电源变压器计算
“乙猪”同学提出电源变压器计算问题, 他的要求是做6P3PX2单端:
高压输出:330V,140ma ;
灯丝1:5V,3A;
灯丝2:6.3v,3A,
初、次级间应加有屏蔽层。
计算如下:
(1)计算变压器功率容量(输入视在功率):
P =(1.4×高压交流电压×电流+3组(灯丝电压×电流))/ 效率
=(1.4×330×0.140+5×3+6.3×3/ 0.9
=(64.7+15+18.9)/ 0.9
=110VA
(2)计算原边电流
I1=1.05×P / 220=0.525A
(3) 按照选定的电流密度(由计划的连续时间决定),选取漆包线直径。
按照2.5A/mm2计算,则D=0.70×√I
并规整为产品规格里有的线径(可查资料):
按照线材规格表选定:
原边直径D1=0.51mm
高压绕组直径D2=0.23mm
灯丝绕组1直径D3=1.2mm
灯丝绕组2直径D4=1.2mm
验算实际单位面积载流密度:
原边(0.51mm,截面积0.2043 mm2,通过电流0.525A)载流密度:2.57A/mm2
高压绕组(0.23mm,截面积0.04155mm2,通过电流0.7×0.140A)载流密度:2.36A/mm2
灯丝绕组1(1.2mm,截面积1.131mm2,通过电流3A)载流密度:2.65A/mm2
灯丝绕组2(1.2mm,截面积1.131mm2,通过电流3A)载流密度:2.65A/mm2
(4) 铁心需要截面面积
S0= 1.25√P =1.25×√110=13.1CM2
(5)手头现有铁心:
手头现有铁芯型号舌宽=34MM=3.4CM
手头现有铁芯叠厚5.2CM
铁心截面面积17.68CM2
(6)手头现有铁心有效截面积:
S1=舌宽×叠厚 / 1.1 = 16.07 CM2 可用。
(7) 计算每伏匝数
计算式:每伏匝数n=(45000)/(B×S1)
其中 B=10000-12000(中等质量硅钢片)
或15000(Z11等高质量硅硅片)
或8000(电动机用硅钢片)。
S1:铁心有效截面积,等于(舌宽×叠厚)/1.1
手头现有铁芯是中等质量铁心,取B=11000 则:
n= 450000 / B×S1
= 450000 /(11000×16.07)
= 2.545 ( T / V )
(8)计算每组匝数
原边圈数:N1=220n=220×2.545×0.95=532(T)
副边高压:N3=330×1.05×n=880(T)--这是一半,还要再×2=1760T。
灯丝1(5V): N4=5×1.05×n=13(T),
灯丝2(6.3V):N5=6.3×1.05×n =17(T),
(10)计算每层可绕圈数(窗口两端要留下0.5MM×2,线包两端各留2.5MM)。
选用的铁心窗口高度H=51mm,则可绕线高度h=H-0.5×2-2.5×2=45mm=4.5CM,
查表得知:带漆皮最大外径
D1Max=0.56mm
D3Max=0.255mm
D4Max=1.28mm
D5Max=1.28mm
查“每厘米可绕圈数表”得到
原边每层可绕:17.9×4.5=80圈,
高压每层可绕:39.2×4.5=176圈,
灯丝2每层可绕:7.8×4.5=35圈,
灯丝3每层可绕:7.8×4.5=35圈。
(11)各绕组的层数
前面已经算出各组圈数则,则各绕组的层数:
原边绕组:532/ 80=6.65,取7层,
高压绕组:1760/176=10.0,取10层,
灯丝1绕组 灯丝2绕组合绕在同1层,(间隔开2MM)。
(12)绝缘设计
骨架用1MM红钢纸,外加0.15MM覆膜青壳纸2层;
原边绕组的层间垫纸用0.08MM电缆纸;
副边高压绕组的层间垫纸用0.06MM电缆纸;
各个组间绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层+0.08MM电缆纸2层;
线包外绝缘用0.15MM覆膜青壳纸1层+0.08MM电缆纸2层
(13)计算线包(压实的)厚度:
=( 1+0.15X2)(骨架及内层绝缘)
+(7×0.56+6×0.08)(原边绕组)
+(0.15×2+0.08×2)(原边与隔离层间绝缘)
+(0.10)(隔离层)
+(0.15×2+0.08×2)(组间绝缘1)
+(10×0.255+9×0.08)(高压绕组)
+(0.15×2+0.08×2)(组间绝缘2)
+(1.28)(灯丝1、2)
+(0.15×2+0.08×2)(线包外绝缘)
=1.30+4.40+0.46+0.10+0.46+3.27+0.46+1.28+0.46
=12.19mm
(14)检验“蓬松系数”
蓬松系数=(铁片窗口宽度-0.5)/ 线包(压实的)厚度
“蓬松系数”一般可以在1.2-1.3间,蓬松系数小者要注意绕的紧,蓬松系数过大说明选的铁心规格大了,要重选重算。
检验:
蓬松系数=17 / 12.19 = 1.394
结论:该铁心规格大了,可以设计更大容量。
考虑到铁心很大,可以做成更大的。
可以做6P3PX2推挽:
高压输出:330V,200ma ;
灯丝1:6.3v,2.5A,
灯丝2:6.3v,2.5A,
灯丝3:5V,3A;
初、次级间应加有屏蔽层。
计算如下:
(1)计算变压器功率容量(输入视在功率):
P =(1.4×高压交流电压×电流+3组(灯丝电压×电流))/ 效率
