電源變壓器的計(jì)算方法及分類，你真的熟悉嗎？

你知道電源變壓器的計(jì)算方法及分類嗎?大家都知道，電源變壓器由鐵心和繞組兩部分構(gòu)成。變壓器主要的磁路是由鐵心構(gòu)成，其中鐵心又分為鐵心柱和橫片兩部分，結(jié)構(gòu)形式有心式和亮式這兩種。變壓器的電路部分是繞組由漆包原線或雙絲包絕緣扁線繞成。

變壓器原理是電磁感應(yīng)原理從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳輸信號(hào);電源變壓器原理與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組;與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組。負(fù)載電流加大時(shí)I1增加，ф1也增加并且ф1增加的抵消了2中的那部分磁通量所以鐵芯中的總磁通量保持不變。對(duì)于電源變壓器的知識(shí)，大家是否想要了解更多呢?下面小編來(lái)為大家介紹電源變壓器的計(jì)算方法、分類、基本參數(shù)、質(zhì)量問(wèn)題的基本辨別方法、過(guò)熱功率下降的原因及解決方法。一起來(lái)看看吧!

電源變壓器的計(jì)算方法

一、工具/原料

計(jì)算器、矽鋼片規(guī)格表、變壓器骨架規(guī)格表、漆包線規(guī)格表、矽鋼片材料470或者600 IE型。

二、步驟/方法

1、計(jì)算變壓器的功率

變壓器功率 = 輸出電壓 X 輸出電流

例如：根據(jù)電路要求需要輸出電壓30V、電流10A的變壓器，

30V X 10A = 300W(變壓器功率)

2、計(jì)算變壓器的鐵芯截面積

變壓器功率 X 1.44 = Y ， Y開(kāi)根 X 1.06 = 鐵芯截面積

變壓器功率300W X 1.44 = 432，432開(kāi)根 X 1.06 = 22.00平方厘米(鐵芯截面積)

22平方厘米 = 2200平方毫米(鐵芯截面積)

3、計(jì)算變壓器鐵芯疊厚

鐵芯截面積(平方毫米)/ 矽鋼片舌寬(毫米)= 鐵芯疊厚

2200平方毫米 / 40毫米 =55毫米(疊厚)，鐵芯規(guī)格采用舌寬40的矽鋼片，疊厚為55毫米。

這里有個(gè)問(wèn)題，有人會(huì)問(wèn)為什么用40的矽鋼片，教你一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值。

疊厚 / 舌寬 = (1.0∽1.6)，55毫米 / 40毫米 =1.375。

小于1.0用小一規(guī)格矽鋼片，說(shuō)明矽鋼片窗口太大繞不滿;大于1.6用大一號(hào)規(guī)格的矽鋼片，說(shuō)明矽鋼片窗口太小繞不下。具體規(guī)格對(duì)照矽鋼片規(guī)格表。

4、骨架的選用

鐵芯截面積為E40 X 55，那么骨架就用 E40 X 55的，對(duì)照變壓器骨架規(guī)格表剛好有這種規(guī)格的骨架，如果實(shí)在沒(méi)有，選疊厚大一規(guī)格的也行。業(yè)余愛(ài)好者買一個(gè)骨架不方便的話，那就自己動(dòng)手做一個(gè)吧。

5、計(jì)算線圈輸入初級(jí)匝數(shù)

45 / 鐵芯截面積(平方厘米)X 220V = 輸入初級(jí)匝數(shù)，

(45/22平方厘米)X 220 = 450匝(輸入初級(jí)匝數(shù))

6、計(jì)算線圈輸出次級(jí)匝數(shù)

(輸入初級(jí)匝數(shù)/220)X 輸出電壓 = 輸出次級(jí)匝數(shù)

(450/220)X 30V = 61.36(取整數(shù)62匝)

7、計(jì)算繞制的漆包線線徑

電流(開(kāi)根)X 0.7 = 線徑

輸出電流10A(開(kāi)根)X 0.7 = 2.21(輸出30V線徑)，

輸入電流 =(300W變壓器功率/220V輸入電壓)開(kāi)根 X 0.7=0.81(輸入220V線徑)

