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环形变压器的基本结构是什么六大优点有哪些《资讯》

发布时间:2020-08-17 12:01:18 阅读: 来源:滤膜厂家

2019-02-17 20:39:47来源:贤集网 赵媛

环形变压器是电子变压器的一大类型,它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器效率高,因为环形变压器铁芯是由不间继的连续有取向硅钢带绕制而成,经退火后会形成高度一致的磁通导向,同时环形变压器的绕组是紧密覆盖着环形铁芯进行绕制的,磁通密度较高,因为环形变压器可达到95%的高电气效率。当然,我国近十年来环形变压器从无到有,迄今为止已形成相当大的生产规模,除满足国内需求外,还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。环形变压器由于有优良的性能价格比,有良好的输出特性和抗干扰能力,因而它是一种有竞争力的电子变压器。下面贤集网小编来为大家详细介绍环形变压器的基本结构、六大优点、常见分类、应用领域、应用中应注意的问题、选配注意事项。一起来看看吧!

环形变压器的基本结构

1、铁芯:普通变压器硅钢片叠成,卷铁芯变压器的铁芯由硅钢带绕制而成。它的作用在原边线圈交流电流的作用下形成工频交变磁通,通过铁芯中的交变磁通感生出副边线圈中的电动势,形成低压电源。铁芯是完成电能、磁能、电能转换的主体。

2、绕组(俗称线圈):一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。包含一次、二次(高压、低压)两组。一次线圈是将原边电能引进变压器中一部分完成励磁过程,另一部分填补二次线圈中的电能,二次线圈是将磁能转换成电能并传送出去。线圈通常是依照一定的电气回路连接方法连接的。

3、器身绝缘:包括初次级绝缘、匝间绝缘和与铁芯绝缘,与外壳间绝缘。所用材料有纸板、环氧树脂、各种绝缘材料、变压器油等。其中变压器油除了具备良好的绝缘作用外,还有帮助变压器散热的作用,用以冷却运行的铁芯和线圈。

环形变压器的六大优点

环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片(片厚一般为0.35mm以下),无缝地卷制而成,这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上,线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合,与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25%,由此带来了下述一系列的优点。

1、电效率高铁心无气隙,叠装系数可高达95%以上,铁心磁导率可取1.5~1.8T(叠片式铁心只能取1.2~1.4T),电效率高达95%以上,空载电流只有叠片式的10%。

2、外形尺寸小,重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半,只要保持铁心截面积相等,环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例,可以设? 计出符合要求的外形尺寸。

3、磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙,绕组均匀地绕在环形的铁心上,这种结构导致了漏磁小,电磁辐射也小,无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上,例如应用在低电平放大器和医疗设备上。

4、振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心?感应振动的噪音,绕组均匀紧紧包住环形铁心,有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。

5、运行温度低由于铁损可以做到1.1W/kg,铁损很小,铁心温升低,绕组在温度较低的铁心上散热情况良好,所以变压器温升低。

6、容易安装环形变压器只有中心一个安装螺杆,特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸

环形变压器常见分类

1、标准型电源变压器产品系列容量8~1500VA,有较小的电压调整率、满载运行温升仅为40℃,允许短时超载运行,适合于要求高的使用场合。 初次级绕组间采用B级(130℃)的聚酯薄膜绝缘,要求至少包三层绝缘带,能经受交流4000V,1min的耐压试验。

2、经济型电源变压器产品系列容量50~1500VA。

3、隔离变压器产品系列容量50~1000VA,所有初级引线必须采用双绝缘导线。变压器最大温升低于45℃。此外对医疗用的隔离变压器还要求在初级绕组装有温度保护开关,当铁心温度达到120℃时,温度保护开关断开,当温度恢复正常时,开关自动复位合上。

环形变压器的应用领域

1、音响设备

目前该厂的环形变压器产品中,首先是有大家熟知的在音响设备中应用的产品。如可以用于 3类大功率高保真放大器中作电源变压器的高性能产品以及用于中小功率音响设备的电源变压器。功率范围从6VA~1000VA都可以采用优质的环形变压器。

2、电气控制

如用于电流和电压互感器。用环形变压器工艺制成的高精度,高稳定性互感器。可以采用坡莫合金软磁材料非晶材料或纳米晶合金等新型高性能磁性材料做磁芯,配以精密智能仪表及特殊的测试方法。可确保互感器参数精确,性能完全一致。

3、医疗设备

专门为医疗设备设计制造的环形变压器。除了具备高效率,高可靠性和高度安全要求外。还特别加强抗电强度及提高抗湿热性能。要求变压器内部还增加热熔断器以确保可靠性。

4、其他领域应用

环形变压器还可应用在各种大小功率的逆变电源中,如太阳能,风能发电系统等。这种采用低损耗铁芯的高效率环形变压器,可以大幅提高逆变电源的整体效率。

环形变压器应用中应注意的问题

一、变压器的功率容量

变压器的功率容量是决定铁心尺寸的主要依据。在很多场合变压器的负载是间歇性的,例如音响设备中的电源变压器。这时变压器的体积和重量较连续工作时要减少很多,如图3所示负载A段对整个B段而言是较小的一段,这时变压器的工作周期比其热时间常数要短很多,可用式(1)计算变压器的额定功率。

