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)
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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
K
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。
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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)
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
K
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