=(1.4×330×0.20+6.3×2.5 6.3X2.5+5×3)/ 0.9
=(92.4+15.75 15.75+15)/ 0.9
= 154VA
(2)计算原边电流
I1=1.05×P / 220=0.737A
(3) 按照选定的电流密度(由计划的连续时间决定),选取漆包线直径。
按照3.0A/mm2计算,则D=0.65×√I
并规整为产品规格里有的线径(可查资料):
选定:
原边直径D1=0.55mm
高压绕组直径D2=0.29mm
灯丝绕组1直径D4=1.12mm
灯丝绕组2直径D4=1.12mm
灯丝绕组3直径D5=2 X 0.8mm,
验算实际单位面积载流密度:
原边(0.55mm,截面积0.2376 mm2,通过电流0.737A)载流密度:3.10A/mm2
高压绕组(0.25mm,截面积0.04909mm2,通过电流0.7×0.20A)载流密度:2.85A/mm2
灯丝绕组1(1.12mm,截面积0.9161mm2,通过电流2.8A)载流密度:3.06A/mm2
灯丝绕组2(1.12mm,截面积0.9161mm2,通过电流2.8A)载流密度:3.06A/mm2
灯丝绕组3(2 X0.80mm,截面积2X0.5027mm2,通过电流3A)载流密度:2.98A/mm2
(4) 铁心应有截面面积
S0= 1.25√P =1.25×√154=15.6CM2
(5)实际铁心截面积:
手头现有铁芯型号舌宽=34MM=3.4CM
手头现有铁芯叠厚5.2CM
铁心截面面积17.68CM2
(6)手头现有铁心有效截面积:
S1=舌宽×叠厚 / 1.1 = 16.07 CM2 大于15.6MM2,可用。
(7) 计算每伏匝数
计算式:每伏匝数n=(45000)/(B×S1)
其中 B=10000-12000(中等质量硅钢片)
或15000(Z11等高质量硅硅片)
或8000(电动机用硅钢片)。
S1:铁心有效截面积,等于(舌宽×叠厚)/1.1
假设手头现有铁芯是中等质量铁心,取B=11000 则:
n= 450000 / B×S1
= 450000 /(11000×16.07)
= 2.545 ( T / V )
(8)计算每组匝数
原边圈数:N1=220n=220×2.545×0.95=532(T)
副边高压:N3=330×1.05×2.545=882(T)--这是一半,还要再×2=1764T。
灯丝1(6.3V):N5=6.3×1.05×2.545 =17(T),
灯丝2(6.3V):N5=6.3×1.05×2.545 =17(T),
灯丝3(5V): N4=5×1.05×2.545=13(T)双线并绕。
(10)计算每层可绕圈数(窗口两端要留下0.25MM×2,线包两端各留2.5MM)。
选用的铁心窗口高度H=51mm,则可绕线高度h=H-0.5-2.5×2=45.5mm=4.55CM,
查表得知:带漆皮最大外径
D1Max=0.60mm
D2Max=0.275mm
D3Max=1.12mm
D4Max=1.12mm
D5Max=0.86mm
查“每厘米可绕圈数表”得到
原边每层可绕:16.7×4.55=76圈,
高压每层可绕:36.4×4.55=165圈,
灯丝1每层可绕:8.9×4.55=40圈
灯丝2每层可绕:8.9×4.55=40圈,
灯丝3每层可绕:11.6×4.55=52圈。
(11)各绕组的层数
前面已经算出各组圈数,则各绕组的层数:
原边绕组:532/ 76=7.0,取7层,
高压绕组:1764/165=10.7,取11层,
灯丝1绕组 灯丝2绕组合绕在同1层,(间隔开2MM)。
灯丝3绕1层(双线并绕)
(12)绝缘设计
骨架用1MM红钢纸,外加0.15MM覆膜青壳纸1层;
原边绕组的层间垫纸用0.08MM电缆纸;
副边高压绕组的层间垫纸用0.05MM电缆纸;
各个组间绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层+0.08MM电缆纸1层;
线包外绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层
(13)计算线包(压实的)厚度:
=( 1+0.15)(骨架及内层绝缘)
+(7×0.60+6×0.08)(原边绕组)
+(0.15×2+0.08)(原边与隔离层间绝缘)
+(0.10)(隔离层)
+(0.15×2+0.08)(组间绝缘1)
+(11×0.275+10×0.05)(高压绕组)
+(0.15×2+0.08)(组间绝缘2)
+(1.12)(灯丝1、2)
+(0.15×2+0.08)(组间绝缘3)
+(0.86)(灯丝3)
+(0.15)(线包外绝缘)
=1.15+4.68+0.38+0.10+0.38+3.525+0.38+1.12+0.38+0.86+0.31
=13.27mm
(14)检验“蓬松系数”
蓬松系数=(铁片窗口宽度-0.5)/ 线包(压实的)厚度
“蓬松系数”一般可以在1.2-1.3间,蓬松系数小者要注意绕的紧,不然可能绕完了发现装不进铁片;蓬松系数过大说明选的铁心规格大了,要重选重算。
检验:
蓬松系数=17 / 13.27 = 1.28
可行。
计算完毕。
[ 本帖最后由 fjzxx46 于 2009-2-6 06:42 编辑 ]
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