变压器铁芯工作特性的简单分析(公式见14楼)

阿仙奴

打算绕电压初级220V,1.7线径
次级
双50V两组,1.8线径,
双60V两组,1.2线径,
双38V一组,1.8线径
[b]不知窗口能否绕得下.

G.R.M

打算绕电压初级220V,1.7线径
次级
双50V两组,1.8线径,
双60V两组,1.2线径,
双38V一组,1.8线径
不知 ...
阿仙奴 发表于 2011-3-1 16:33

..兄台绕这么多组线..没算过输出是多少A电流.双50V两组,1.8线径,输出四组.8A计算已经1600W

qxm0220

　(从特性曲线看，工作点可取在（400mA,22.1V），220V电源电压时，初级绕279匝，这时工作磁密约15425Gs，空 ...
阿仙奴 发表于 2011-3-1 16:00

这个铁芯工作点的计算公式我把它放在附件中，兄台下载解压可以打开这个文件，仔细看一下里面的公式，我在里面有关于工作点参数的说明，至于饱和磁通密度很简单，就是根据兄台所测的数据估计出来的，因为在特性曲线的末尾铁芯已经基本饱和了，这个值大约在18300Gs左右。
我的铁芯实测分析.rar (6.33 KB, 下载次数: 795)

2011-3-1 20:18 上传

点击文件名下载附件

qxm0220

学习贴！
又补上了一课，因材绕牛。
好贴，谢谢楼主！！！
yaiwa 发表于 2011-3-1 09:33

    谢谢各位朋友的支持，我们共同学习吧。

LAOQIANG

要学习下用于实践。

LAOQIANG

有个问题请教；已饶好的变压器如何鉴别是否进入处磁饱和？

qxm0220

有个问题请教；已饶好的变压器如何鉴别是否进入处磁饱和？
LAOQIANG 发表于 2011-3-3 09:30

　　判断变压器的铁芯是否进入磁饱和方法与1楼测特性曲线的方法完全相同，就是给变压器的初级加一个由小到大的测试电压，并测出各电压下对应的电流，如我们让测试电压从0逐步上升到250V，画出特性曲线，再查看一下与220V电压对应的点在曲线的什么位置就可以看出这个变压器铁芯的工作状态了。如果没有电压那么高的可调电源，也可通过测变压器的低压次级线圈进行。如某变压器有一个次级绕组，额定电压为24V，则我们可在这个绕组上加一个0到30V以上的电压来测试就行了。测试中当电压少许上升而电流就有大幅度上升时可以认为这时铁芯逐步进入饱和状态了。

LAOQIANG

　　判断变压器的铁芯是否进入磁饱和方法与1楼测特性曲线的方法完全相同，就是给变压器的初级加一个由 ...
qxm0220 发表于 2011-3-3 11:34

    谢谢解答！

469188185

hao dong xi a

qxm0220

　　判断变压器的铁芯是否进入磁饱和方法与1楼测特性曲线的方法完全相同，就是给变压器的初级加一个由 ...
qxm0220 发表于 2011-3-3 11:34

    补充说明一下，我们用这个方法同样也可用来检查一个成品变压器铁芯工作点设置是否合理。现在许多变压器生产厂商为了降低成本，往往将铁芯工作点设计得过高，也就是太过接近饱和状态，这样的变压器空载电流较大，过压能力很差，而且干扰、铁损、波形畸变等都较大。

LAOQIANG

我用E型变压器做小甲1969.（150W？铁芯为3.5X50MM）26V2X2.4A.空载时178ma240v.是发热但无干扰。连续2-4小时工作无问题。想要问的是；是不是环形变压器磁饱和对电路影响大。

qxm0220

我用E型变压器做小甲1969.（150W？铁芯为3.5X50MM）26V2X2.4A.空载时178ma240v.是发热但无干扰。连续2-4小时 ...
LAOQIANG 发表于 2011-3-4 12:15

　　我想无论是环形变压器还E形变压器正常工作时铁芯（一些特别的变压器例外，如磁饱和稳压变压器等）是不能工作于饱和状态的，但为了充分利用铁芯，常常将铁芯的工作点设在特性曲拐弯处接近饱和区的位置。同一个铁芯工作点越接近于饱和区，则这个变压器的空载电流就越大。由于本人在第8页148楼http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... page%3D2&page=8所提及的原因，容量相近的E形变压器空载电流可能会比环形变压器大但环形变压器抗电源干扰能力特别是抗交流电源中的直流电压能力比E形变压器差得多，交流电源中只要含有极低的直流电压（如220V交流电压中含有0.1V的直流成份）环形变压器就不能正常工作甚至损坏。
　　兄台这个变压器若容量为150VA，则这个空载电流是大了一点（我有一个100VA的E形变压器220V空载电流约15mA，长时间空载通电感觉不到发热，空载发热主要是铁芯发热），但因为变压器的抗过载能力很强，所以只要不是长时间满负载工作、有良好的散热，不会出问题的。