8、計(jì)算結(jié)果

矽鋼片規(guī)格E40mm、疊厚55mm;變壓器骨架規(guī)格 E40 X 55;輸入線圈匝數(shù)450匝、線徑0.81銅漆包線;輸出線圈匝數(shù)62匝、線徑2.21銅漆包線。

電源變壓器的分類

1、按用途分：電力變壓器;特種變壓器;儀用變壓器;試驗(yàn)變壓器。

2、按繞組形式分：雙繞組變壓器;三繞組變壓器;自耦變壓器。

3、按鐵芯形式分：芯式變壓器;亮式變壓器;非晶合金變壓器。

4、按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嚯娫醋儔浩?三相電源變壓器。

5、按冷卻方式分：干式電源變壓器;油浸式電源變壓器。

6、根據(jù)傳送功率的大?。?0KVA以上為大功率;10KVA~0.5KVA為中功率;0.5KVA~25VA為小功率;25VA以下為微功率。

電源變壓器的基本參數(shù)

1、額定電壓

額定電壓分初級(jí)額定電壓和次級(jí)額定電壓。初級(jí)額定電壓是指變壓器在額定工作條件下，根據(jù)變壓器絕緣強(qiáng)度與溫升所規(guī)定的初級(jí)電壓有效值。對(duì)于電源變壓器而言，通常指按規(guī)定加在變壓器初級(jí)繞組上的電源電壓。次級(jí)額定電壓是指初級(jí)加有額定電壓而次級(jí)處于空載的情況下，次級(jí)輸出電壓的有效值?？傮w來(lái)說(shuō)，額定電源就是指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時(shí)不得大于規(guī)定值。

2、額定電流

在初級(jí)為額定電壓的情況下，保證初級(jí)繞組能夠正常輸人和次級(jí)繞組能夠正常輸出的電流，分別稱為初、次級(jí)額定電流。

3、額定功率

額定功率是指變壓器工作時(shí)的最大負(fù)載功率，是在規(guī)定的頻率和電壓下，變壓器長(zhǎng)期工作，而不超過(guò)規(guī)定溫升的輸出功率。

4、額定頻率

額定頻率指變壓器正常工作的電壓頻率值。一般情況下額定頻率為5ohz。需要時(shí)可按40ohz、ikhz、lokhz等頻率設(shè)計(jì)變壓器。

5、空載電流

當(dāng)電源變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，初級(jí)繞組仍有一定的電流流過(guò)，這個(gè)電流便是變壓器的空載電流。

6、空載損耗

空載損耗指電源變壓器變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí)，在初級(jí)測(cè)得功率損耗，主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損)，這部分損耗很小。

電源變壓器質(zhì)量問(wèn)題的基本辨別方法

電源變壓器除檢查電壓準(zhǔn)確度和絕緣性能之外，還要知道它的效率、負(fù)載率、發(fā)熱量等。下面介紹一種通過(guò)測(cè)定兩個(gè)參素?cái)?shù)來(lái)判別電源變壓器質(zhì)量的簡(jiǎn)單判別法。

1、空載電流的測(cè)定。

變壓器的空載電流是指初級(jí)接額定電壓，次級(jí)完全空載測(cè)得的初級(jí)電流。這個(gè)電流與進(jìn)線電壓的乘積則為空載損耗，也就是指變壓器的鐵芯損耗。它是鐵芯在交流磁場(chǎng)中渦流損耗和磁滯損耗之和。因而，變壓器的空載電流越小，表明鐵芯的質(zhì)量越好，且安培匝數(shù)設(shè)計(jì)非常合理。這種情況下，一般認(rèn)為空載電流相似于鐵損耗，空載電流的大小，也就反映鐵損的大小。小于 10W的變壓器空載電流約7~15mA;100W的變壓器，空載電流約30~60mA之間，都認(rèn)為正常。鐵損較大的變壓器，發(fā)熱量必然大，如果是因安培匝數(shù)設(shè)計(jì)不合理，其空載電流大增，結(jié)果造成溫升增大，其壽命也不會(huì)長(zhǎng)。一般環(huán)形變壓器的空載電流應(yīng)低于普通插片式變壓器的空載電流。

