電源變壓器該如何制作?
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變壓器作為功率傳送、電壓變換及絕緣隔離作用的元件,在電子技術(shù)上可以說應(yīng)用非常的廣泛,根據(jù)傳送功率大小,電源變壓器可分為多種,而不同的功率電源變壓器設(shè)計也不同。
以220V為例,接下去來講如何制作一個交流220V單相電源變壓器。制作變壓器過程可分為兩個階段,設(shè)計跟繞制。
電源變壓器功率及鐵芯截面積
那么,電源變壓器如何設(shè)計?
在繞制電源變壓器之前,要根據(jù)電壓電流等因素,考慮并確定變壓器的各項參數(shù)。
電源變壓器的功率確定。
在確定功率時,需要變壓器次級繞組所提供的電壓乘以電流就是該繞組的功率,全部的次級繞組功率總和乘以1.1(其中10%作為變壓器的損耗),就是變壓器的功率。例如上圖的電源變壓器功率:需要變壓器次級提供6V(2A)和12V(0.5A)電源,那么,變壓器功率為P = (6×2+12×0.5)×1.1≈20(W)。
可根據(jù)變壓器的功率P來確定鐵芯截面積S的大小。
根據(jù)第一張圖的面積,可以用該公式進行計算
公式不會應(yīng)用沒關(guān)系,我們舉個例子:
20W電源變壓器鐵芯截面積的計算
每伏電壓的圈數(shù)N0的計算,可以根據(jù)下面公示進行:
每伏電壓的圈數(shù)N0的計算公示
肯定有人說“我又不會套用”,我們直觀點,用上面的20W變壓器作為計算數(shù)值,則得出如下圖結(jié)果:
20W變壓器每伏電壓圈數(shù)
初級跟次級繞組的圈數(shù)計算。
初級繞組圈數(shù)直接用圈數(shù)乘以220V即可,而次級繞組圈數(shù)則不能這樣計算,需要用N0乘以電壓再增加10%的損耗彌補。這里還是以第一張圖的電源變壓器功率為例:初級繞組L1為8×220=1760圈;次級繞組L2為8×6×1.1≈53圈;次級繞組L3為8×12×1.1≈106圈。
根據(jù)各繞組電流選取漆包線。
上訴結(jié)果可以得出,初級繞組L1的電流I1=20W220V≈0.09A,當(dāng)然,我們需要多給點上限,所以可以使用直徑0.23mm(34號)漆包線。同樣,再看次級繞組L2的電流I2=2A,可以使用直徑1.04mm(19號)漆包線。次級繞組L3的電流I3 = 0.5A,可以使用直徑0.51mm(25號)漆包線。
計算完成后,接下去就是制作電源變壓器了。
根據(jù)下圖,先絕緣紙板做成一個線包框架(有點像方塊的啞鈴),在紙板內(nèi)測平面開出初、次級繞組的引線孔(如圖四個圓點)。
電源變壓器制作圖解
繞初級繞組方法。
先將漆包線與引出線焊接牢固,需要注意焊接點的裸露處需要用絕緣紙包好(如上圖右所示),再將引出線從線包框架側(cè)板的引線孔中穿出。在繞線完成后,線尾部分也需要跟引出線連接好。
次級繞組繞線示意圖
繞完初級繞組后,用絕緣紙包裹住,然后就可以開始繞次級繞組了。
全部繞組繞線完成后標(biāo)注電源電壓數(shù)值
繞完全部的繞組后,在框架外再次用絕緣紙包裹住繞線部位,同時在兩邊標(biāo)上電壓跟電流數(shù)值。
E形硅鋼片鐵芯插入方式示意圖
標(biāo)注完成電壓電流后,插入硅鋼片鐵芯。在插入鐵芯時需要采用交錯插裝法,如上圖分別將“E”鐵芯交錯插入,最后插入一字型的鐵芯即可完成。
電源變壓器制作完成
隨后在鐵芯的外表做一個固定框架,用來固定變壓器,再經(jīng)過絕緣處理,即可以正常使用。
變壓器設(shè)計阻抗有何意義?
變壓器的短路阻抗值是變壓器的一個重要參數(shù),它表明變壓器內(nèi)阻抗的大小,即變壓器在額定負荷運行時變壓器本身的阻抗壓降大小。它對于變壓器在二次側(cè)發(fā)生突然短路時,會產(chǎn)生多大的短路電流有決定性的意義,對變壓器制造價格大小和變壓器并列運行也有重要意義。在一般狀態(tài)下的導(dǎo)體,多少都存有阻止電流流動的作用,而表示其阻止程度者,稱為「電阻」,單位值是「歐姆」,代號為「Ω」。在交流電路中,除電阻外,還有電感和電容等皆有阻礙電流作用,通常將阻止交流電流作用的部分,總稱為「阻抗」。
而根據(jù)歐姆定律,阻抗所分得的電壓就是阻抗電壓,變壓器在運行中繞組通過額定電流時,本身阻抗所產(chǎn)生的電壓降。阻抗電壓。。。阻抗電壓相同,若不同其差值不得超過±10%。
當(dāng)變壓器滿載運行時,短路阻抗的高低對二次側(cè)輸出電壓的高低有一定的影響,短路阻抗小,電壓降小,短路阻抗大,電壓降大。當(dāng)變壓器負載出現(xiàn)短路時,短路阻抗小,短路電流大,變壓器承受的電動力大。短路阻抗大,短路電流小,變壓器承受的電動力小。
所謂短路阻抗就是用電器短路形成的電阻,像渦流等。變壓器的短路阻抗,是指在額定頻率和參考溫度下,一對繞組中、某一繞組的端子之間的等效串聯(lián)阻抗Zk=Rk+jXk。由于它的值除計算之外,還要通過負載試驗來確定,所以習(xí)慣上又把它稱為短路電壓或阻抗電壓。