amwdwjss

现正在饶牛，继续学习。

周波涛

回复 95# qxm0220
从理论上说变压器的容量主要受导线的载流能力的限制，也就是受导线导电性能和铁芯窗口大小的限制，与铁芯本身没有关系，同一个铁芯你若用铝线制作，则其容量会比铜线来得小，假若你用超导体来绕线圈，则同样的铁芯就可做出容量更大的变压器来，当然就算是超导体也有载流能力的限制，并不是无限的，因为超导体通过的电流密度太大，它就会失去超导电性而成为普通的导体。考虑到导体的载流能力限制，所以要做出大容量的变压器，铁芯的窗口就必须足够大也就是铁芯要大才行，否则线圈会放不下。
　　变压器有一个工作磁通密度取值的问题，铁芯质量越高，则其工作磁通密度可取得越高，相应的这个变压器的静态电流也越小，变压器性能就越好，变压器的每伏匝数就越少，同样面积的铁芯窗口可用较粗的导线（总匝数少了），这样变压器容量就大一点，反之若铁芯性能差，则变压器不但性能差，容量也会小。
　　根据铁芯尺寸来估算变压器容量公式只是一个粗略的参考，实际制作变压器时还是要根铁芯窗口大小、每伏匝数等来定导线的直径，从而确定变压器的容量，而且从上面的分析得知铁芯尺寸相同而性能不同时变压器的容量也不同（每伏匝数不同），所以对这个公式不必太认真。
　　兄台的变太器静态电流取多少若凭经验的话可取20mA左右，但不同铁芯磁性能相差很大，还是实测一下再定静态电流为好。以woaw兄的两个Ｏ牛为例，第一个Ｏ牛芯取1.99匝/伏，静态电流约为26.55mA，第2个Ｏ牛芯取1.97匝/伏，静态电流约为19.38mA，这两个铁芯尺寸完全相同，每伏匝数也相近，但静态电流相差很多，这说明这两个铁芯的铁损相差很大。woaw兄的一个小环牛芯取1.96匝/伏(这个比大Ｏ牛芯还小一点)，静态电流仅18.84mA，说明这个铁芯不但工作磁通密度高而且铁损也小。



按此分析，是否可以理解成这样

1：同尺寸铁心，磁通密度大的，可以少绕线圈，所以也就可以用粗线，从而载流能力大，负载功率也大
2：同截面铁心，窗口大的，同线圈匝数时，也可以用更粗的线，结果同：1.

    综合1：2：同截面铁心，同磁通密度，同线圈匝数，窗口大小决定功率大小。

3：综合以上：哪怕铁心截面小，如果窗口足够大，功率也可以大于铁心截面大的。

4：其区别就是铁损，铜损的比例罢了。

编外：今天终于会回帖时改变字体大小与颜色了

qxm0220

回复  qxm0220
从理论上说变压器的容量主要受导线的载流能力的限制，也就是受导线导电性能和铁芯窗口大小 ...
周波涛 发表于 2011-3-11 23:05

　　周兄说得不错，从理论上来讲是这样的，相同性能、相同截面的铁芯窗口大的比窗口小的可以有更大的输出功率，但实际变压器与理想变压器相比较还是有较大差别的，理想变压器工作时无论输出功率多大，铁芯中的磁感应强度总是不变的，而实际变压器因铁损、铜损尤其是漏磁等因素的存在随着输出功率的增加，铁芯中的磁感应强度是要增大的，输出功率越大，铁芯中的磁感应强度也越大，所以对于一定截面的铁芯来说，即使你用超导体做绕组，其输出功率也不能无限大，当然变压器的输出功率在其的额定容量内铁芯中的磁感应强度增大并不多近似地可认为不变，但当变压器输出严重过载时，铁芯中的磁感应强度会增大很多，此时变压器会发出较大的叫声。这样理解不知对否，请大家斧正。

linbin0663

学习了

NMGBTZYF

今天没看完，先感谢一下，以前学过都忘了，LZ让人佩服，非常先记上，慢慢看，

ligabe

楼主技术好 人更好

qxm0220

TN95兄：
　　你好，从兄台给出的数据来看，这个牛芯性能只能说十分一般，其饱和工作磁密大约在15700Gs左右，为确保电源升至240V时变压器仍保持一定性能，故220V时工作磁密可取13145Gs（图中的绿点处），初级匝数为293匝，此时空载电流约为48mA，当电源电压升至235V时，工作磁密为14068GS，空载电流变为约62.3mA；若铁芯工作点取得再高一点，如220V工作磁密取13837Gs（图中的红点处），则初级绕279匝，此时空载电流为60mA，当电源电压升至239V时，工作磁密为14990Gs，此时的空载电流约为101mA，此时工作磁密已十分接近铁芯的饱和磁密，变压器各项性能将劣化，所以还是取前一工作点较为稳妥。变压器制作时初级匝数可能会比上述理论推算值少一点，当初级绕至约270匝时测一下空载电流，将220V时空载电流控制在时48mA即可。图中个别数据我根据曲线走势作了微调。

TN95

qxm0220兄提供的测试方法非常实用，个人使用感受是测试时用估算铁芯功率对应的漆包铜线绕测试圈,比用套胶多股软线测试其准确性更高(相同匝数情况下)，但用套胶多股软线测试比较方便；若qxm0220兄整理一下资料用通俗公式形式计算工作点为最好(本人比较菜)。非常感激qxm0220兄的答复和指导，谢谢！