频率为 50 Hz 的电源变压器。方案、说明

频率为 50 Hz 的电源变压器。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

电源变压器是大量电路的一部分，用于稳定和非稳定电源，用于通过交流电源运行的家用和业余无线电电子设备的二次电源。变压器是一种静态电磁设备。借助变压器，将具有某些参数的交流电能转换成具有其他参数的电能。因此，在变压器的帮助下，可以降低和增加电压和电流，并且还可以实现输出电源通道与网络以及彼此之间的电隔离。

变压器的工作是基于变压器初级绕组的电磁场对次级绕组的相互作用。初级（市电）绕组连接至电流频率为1Hz或50至400Hz的交流网络U5000，并且电能的消耗者（负载）连接至次级绕组。图 1，a 显示了变压器的简化图，图 1，b - 其内含物图。变压器的绕组放置在由铁磁材料制成的公共磁路上（为了更好的磁耦合）。

频率为 50 Hz 的电源变压器

磁通量 Fo 沿着磁路闭合，并分别在初级和次级绕组 E1 和 E2 中感应出电动势。考虑到初级绕组和r1次级绕组的有源电阻r2上的压降，E1=U1-r1I1，并且E2=U2+r2I2。但部分磁通量闭合并消散在空气中，即所谓的 Fras，仅作用于初级绕组的匝数。他们试图减少这个 Fras，从而提高变压器的效率。这是变压器在额定负载下的运行模式。还有空闲和短路模式。因此，变压器的主要元件是磁路（磁芯）。

工作频率为50Hz的变压器铁芯主要采用1511、3412牌号的特种电工热轧钢，这些钢种的钢材厚度为0,35毫米和0,5毫米。还使用3411和3412牌号的冷轧钢，以厚度为0,35的板材形式生产； 0,5毫米，厚度为0,28的带状； 0,3; 0,35； 0,5毫米。

冷轧钢的磁感应强度比热轧钢高，因此冷轧钢变压器

同等威力下林雷体积和重量都更小。对于工作频率为50赫兹的变压器，使用厚度为0,15-0,5毫米的电工钢，工作频率为400至5000赫兹的变压器使用厚度为0,05-0,08毫米的电工钢。根据变压器的要求（功率、成本、具体特性），使用层状或带状磁路。

变压器板的主要类型和尺寸如图2所示，其中：a-E形； b——各种类型的W形板：W——h>2,5…3l1； Shu——碱度适中且h>3l1； Sha - 且 h>l1； Shb - 带 h l1; e - U 形板：Mon - h>l1 和 Pu - h>1l1。

频率为 50 Hz 的电源变压器

因此，根据磁芯的设计，变压器分为片状铠装（Ш形）和片状铠装（П形）。它们如图3所示。

频率为 50 Hz 的电源变压器

电源变压器的磁路仅以重叠（重叠）方式组装。带芯也用于变压器。这种变压器的杂散场要小得多，即对周围电路元件和所创建设备的细节产生更少的干扰。这使得它们能够位于高灵敏度无线电设备的功能单元附近。 W形变压器的铁芯由类型名称和编号来指定，这些名称和编号确定了中间杆l（图3，a）或侧面（图3，b）的宽度以及磁体的厚度B电路。

