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=0.56mmD3Max=0.255mmD4Max=1.28mmD5Max=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=0.60mmD2Max=0.275mmD3Max=1.12mmD4Max=1.12mmD5Max=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。