述經(jīng)驗公式選用：s=K√P1

P1為變壓器初級總視在功率，單位為：VA(伏安)，s為應(yīng)選鐵芯截面積，K為一系數(shù)，隨變壓器Pl大小不同選用不同的值。同時考慮到硅鋼片之間的絕緣漆、空隙的影響，K與P1關(guān)系為：

P1 K值

10VA以下 2～2.2

50VA以下 2～1.5

100VA以下 1.5～1.4

2.每伏匝數(shù)計算

選定鐵芯s以后。再確定每伏匝數(shù)，以使繞制的變壓器有臺理的激磁電流。常用的經(jīng)驗公式為：N=(40～55)/S，N為每伏匝數(shù)。

根據(jù)不同質(zhì)量的硅鋼片選取系數(shù)40～55。比較高級的高硅鋼，用眼觀察表面有鱗片結(jié)晶。且極脆，只彎折1～2次即斷裂，斷處參差不齊，系數(shù)取為40。若硅鋼片表面光潔，彎折4～5次仍不易斷，斷面為整齊直線，系數(shù)取50以上。

求出每伏匝數(shù)后乘以220V即為初級匝數(shù)，乘以次級要求電壓數(shù)即為次級各繞組匝數(shù)。因為導(dǎo)線有電阻，電流流過時會有電壓降，求出的次級匝數(shù)應(yīng)增加5～10%(根據(jù)負(fù)載電流選擇，電流大者可增加較大比例)。

3.導(dǎo)線直徑的選擇

根據(jù)各繞組負(fù)載電流的大小，選擇不同直徑的漆包線。可用下列經(jīng)驗公式求出：

d=0.8√I，

單位：l--A.d(導(dǎo)線直徑)--mm。

4.繞制方法及注意事項

由于漆包線絕緣強度大幅度提高，因此對50W以下的小功率變壓器大多采用阻燃塑料骨架疊繞法，但必須選用高強度漆包線，且繞制時仍應(yīng)逐圈排線，嚴(yán)禁大幅度斜跨，以免增大導(dǎo)線間電位差。

對50W以上的變壓器，由于每伏匝數(shù)減少，導(dǎo)線間電壓差較高，最好采取每層墊絕緣紙(0.05mm厚的電纜紙、牛皮紙)的方法，在繞制中應(yīng)絕對避免上層導(dǎo)線滑入下層。各繞組間絕緣應(yīng)視繞組電壓決定。初次級之間應(yīng)墊4層以上0.1mm的電纜紙，忌用不干膠膠帶。上述疊繞法的小功率變壓器，如果次級有兩組以上繞組，每組之間也應(yīng)用兩層電纜紙絕緣。如果變壓器是用在音響或視聽器材中。在多層繞制法中初次級之間應(yīng)墊入靜電屏蔽層。

繞好后。插硅鋼片也需注意、必須插緊，以避免產(chǎn)生電磁噪音。無論雙E形還是EI形，其端口要緊密接觸。宜交叉插，不能有空隙。最后的4～5片可從中間插入，以免損壞線包。然后進行烘干、浸漆。對50W以下的變壓器可采取內(nèi)熱法烘干。方法是：將變壓器所有次級繞組短路，與60～100W/220V燈泡串聯(lián)接入市電，使其自動升溫。燈泡越大溫度越高，但在密閉狀態(tài)下，使其溫度在80度以下較安全。

以上便是此次小編帶來的變壓器相關(guān)內(nèi)容，通過本文，希望大家對變壓器已經(jīng)具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!