2、銅損的測(cè)定。

(1)變壓器的銅損是指初、次級(jí)導(dǎo)線的直流電阻造成的損耗。因此測(cè)定銅損只需將變壓器加上額定電流即可測(cè)出 I2R。測(cè)試方法如下：首先將變壓器的次級(jí)線圈兩端直接短接(有幾組要短路幾組)，再將變壓器初級(jí)串入交流電流表，再與0~250V的交流調(diào)壓器相接，并接入市電。調(diào)節(jié)調(diào)壓器由0V整至使電流表讀數(shù)為變壓器的額定電流(如200VA的變壓器，額定電流為0.9A)，用萬(wàn)用表測(cè)出此時(shí)變壓器初級(jí)的電壓，將此電壓乘上變壓器的額定電流既為“銅損”(測(cè)量銅損時(shí)間要短，不然會(huì)損壞變壓器)。由于次級(jí)的短路，變壓器初級(jí)上的電壓必然很低。這樣，鐵芯的磁通量極小，鐵損也極小，可以忽略。故測(cè)出的I2R是很精確的。在這項(xiàng)測(cè)試中損耗越小，漆包線的電阻值也越小，這種變壓器的負(fù)載率也必然大。

(2)在正常情況下，鐵損和銅損之和對(duì) 500W的變壓器應(yīng)小于45W。隨著變壓器的容量減小，其損耗相應(yīng)增大，因?yàn)樾⌒妥儔浩鞯你~損是大于鐵損的。

從以上測(cè)定可知，變壓器的開(kāi)路損耗加上短路損耗越小，則變壓器的質(zhì)量越好，工作時(shí)溫升也越低，并且有很好的負(fù)載率。這樣在很短時(shí)間內(nèi)，就能知道變壓器的性能好壞。

電源變壓器過(guò)熱功率下降的原因及解決方法

一、原因分析

電源變壓器使用時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，那么，是什么原因造成這樣的現(xiàn)象呢?其實(shí)原因很簡(jiǎn)單，是因?yàn)殡娫醋儔浩魇羌尤肓碎_(kāi)關(guān)管的電源變壓器，在電路中除了普通變壓器的電壓變換功能，還兼具絕緣隔離與功率傳送功能一般用在開(kāi)關(guān)電源等涉及高頻電路的場(chǎng)合。

二、電源變壓器過(guò)熱原因

半導(dǎo)體、功率二極管等是在使用中極易發(fā)熱的元器件，在開(kāi)關(guān)電源中也不例外，開(kāi)關(guān)電源主要的發(fā)熱元器件為半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)管、功率二極管、高頻變壓器、濾波電感等。不同器件有不同的控制發(fā)熱量的方法。功率管是高頻開(kāi)關(guān)電源中發(fā)熱量較大的器件之一，減小它的發(fā)熱量，不僅可以提高功率管的可靠性，而且可以提高開(kāi)關(guān)電源的可靠性，提高平均無(wú)故障時(shí)間。

三、電源變壓器過(guò)熱解決方案

1、對(duì)于變壓器二次側(cè)的整流可以選擇效率更高的同步整流技術(shù)來(lái)減小損耗。

2、減小通態(tài)損耗可以通過(guò)選用低通態(tài)電阻的開(kāi)關(guān)管來(lái)減小通態(tài)損耗。

3、開(kāi)關(guān)過(guò)程損耗是由于柵電荷大小及開(kāi)關(guān)時(shí)間引起的，減小開(kāi)關(guān)過(guò)程損耗可以選擇開(kāi)關(guān)速度更快、恢復(fù)時(shí)間更短的器件來(lái)減少。

4、對(duì)于高頻磁性材料引起的損耗，要盡量避免趨膚效應(yīng)，對(duì)于趨膚效應(yīng)造成的影響，可采用多股細(xì)漆包線并繞的辦法來(lái)解決。

5、重要的是通過(guò)設(shè)計(jì)更優(yōu)的控制方式和緩沖技術(shù)來(lái)減小損耗，如采用軟開(kāi)關(guān)技術(shù)，可以大大減小這種損耗。

6、減小功率二極管的發(fā)熱量，對(duì)交流整流及緩沖二極管，一般情況下不會(huì)有更好的控制技術(shù)來(lái)減小損耗，可以通過(guò)選擇高質(zhì)量的二極管來(lái)減小損耗。

