電源變壓器是低頻變壓器(適合50Hz一千瓦以下普通交流變壓器的設(shè)計.)

(1) 電源變壓器的鐵心. 它一般采用硅鋼片. 硅鋼片越薄, 功率
損耗越小, 效果越好. 整個鐵心是有許多硅鋼片疊成的, 每片之間要
絕緣. 買來的硅鋼片, 表面有一層不導(dǎo)電的氧化膜, 有足夠的絕緣能
力. 國產(chǎn)小功率變壓器常用標(biāo)準鐵心片規(guī)格見后續(xù)文章.

(2) 電源變壓器的簡易設(shè)計. 設(shè)計一個電源變壓器, 主要是根據(jù)
電功率選擇變壓器鐵心的截面積, 計算初次級各線圈的圈數(shù)等. 所謂
鐵心截面積S是指硅鋼片中間舌的標(biāo)準尺寸a和疊加起來的總厚度b
的乘積.
如果電源變壓器的初級電壓是U1, 次級有n個組, 各組電壓分別是
U21, U22, ┅, U2n, 各組電流分別是I21, I22, ┅, I2n, ...計算步
驟如下:
第一步, 計算次級的功率P2. 次級功率等于次級各組功率的和,
也就是
P2 = U21*I21 + U22*I22 + ┅ + U2n*I2n.

第二步, 計算變壓器的功率P. 算出P2后. 考慮到變壓器的效率是
η, 那么初級功率P1 = P2/η, η一般在0.8~0.9之間. 變壓器的功率
等于初, 次級功率之和的一半, 也就是
P = ( P1 + P2 ) / 2

第三步, 查鐵心截面積S. 根據(jù)變壓器功率, 由式(2.1)計算出鐵
心截面積S, 并且從國產(chǎn)小功率變壓器常用的標(biāo)準鐵心片規(guī)格表中選擇
鐵心片規(guī)格和疊厚.

第四步, 確定每伏圈數(shù)N. 根據(jù)鐵心截面積S和鐵心的磁通密度B,
由式(2.2)得到初級線圈的每伏圈數(shù)N. 鐵心的B值可以這樣選取: 質(zhì)量
優(yōu)良的硅鋼片, 取11000高斯; 一般硅鋼片, 取10000高斯; 鐵片, 取
7000高斯. 考率到導(dǎo)線電阻的壓降, 次級線圈每伏圈數(shù)N'應(yīng)該比N增加
5%~10%, 也就是N'在1.05N~1.1N之間選取.

第五步, 初, 次級線圈的計算. 初級線圈N1 = N*U1. 次級線圈N21
= N'*U21, N22 = N'*U22, ┅, N2n = N'*U2n.

第六步, 查導(dǎo)線直徑. 根據(jù)各線圈的電流大小和選定的電流密度,
由式(2.3)可以得到各組線圈的導(dǎo)線直徑. 一般電源變壓器的電流密度
可以選用3安/毫米?

第七步, 校核. 根據(jù)計算結(jié)果, 算出線圈每層圈數(shù)和層數(shù), 再算出
線圈的大小, 看看窗口是否放得下. 如果放不下, 可以加大一號鐵心,
如果太空, 可以減小一號鐵心. 采用國家標(biāo)準GEI鐵心, 而且舌寬a和
疊厚b的比在1:1~1:1.7之間, 線圈是放得下的.

各參數(shù)的計算公式如下:

ln(S) = 0.498 * ln(P) + 0.228 ┅ (2.1)

ln(N) = -0.494 * ln(P) - 0.317 * ln(B) + 6.439 ┅ (2.2)

ln(D) = 0.503 * ln(I) - 0.221 ┅ (2.3)

變量說明:
P: 變壓器的功率. 單位: 瓦(W)
B: 硅鋼片的工作磁通密度. 單位: 高斯(Gs)
S: 鐵心的截面積. 單位: 平方厘米(cm?
N: 線圈的每伏圈數(shù). 單位: 圈每伏(N/V)
I: 使用電流. 單位: 安(A)
D: 導(dǎo)線直徑. 單位: 毫米(mm)