1000W以下小型電源變壓器的四種繞制方法

1、1000W以下小型電源變壓器的四種繞制方法江蘇省泗陽縣李口中學(xué) 沈正中一、電源變壓器繞制方法一：已知變壓器鐵芯截面積1.求變壓器輸出功率變壓器的輸出容量P2（0.8×鐵心截面積S）2 (S單位：cm2)2.求每伏匝數(shù) 每伏匝數(shù)T55/鐵心截面積S。3.求線圈匝數(shù) 初級(jí)線圈 n1變壓器輸入電壓U1×每伏匝數(shù)T；次級(jí)線圈 n2變壓器輸出電壓U2×每伏匝數(shù)T×1.05；次級(jí)線圈匝數(shù)計(jì)算中的1.05是考慮有負(fù)荷時(shí)的壓降。4.求導(dǎo)線直徑 變壓器的輸入容量P1變壓器的輸出容量P2 /0.8；初級(jí)線圈電流I1變壓器的輸入容量P1 /變壓器輸入電壓U1；次級(jí)線圈電流I2

2、變壓器的輸入容量P2 /變壓器輸入電壓U2；導(dǎo)線直徑 d0.8（mm）；初級(jí)線圈導(dǎo)線直徑 d10.8；次級(jí)線圈導(dǎo)線直徑 d20.8。例如：已知變壓器鐵芯截面積為5.6 cm2，輸入電壓220V,輸出電壓50V。1.求變壓器輸出功率變壓器的輸出容量 P2（0.8×5.6）2 20W2.求每伏匝數(shù) 每伏匝數(shù)T55/S55/5.69.8匝。3.求線圈匝數(shù) 初級(jí)線圈 n1U1×T220×9.82156匝；次級(jí)線圈 n2U2×T×1.0550×9.8×1.05514.5匝，可取為515匝；4.求導(dǎo)線直徑 變壓器的輸入容量P1P2/0.

3、825W；初級(jí)線圈電流I1P1 /U125/2200.11A。初級(jí)線圈導(dǎo)線直徑 d10.80.80.27mm；次級(jí)線圈電流I2P2 / U220 /500.4A；次級(jí)線圈導(dǎo)線直徑 d20.80.80.51mm；注：經(jīng)橋式整流電容濾波后的電壓約是原變壓器次級(jí)電壓的1.4倍。方法二：制作一定功率的變壓器1.求鐵芯面積鐵芯截面積S1.25×( S是被線圈套著部位鐵芯的截面積，單位：cm2，P為輸出功率，單位：W )； 2.求線圈匝數(shù)鐵芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度可?。?000-10000Gs），通常取8000Gs,每伏匝數(shù)T450000/（8000×鐵芯截面積S）； 3.求導(dǎo)線直徑同方法一。例

4、如：制作功率為20W的變壓器，輸出電壓50V。1.求鐵芯面積鐵芯截面積S1.25×1.25×1.25×4.4725.6 cm22.求線圈匝數(shù)（磁感應(yīng)強(qiáng)度取8200高斯）每伏匝數(shù)T450000/（8000×S）450000/（8200×5.6）9.8匝3.求導(dǎo)線直徑同方法一。方法三：利用圖表數(shù)據(jù)制作變壓器（1） 注：下表磁感應(yīng)強(qiáng)度B取9600 Gs20 5.6 8.4 0.2 1848 484例如：制作功率為20W的變壓器，輸出電壓50V。查上表，根據(jù)表中紅色一行數(shù)據(jù)進(jìn)行繞制即可。方法四：利用圖表數(shù)據(jù)制作變壓器（2）也可利用下面的“圖1或圖2”來

