【導讀】各種家用電器中,工頻變壓器無論是自行設計繞制,還是修復燒壞的變壓器,都涉及到部分簡單的計算,教科書上的計算公式雖然嚴謹,但實際運用時顯得復雜,不甚方便。本文介紹實用的變壓器計算的經(jīng)驗公式。
1.鐵芯的選擇
根據(jù)自己需要的功率選擇合適的鐵芯是繞制變壓器的第一步。如果鐵芯(硅鋼片)選用過大,將導致變壓器體積增大,成本升高,但鐵芯過小,會增大變壓器的損耗,同時帶負載能力變差。
為了確定鐵芯尺寸,首先要算出變壓器次級的實際消耗功率,它等于變壓器次級各繞組電壓、負載電流的乘積之和。如果是全波整流變壓器,應以變壓器次級電壓的1/2計算。次級繞組消耗功率加入變壓器本身損耗功率,即為變壓器初級視在功率。一般次級繞組功率在10w以下的變壓器,其本身損耗可達次級實際消耗功率的30~50%,其效率僅為50~70%。次級繞組功率在30W以下?lián)p耗約20~30%,50W以下?lián)p耗約15~20%,100w以下?lián)p耗約10~15%,100W以上損耗約10%以下,上述損耗參數(shù)是關于普通插片式變壓器的。如果按照R型變壓器、c型變壓器、環(huán)形變壓器的順序,損耗參數(shù)依次減小。
根據(jù)上述計算的變壓器初級總功率可以選定鐵芯。鐵芯面積S=a×b(cm2).如附圖所示。變壓器視在功率與s的關系用下述經(jīng)驗公式選用:s=K√P1
1
換線規(guī)律
P1為變壓器初級總視在功率,單位為:VA(伏安),s為應選鐵芯截面積,K為一系數(shù),隨變壓器Pl大小不同選用不同的值。同時考慮到硅鋼片之間的絕緣漆、空隙的影響,K與P1關系為:
P1 K值
10VA以下 2~2.2
50VA以下 2~1.5
lOOVA以下 1.5~1.4
[page]
2.每伏匝數(shù)計算
選定鐵芯s以后。再確定每伏匝數(shù),以使繞制的變壓器有臺理的激磁電流。常用的經(jīng)驗公式為:N=(40~55)/S,N為每伏匝數(shù)。
根據(jù)不同質(zhì)量的硅鋼片選取系數(shù)40~55。比較高級的高硅鋼,用眼觀察表面有鱗片結(jié)晶.且極脆,只彎折1~2次即斷裂,斷處參差不齊,系數(shù)取為40。若硅鋼片表面光潔,彎折4~5次仍不易斷,斷面為整齊直線,系數(shù)取50以上。
求出每伏匝數(shù)后乘以220V即為初級匝數(shù),乘以次級要求電壓數(shù)即為次級各繞組匝數(shù)。因為導線有電阻,電流流過時會有電壓降,求出的次級匝數(shù)應增加5~lO%(根據(jù)負載電流選擇,電流大者可增加較大比例)。
3.導線直徑的選擇
根據(jù)各繞組負載電流的大小,選擇不同直徑的漆包線??捎孟铝薪?jīng)驗公式求出:
d=O.8√I,
單位:l--A.d(導線直徑)--mm。
4.繞制方法及注意事項
由于現(xiàn)在的漆包線絕緣強度大幅度提高,因此對50W以下的小功率變壓器大多采用阻燃塑料骨架疊繞法,但必須選用高強度漆包線,且繞制時仍應逐圈排線,嚴禁大幅度斜跨,以免增大導線間電位差。
對50W以上的變壓器,由于每伏匝數(shù)減少,導線間電壓差較高,最好采取每層墊絕緣紙(O.05mm厚的電纜紙、牛皮紙)的方法,在繞制中應絕對避免上層導線滑入下層。各繞組間絕緣應視繞組電壓決定。初次級之間應墊4層以上0.1mm的電纜紙,忌用不干膠膠帶。上述疊繞法的小功率變壓器,如果次級有兩組以上繞組,每組之間也應用兩層電纜紙絕緣。如果變壓器是用在音響或視聽器材中.在多層繞制法中初次級之間應墊入靜電屏蔽層。
繞好后.插硅鋼片也需注意、必須插緊,以避免產(chǎn)生電磁噪音。無論雙E形還是EI形,其端口要緊密接觸.宜交叉插,不能有空隙。最后的4~5片可從中間插入,以免損壞線包。然后進行烘干、浸漆。對50W以下的變壓器可采取內(nèi)熱法烘干。方法是:將變壓器所有次級繞組短路,與60~100W/220V燈泡串聯(lián)接入市電,使其自動升溫。燈泡越大溫度越高,但在密閉狀態(tài)下,使其溫度在80度以下較安全。