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胆机电源变压器简易设计公式的由来及完善     白居不易

(2014-12-18 17:29:11)
标签:

育儿

分类: 杂文
2014年即将过去,离羊年春节也不远了,乱乱哄哄忙活了一年,趁现在脑子还没有迷糊,谈谈网友询问较多的电源变压器设计有关问题,就算告别2014年了。
      电路设计中经常用到简易公式或某个常数,比如0.159为2π的倒数,电源变压器设计也有简易公式,最早接触这类公式是1959年读高中时,参加天津市私立儿童图书馆无线电高级班(扩音机原理与维修)培训,课堂上有同学问电源变压器设计问题,于是老师讲了下面简易设计公式,很容易记住。
1、最小铁芯截面积S'c(平方厘米)=1.25√P , P为初级功率=次级总功率/0.9, 0.9为效率。根据S'选择实际铁芯截面积Sc,Sc应当大于S'c,下一步按照Sc计算每伏匝数。
2、N/E(每伏匝数=50/Sc
3、线径d(mm)=0.7√(电流)
        还见过一些公式大同小异,  曾经应用过多年,按照这个公式计算出来的数据,近年来感到富裕量较大,为什么呢?我们不妨探讨一下该公式的由来。
    与正规的电源变压器设计公式作比较
    1、铁芯截面积计算公式S'c·So=14400P/Bm
S'c为铁芯最小截面积,So为窗口面积,以平方厘米为单位。P为功率,Bm为最大磁通密度,单位高斯。
设S'c=So
K=√14400/Bm
铁芯截面积S'c=k√P
K值与磁通密度Bm的对照关系如下
Bm(高斯)6000     7000    8000   9000    10000   11000    12000    13000   14000
                 1.5        1.4        1.3     1.25        1.2       1.15       1.1         1.05      1.0
      由此可知,简易公式S'c=1.25√P,是以最大磁通密度Bm为9000高斯设计的。
     2、匝数为N,感应电动势为E,N/E(每伏匝数)=100000000/4.44·f·Bm·Sc   f为市电频率, 我国市电频率为50Hz          N/E=450000/Bm·Sc
      已知简易公式设定磁通密度为9000高斯,代入后公式进一步简化为
    N/E=50/Sc
      这就是简易公式的由来,取不同的Bm值,可以得出不同的结果:
        设Bm为        6000    7000    8000    9000    10000     11000    12000    13000    14000
  则N/E分别为     75/Sc   64/Sc   56/Sc   50/Sc   45/Sc      41/Sc     37.5/Sc   35/Sc   32/Sc
     3、线径d     电流密度为J,通过截面积为S的导线的电流强度I=S·J,导线截面积与直径的关系为S=πd平方/4
     d =√4I/π·J,
      J为2A/平方毫米
      d=0.8√I
      J为2.5A/平方毫米
      d=0.7√I
      J为3A/平方毫米
      d=0.65√I。
   由此得知,简易公式漆包线电流密度为2.5A/平方毫米。
   综上所述,简易公式把磁通密度设定为9000高斯,按照该公式设计的数据,如果硅钢片质量较次,则容易发热,如果硅钢片质量较好就会造成浪费,尤其是现在使用的冷轧硅钢片磁通密度很高,效率也较高,因此在计算变压器参数时,需要根据不同的磁通密度适当修正。
    此外,由于现在市电电压普遍偏高,因此初级最好增加240V端子。现代胆机普遍使用晶体管整流,以及使用较大滤波电容,使次级电压升高。同时现代硅钢片效率较高,次级绕组补偿值不要取过高,这些在设计变压器时要加以注意。
    要全面了解电源变压器设计,请到胆艺轩搜索本人的帖子。

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