5、計(jì)算。如：設(shè)計(jì)一個(gè)30瓦的變壓器，鐵芯面積可直接從圖中刻度線上得到6.82；如果采用比較好的鐵芯片，磁通密度可取10000高斯，在磁通密度的刻度線上找到10000Gs這個(gè)點(diǎn)；在變壓器電功率的刻度線上找到30瓦這個(gè)點(diǎn)，連接這兩點(diǎn)，交每伏匝數(shù)刻度線于6.7，也就是說每伏應(yīng)該繞6.7匝。 另外，導(dǎo)線的直徑可以根據(jù)各個(gè)線圈使用的電流，從圖中的刻度線上 圖1 查出。根據(jù)散熱環(huán)境，電流密度可取2-3Amm2，一般 可取2.5Amm2。 圖2二、電源變壓器繞制小常識(shí)1.如何選定變壓器繞組所用導(dǎo)線電流密度繞組導(dǎo)線的電流密度，主要取決于負(fù)載損耗、繞組溫升和變壓器二次側(cè)突然短路時(shí)的動(dòng)、熱穩(wěn)定。一般鋁導(dǎo)線電流密度取

6、2.3A/mm2及以下，銅導(dǎo)線的電流密度取4.5A/mm2及以下(低損耗變壓器導(dǎo)線的電流密度可適當(dāng)降低)。電流密度就是導(dǎo)線工作時(shí)允許通過的安全電流。電流密度在不同的工作場(chǎng)合是不一樣的，一般2KAV以下電源變壓器電流密度取2 A/mm2或2.5 A/mm2，間歇或短時(shí)工作的變壓器可取3到5 A/mm2， 音頻變壓器電流密度可取4 A/mm2左右。因?yàn)殡娫醋儔浩鏖L時(shí)間工作，所以電流密度取小一些。10KAV以下空氣自冷式單相變壓器電流密度的取值：對(duì)于內(nèi)繞組取3 A到4A/ mm2;外繞組散熱條件較好,可取4到4.5 A/mm2.選取變壓器電流密度取值時(shí),通風(fēng)條件好及容量大者取大值.當(dāng)使用鋁線繞制時(shí),

7、其電流密度可安銅線的60%計(jì)算。有關(guān)銅線的電流密度，請(qǐng)參考電工手冊(cè)。2.小型變壓器的設(shè)計(jì)原則與技巧 小型變壓器是指2KVA以下的電源變壓器及音頻變壓器。下面談?wù)勑⌒妥儔浩髟O(shè)計(jì)原則與技巧。 （1）變壓器截面積的確定 鐵芯截面積S是根據(jù)變壓器總功率P確定的。S =1.25。如果負(fù)載變化較大，如某些音頻、功放電源等，此時(shí)變壓器的截面積應(yīng)適當(dāng)大于普通理論計(jì)算值，這樣才能保證有足夠的功率輸出能力。 （2）每伏匝數(shù)的確定 變壓器的匝數(shù)主要是根據(jù)鐵芯截面積和硅鋼片的質(zhì)量而定的。實(shí)驗(yàn)證明每伏匝數(shù)的取值應(yīng)比書本給出的計(jì)算公式取值降低1015。例如一只35W電源變壓器，通常計(jì)算(中等夕鋼片取8500高斯)每伏應(yīng)繞

8、T=450000/（8500×1.25×）= 7.2匝，而實(shí)際只需每伏6匝就可以了，這樣繞制后的變壓器空載電流在25mA左右。通常適當(dāng)減少匝數(shù)后，繞制出來的變壓器不但可以降低內(nèi)阻，而且避免因普通規(guī)格的硅鋼片經(jīng)常發(fā)生繞不下的麻煩，還節(jié)省了成本，從而提高了性價(jià)比。 （3）漆包線的線徑確定 線徑應(yīng)根據(jù)負(fù)載電流確定，由于漆包線在不同環(huán)境下電流差距較大，因此確定線徑的幅度也較大。一般散熱條件不太理想、環(huán)境溫度比較高時(shí)，其漆包線的電流密度應(yīng)取2A/mm2。如果變壓器連續(xù)工作負(fù)載電流基本不變，但本身散熱條件較好，再加上環(huán)境溫度又不高，這樣的漆包線取電流密度2.5A/mm2，若變壓器工作電

9、流只有最大工作電流的1/2，這樣的漆包線取電流密度33.5A/mm2。音頻變壓器的漆包線電流密度可取3.54A/mm2。這樣因時(shí)制宜取材既可保證質(zhì)量又可大大降低成本。綜上所述要想設(shè)計(jì)出性價(jià)比較高的變壓器，鐵芯的截面積只能大不能?。贿m44當(dāng)減少每伏的匝數(shù)；詳細(xì)分析負(fù)載情況；合理選用漆包線的規(guī)格。只有通過反復(fù)實(shí)踐細(xì)心推敲，才能真正掌握變壓器的設(shè)計(jì)原則與技巧。也可用經(jīng)驗(yàn)公式“S =1.25和N55/S(S、P、N單位分別為：cm2、W和匝/伏)”進(jìn)行簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)，電流密度2A/mm2。 3.如何減小變壓器的空載電流變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通