磁芯结构参数

最小钢筋横截面积

Sc=B(l-Δl),

其中 B 是集合的厚度； l - 设置宽度； Δl - 极限偏差。

最小设置窗口面积

Sok = l1(h-Δh),

其中 l1 是拨号窗口的宽度； h-窗口高度； Δh-极限偏差。

对于 ШI、ШШ、ШП 磁芯（图 4，a-g）

频率为 50 Hz 的电源变压器

磁芯的力场磁力线平均长度

Iср=h-1[h+2l1+1,18(H-h) + 0,4I/H-I

对于磁路 SHU（图 4，e）

lav=2(h+l1)+1,57l。

对于磁路 PN、PU（图 4、e）

lcp=2(h+l1)+1,57(Hh)；

lо=2l+2В+2,5l1+8δк,

其中 lо 是铁芯电流导体的平均长度； δk为间隙与变压器框架厚度之和（0,55-1,5mm以内）。

为了便于制造，磁带磁路被制成分裂的。连接处经过良好的抛光，并在组装过程中良好地拉合在一起，因此不会有磁通量损失，变压器也不会发出嗡嗡声。连续带磁芯具有更高（20-30%）的高磁感应强度，即有磁损耗。但缠绕这种变压器要困难得多。连续变压器的缠绕是在特殊机器上或在家里使用梭子完成的。变压器带芯分为棒式（图5，a）、铠装（图5，b）和环式（图5，c），其中a为绕组厚度； b——胶带宽度； c——窗口宽度； h——窗口高度； R - 内半径（5 至 2 毫米，具体取决于胶带的厚度）。杆体结构分为潜艇-U型带； PLM——窗口宽度与绕组厚度之比减小的U形胶带（c/a<1）； PLR——具有几何尺寸的U形胶带具有最低的变压器成本。

频率为 50 Hz 的电源变压器

铠装结构分为ShL——W形带； ShLM——窗口宽度与缠绕厚度之比减小的Ш形胶带； ShLO——胶带宽度与缠绕厚度之比增大的W形胶带（b/a>3）； ShLR——W形胶带具有成本最低的几何形状的变压器。

我们为变压器选择磁芯，以获得最低的成本、体积和质量： PL 型 - 用于功率超过 500 V A 的低压变压器； PLM 型 - 适用于功率超过 100 V A 且需要最小杂散场的低压变压器； ShLM 型 - 适用于 100 V A 功率且绕组上的压降有限。当然，理想的是带有带环磁芯的变压器。漏磁通极小，磁阻低，对外部磁场敏感度小。

变压器具有空载、额定负载和短路三种工作模式。在 X.X. Ix 流过初级绕组 w1（图 1）并在磁芯中产生主磁通量 Fx。变压器给出的有用功率为零。有功功率是从网络消耗的，仅由变压器铁芯本身的损耗（取决于铁芯材料）决定。 Ix 还具有无功分量，这会导致供电网络的功率因数 cosφ 恶化。这种模式对于变压器来说没有危险。

短路模式（二次回路短路或低负载）是危险的，会导致变压器损坏（发热甚至着火）。在额定负载模式下，次级绕组上的电压是一个复数值，取决于负载电阻的值和性质。

铠装和杆式变压器的绕组通常采用有框式，但也采用无框式（套管式）。环形铁芯的绕组是在环形框架上或在用某种绝缘材料包裹的磁路上制成的。框架由电动纸板、塑料、纸板制成。最好用特殊的清漆或防潮化合物浸渍框架。绕组一个接一个地放置，或者一个接一个地放置。低功率变压器通常在铠装结构的片状或带状铁芯上制成。在这种情况下，绕组放置在中间杆上。在中、大功率变压器的制造中，最好采用磁芯磁芯。绕组放置在两个侧杆的框架上。

网络绕组（初级）通常首先缠绕在框架上。接下来，缠绕次级绕组。期望在初级绕组和次级绕组之间放置静电屏蔽。它由一层绝缘线或一圈开放的箔片制成。这种静电屏蔽的一端连接到设备的底盘或公共电线，这使得可以减少来自网络的干扰和穿过匝间和绕组间电容的干扰，反之亦然。这在目前非常重要，因为在我们的现实中通常有许多不同的无线电和电气设备会干扰电源。尤其是现代消费无线电设备的开关电源会产生大量干扰。

当在“环”上缠绕变压器时，绕组必须均匀地分布在铁芯的圆周上。具有中点的绕组最好同时缠绕两根电线。接下来，将一个绕组的起点连接到另一个绕组的终点以获得中点。这导致良好的绕组对称性。绕制的绕组必须相互绝缘。这是使用电缆纸、漆布、氟塑料胶带、刚纸等来完成的。在制造高压绕组时，必须每隔2-3层进行绝缘。厚度高达 59 微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜非常适合这些用途。

家用变压器的绕组采用铜（很少是铝）绝缘圆（很少是矩形）线绕制。具有高强度 (viniflex) 绝缘层的圆线（例如 PEV-1、PEV-2）非常适合此用途。 PEL 型电线（油树脂清漆绝缘）目前使用较少。线材品牌PEV-1、PEV-2生产的直径为0,03至2,5毫米。根据直径的不同，这些电线的击穿电压为 600 至 2500 V。还使用耐热性更高的电线，例如 PET 和 PETV。