PN=PL(VA)(1)

式中:PN——变压器额定功率(VA);

PL——变压器负载功率(VA);

A——接通负载时间;

B———变压器工作周期。

二、电压调整率

电压调整率是衡量变压器负载特性的重要指标。电压调整率是指当输入电压不变,负载电流从零升到额定值时,输出电压U2的相对变化值,通常以百?分数表示,如式(2)所示:

ΔU=×100%(2)

式中:ΔU——电压调整率;

U20——空载输出电压(V);

U2——变压器额定负载时的输出电压(V)。

三、环形变压器效率

由于变压器有铁损和铜损,输出功率PO总是小于输入功率Pi,变压器的效率η如式(3)所示。

η=(3)

图5列出了三组不同功率的变压器效率曲线,随着容量增大效率明显增高,容量300VA以上的变压器,在额定负载下效率可高达95%以上。

四、自耦变压器??

当只要求升压或降压,而不要求初级与次级绕组隔离的情况下,使用自耦变压器是合适的。自耦变压器具有体积小,成本低、传输功率大等优点,用环形铁心绕制自耦变压器因初次级绕组不需绝缘,加工十分方便,体积、重量更小,造价更低。?要注意的是自耦变压器初、次级绕组的公共端(COM)要接零线,这样才安全。? 自耦变压器电路如图5所示,它的额定功率PAH按式(4)计算。

PAH=PAO(UH-UL)/UH(VA)(4)

式中:PAO——自耦变压器输出功率(VA);

UH——高电压绕组电压(V);

UL——低电压绕组电压(V)。

五、温升问题

环形变压器的温升特性曲线示于图6,从图6可看出环形变压器的温升是较低的,对标准型系列,即便是过载120%,温升也不超过70℃。

变压器的温升是由铁损和铜损两部分决定的,对叠片式变压器,这两部分基本相等,但环形变压器由于采用优质冷轧硅钢片绕制,并配合良好的退火工艺,其铁心损耗仅为全部损耗的(10~20)%,所以温升主要由绕组铜耗决定,合理的设计是初、次级绕组的功耗应基本平衡。

温升也与散热面积关系很大,由于环形变压器铁心温升低,绕组在整个铁心上均匀绕制,散热面积和散热条件都比较好,因此能获得较低的温升。

六、合闸电流

一般变压器在合闸时都会产生很大的合闸冲击电流,而环形变压器由于没有气隙和具有高磁导率则会造成更大的合闸电流。300VA以下的环形变压器可以用一般熔断器作保护,但为了防止合闸电流烧断熔断器,选择熔断器的电流应比变压器初级电流大8~10倍。300VA以上的环形变压器要考虑使用慢速熔断器或温度熔断器作保护,有时为了降低该冲击电流可以将变压器磁通密度B值取低些。

七、变压器与整流电路

大多数作电源用的环形变压器都与整流电路相连,现将最常用的整流电路和变压器次级电压U2、次电流I2与直流电压Ud直流电流Id的关系列在表1中,供设计时参考。

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环形变压器的选配注意事项

选配环形变压器,要根据负载的电压、电流使用情况,来决定选取环形变压器的功率。环形变压器输标称出电流,是满载时输出电流。过载时,环形变压器能够输出大于额定电流的30%左右。虽然环形变压器的过载能力很好,还是要求注意以下两个方面的问题:

1、应用于起动有过载的设备

某些变压器运行时的电流是额定的,在起动时的电流却非常大,有时会超过额定电流的30%~50%左右。例如,交流伺服电机的过载能力,通常设计为额定工作电流的3倍。负载起动时的电流较大,需要环形变压器在短时间内过载运行。此类驱动电流过载的设备,配置环形变压器,需要考虑变压器的额度输出电流大设备额度电流的20%左右。因为频繁的起动过载工作,会导致环形变压器温度升高,长时间就会导致变压器寿命缩短。

2、应用于没有过载的设备

很多设备设计时会考虑到最大工作电流,启动电流也不需要过载。例如,步进电机作为设备动力,工作电流与启动电流是一样的。选配环形变压器时,只要输出电流等于步进驱动器的最大电流或者大于10%左右就好,没有必要将环形变压器的输出电流的富余量设计很大。步进电机永远不会发生过载电流的情况。更多工作环境中,步进电机的功率,是可变的。这需要在结构设计时,确认电压电流的参数,人为给定一个合理的功耗。事实上,步进电机的功耗,是随着转速的提升而下降。步进电机配置环形变压器,是最好的选择。

上述是贤集网小编为大家讲解的环形变压器的基本结构、六大优点、常见分类、应用领域、应用中应注意的问题、选配注意事项。关于环形变压器的知识,小编就先介绍到这里啦,希望这些知识能够给大家带来帮助!其实,现如今,环形变压器已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中,以其优良的性能和有竞争力的性能价格比,可以预期它会在较大领域内取代传统的叠片式变压器,随着环形变压器技术性能的改进与提高,它将会为我们的生活带来更多的方便,可以想象它将会在电子变压器领域中有更广阔的应用前景与发展空间。

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