7，盡量用粗線繞制次級(jí)。 盡量用粗線按原匝數(shù)重繞即可

8，換用更大截面積的磁芯變壓器。重新計(jì)算并調(diào)試，另外，次級(jí)采用半波整流的可改用全橋整流，以減少變壓器中的直流分量，也可以減小發(fā)熱量。還有，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱也可以。

a，盡量用粗線繞制次級(jí).b，換用更大截面積的磁芯變壓器。其中a比較簡(jiǎn)單，只要窗口允許，盡量用粗線按原匝數(shù)重繞即可，b要重新計(jì)算并調(diào)試，對(duì)于不太精通開(kāi)關(guān)電源者很可能會(huì)搞砸。另外，次級(jí)采用半波整流的可改用全橋整流，以減少變壓器中的直流分量，也可以減小發(fā)熱量。還有，加風(fēng)扇強(qiáng)制散熱也能試下。

四、電源變壓器功率降低解決方案

1、選用更低的電流密度;

2、減少匝數(shù)，但會(huì)增加磁心的磁通密度而增加鐵損，當(dāng)銅損明顯高于鐵損時(shí)使用，慎用;

3、改變變壓器工藝以減少繞組交流電阻。方法有主要有減小銅線直徑(不能減少總截面積)，增加初次級(jí)相鄰面(會(huì)增加初次級(jí)分布電容)，減小初次級(jí)距離(會(huì)增加初次級(jí)分布電容)，線圈疏饒等;

4、改變電路工作參數(shù)以減少交流電阻，比如降低開(kāi)關(guān)頻率，但是會(huì)增加磁心的磁通密度而增加鐵損，當(dāng)銅損明顯高于鐵損時(shí)使用，慎用;

5、使用更低電阻率的導(dǎo)線(不太現(xiàn)實(shí)哈)。減少鐵損

6、改用功耗參數(shù)更優(yōu)秀的磁心材料，比如使用TDK的PC50材料替代PC40材料;

7、降低磁通密度，但會(huì)增加線圈匝數(shù)而導(dǎo)致銅損增大，慎用;

8、改變電路參數(shù)，比如降低開(kāi)關(guān)頻率，但會(huì)同時(shí)增加磁通密度，慎用，必要時(shí)配合繞組匝數(shù)調(diào)整;

9、合理熱設(shè)計(jì)，利用磁心材料溫度與損耗曲線中的谷值;綜合方法

10、根據(jù)各自散熱條件，合理分配銅損鐵損比例。

上述是小編為大家講解的電源變壓器的計(jì)算方法、分類、基本參數(shù)、質(zhì)量問(wèn)題的基本辨別方法、過(guò)熱功率下降的原因及解決方法。希望這些知識(shí)能夠給大家?guī)?lái)幫助!當(dāng)然，在日常生活中，可能電源變壓器難免會(huì)受潮，電源變壓器受潮后，可以用熱風(fēng)干燥法解決，這種方法是將器身放在干燥室內(nèi)通熱風(fēng)進(jìn)行干燥。進(jìn)口熱風(fēng)溫度應(yīng)逐漸上升，最高溫度不應(yīng)超過(guò)95℃，在熱風(fēng)進(jìn)口處應(yīng)裝設(shè)過(guò)濾器以防止火星和灰塵進(jìn)人。熱風(fēng)不要直接吹向器身，盡可能從器身下面均勻地吹向各個(gè)方向，使潮氣由箱蓋通氣孔放出。還可以用感應(yīng)加熱法解決，這種方法是是將器身放在油箱內(nèi)，外繞組線圈通以工頻電流，利用油箱壁中渦流損耗的發(fā)熱來(lái)干燥。

此時(shí)箱壁的溫度不應(yīng)超過(guò)115~120℃，器身溫度不應(yīng)超過(guò)90~95℃。為了纏繞線圈的方便，盡可能使線圈的匝數(shù)少些或電流小些，一般電流選150A，導(dǎo)線可有用35~50mm2的導(dǎo)線。油箱壁上可墊石棉條，導(dǎo)線繞在石棉條上。只有保證電源變壓器干燥，才能夠延長(zhǎng)它的使用壽命。以上就是電源變壓器的計(jì)算方法及分類，希望能給大家?guī)椭?