10、）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。 空載電流的作用是建立工作磁場(chǎng)，又稱勵(lì)磁電流。當(dāng)變壓器二次側(cè)開路，在一次側(cè)加電壓U1e時(shí)，一次側(cè)要產(chǎn)生電流I0空載電流。 I0=U1e/（Z1+Zm） Z1變壓器一次阻抗 Zm變壓器激磁阻抗 為了減少空載電流，主要就是從變壓器的鐵芯入手。 （1）提高鐵芯(如硅鋼片)質(zhì)量。（2）改進(jìn)鐵芯結(jié)構(gòu)。（3）適當(dāng)增加初級(jí)匝數(shù)。4.電源變壓器的檢測(cè)測(cè)量方法 變壓器的檢測(cè)主要包括以下內(nèi)容： （1）通過觀察變壓器的外貌來檢查其是否有明顯異常現(xiàn)象：如線圈引線是否斷裂，脫焊，絕緣材料是否有燒焦痕跡，鐵心緊固螺桿是否有松動(dòng)，硅鋼片有無銹蝕，繞組線圈是否有外露等。 （2）絕緣性測(cè)試：

11、用萬用表R×10K擋分別測(cè)量鐵心與初級(jí)，初級(jí)與各次級(jí)、鐵心與各次級(jí)、次級(jí)各繞組間的電阻值，萬用表指針均應(yīng)指在無窮大位置不動(dòng)。否則，說明變壓器絕緣性能不良。 （3）線圈通斷的檢測(cè)：將萬用表置于R×1擋，測(cè)試中，若某個(gè)繞組的電阻值為無窮大，則說明此繞組有斷路性故障。 （4）判別初、次級(jí)線圈：電源變壓器初級(jí)引腳和次級(jí)引腳一般都是分別從兩側(cè)引出的，并且初級(jí)繞組多標(biāo)有220V字樣，次級(jí)繞組則標(biāo)出額定電壓值，如15V、24V、35V等。再根據(jù)這些標(biāo)記進(jìn)行識(shí)別。 （5）空載電流的檢測(cè)： 直接測(cè)量法：將次級(jí)所有繞組全部開路，把萬用表置于交流電流擋(500MA，串入初級(jí)繞組。當(dāng)初級(jí)繞組的插頭

12、插入220V交流市電時(shí)，萬用表所指示的便是空載電流值。此值不應(yīng)大于變壓器滿載電流的58。一般常見200W左右電子設(shè)備電源變壓器的正?？蛰d電流應(yīng)在100MA左右。如果超出太多，則說明變壓器有短路性故障。 42間接測(cè)量法：在變壓器的初級(jí)繞組中串聯(lián)一個(gè)10/5W的電阻R，次級(jí)仍全部空載。把萬用表撥至交流電壓擋。加電后，用兩表筆測(cè)出電阻R兩端的電壓降U，然后用歐姆定律算出空載電流I0=U/R。（6）空載電壓的檢測(cè)：將電源變壓器的初級(jí)接220V市電，用萬用表交流電壓接依次測(cè)出各繞組的空載電壓值(U11、U12、U21、U22)應(yīng)符合要求值，允許誤差范圍一般為：高壓繞組±10，低壓繞組±5，帶中心抽頭的兩組對(duì)稱繞組的電壓差應(yīng)±2。 （7）一般小功率電源變壓器允許溫升為4050，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。 （8）檢測(cè)判別各繞組的同名端：在使用電源變壓器時(shí)，有時(shí)為了得到所需的次級(jí)電壓，可將兩個(gè)或多個(gè)次級(jí)繞組串聯(lián)起來使用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時(shí)，參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯(cuò)。否則，變壓器不能正常工作。 （9）電源變壓器短路性故障的綜合檢測(cè)判別：電源變壓器發(fā)生短