窗口磁芯的铜填充程度由窗口填充系数Kok=Sm/Sok决定。这是总数的比例

沙底部分的铜线绕组到磁芯窗口的区域。对于家用电器，计算中的Kok值取如下：

适用于圆形截面的PEL、PEV、PET、PETV绕组线。

在确定变压器的加热温度时，需要考虑绕组J中的电流密度和变压器绕组的散热面。

绕组绕组所需的线径（无绝缘）：

dm = 1,13(I/J)^1/2,

其中 I 是绕组中的有效电流； J 是给定的电流密度。

当绕组逐匝缠绕时，匝间的紧密配合将永远无法发挥作用，因此，有必要考虑堆叠系数库克。对于直径0,05至0,1毫米的电线，其为0,83至0,85，对于直径0,1至0,56毫米的电线，其为0,92至0,93，其以上为0,95。还需要考虑由于钢丝松紧度不足而导致的膨胀系数Kraz。因此，对于直径不超过 0,5 毫米的电线，Kraz 为 1,05 ... 1,07，对于直径大于 0,5 毫米的电线，Kraz 为 1,1 ... 1,12。

变压器的计算

确定中点绕组的变压器总功率

	n
Rg=	0,5(Рн.tr+1/htr∑KвiUiIi),
	I = 2

其中 Квi 是考虑整流器类型的系数（全波整流为 0,71，桥式整流电路和倍压为 1）； n为变压器次级绕组数； Pn.tr——次级绕组的总功率； htr 取决于 Рn.tr。（图6，其中1-环；2-棒和铠装磁芯）

	n
pH.tr=	∑UIII,
	I = 2

其中，Ui、Ii 分别为次级绕组的电压和电流。

频率为 50 Hz 的电源变压器

如果绕组没有中点

Рg=0,5 Рn.tr(1+1/htr)

对于半波整流电路

Рg=0,5 Рn.tr(1+Q.i);

Sq.i=(1-I²D）^1/2,

其中 Id 是负载中的平均电流与绕组有效电流的比值。

求出Pr后，绕组所占据的磁芯窗口的乘积由钢的横截面积决定：

ScSok=[Rg(1+htr)10²/4KfsBJKsKokhtr]

其中 Kf 是电压曲线形状因子（正弦形状为 1,11）；用钢填充磁芯的 Kc 系数为 0,8-.95（较低的值对应于较薄的电工钢片或带）。

作者：OG 拉希托夫

查看其他文章 部分电源供应器.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

火星返回舱 10.11.2013

欧洲航天局 (ESA) 的专家创建并测试了一个用于将火星土壤和空气样本返回地球的太空舱。坚固的多功能样品容器是将土壤和空气样本从火星带到地球的无人任务长链中的一个重要环节。

该容器由欧空局开发，是一个 23 厘米的球体，重 5 公斤，由最坚固的合金制成。容器需要在整个任务期间保持样品处于完美状态，保持 -10 摄氏度的温度并保持完全密封。

任务将是前所未有的艰巨。首先，作为着陆器一部分的样本容器将降落在火星车附近的火星表面，这将在容器中装载精心挑选的、最有趣的样本。之后，装有 10 个土壤样品和 1 个空气样品的容器将被密封。

下一步是将带有容器的设备发射到火星轨道，几天后它将被轨道器接收。为了简化会合过程，集装箱将配备无线电信标和激光雷达（激光雷达）反射器。在被送往地球之前，该容器将被放置在另一个更大的保护性密封盒子中，该盒子将被丢弃到地球的大气层中。由于火星样本可能含有活生物体，因此容器将具有尽可能高的减压保护，以防止样本与地球生物圈接触。

在地球大气层中的下降也将是困难的。欧空局认为降落伞降落的方式不够可靠，所以样本容器必须能承受没有降落伞的紧急降落，简单来说就是高速坠落。太空舱不是由降落伞制动，而是由隔热空气动力学屏幕制动。

目前，用于未来火星样品交付任务的容器是概念验证设计，但原型已成功通过 400 克测试。

其他有趣的新闻：

▪ 用于便携式外部 SSD 的单芯片控制器 SM2320

科技、新电子资讯

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 网站安全生活基础 (BSD) 部分。文章精选

▪ 文章外科疾病。婴儿床

▪ 文章第一幅画是什么时候出现的？详细解答

▪ 文章建筑物和构筑物的运行安全

▪ 文章调制解调器 Max-2400（适用于 PC Sinclair）。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章自制指标。化学经验

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论