变压器铁芯工作特性的简单分析(公式见14楼)

k62n25

测量得ma        测量得v
120              15
130             16.5
140              18
150             20
160             21.3
170             22.5
180             24.6
190             25.1
200             26
210              23.5
220             24.5
230             25
240              25.5
250             26
260             26.5
270             27
280             27.5
290            27.5
300            28
310            28
320            28.5
330            28.5
340            29
350            29.5
360            29.5
370            30
380            3 0
390            30

k62n25

测量得ma        测量得v
        400        30
        410        30.5
        420        30.5
        430        30.5
        440        30.5
        450        31
        460        31
        470        31
        480        31
        490        31
        500        31
        510        31.5
        520        31.5
        530        31.5
        540        31.5
        550        31.5
        560        31.5
        570        31.5
        580        32
        590        32
        600        32
               
        测量匝数80       
        铁心面积：        10.5*6*6

k62n25

测量得ma        测量得v
        400        30
        410        30.5
        420        30.5
        430        30.5
        440        30.5
        450        31
        460        31
        470        31
        480        31
        490        31
        500        31
        510        31.5
        520        31.5
        530        31.5
        540        31.5
        550        31.5
        560        31.5
        570        31.5
        580        32
        590        32
        600        32
               
        测量匝数80       
        铁心面积：        10.5*6*6

qxm0220

回复 251# k62n25


　　首先要指出的是兄台用可控硅来调压是不妥当的，因为交流电经可控硅调压（实际是可控硅对交流电斩波）后，其电流、电压波形发生严重变形不再是正弦交流电，其中含有大量的高次谐波，此时铁芯的工作状态也与正弦电压时有很大不同，还有可控硅若正、负半周的斩波时间不同，则还会产生一定的直流电压，这将使铁芯产生一个直流磁通，可能会使铁芯饱和；其次一般的电表（包括常用的数字表，真有效值除外）对电压和电流的测量不再准确，所以这样测得的数据不再有说服力。不过兄台既已测了，我下面就兄台给出的数据绘出散点图（假设测量数据有参考作用，部分数据肯定有错）：
　　
　　
　　这里按照铁芯面积为13平方厘米计算。从上图中可看出这个铁芯性能是很低的，饱和磁密约为14000Gs，工作磁密约为11000Gs~12000Gs左右。就算取工作磁密为11500Gs，空载电流也有31mA！真是一分钱一分货啊。

xsjdngs

qxm0220 兄你好，我的号称是太阳花1000VA 的带初级的环牛已到手，还要麻烦你请教一下，这头牛的的工作点及铁芯功率是多大。铁芯尺寸大约是（因为未拆初级）外径145毫米；内孔直径75毫米；高度68毫米。在原初级的外层绕58圈后，实际测得的电流、电压值如下：
电流（毫安）        电压（伏）
25                          5.4
50                          17.3
75                          31
100                        41
125                        45.9
150                        48.1
175                        49.4
200                        50.2
225                        50.7
300                        51.8
400                        52.5
500                        53
600                        53.3
700                        53.6
800                        53.8
900                        54
1000                      54.2

还有请老兄帮分析一下：这牛的原初级的220伏线圈直流电阻（用MF35倒欧档测量）是0.9欧，我感觉是这线圈有短路的可能，你说是吗？

xsjdngs

非常渴望，你的回复， 你的指教。

孤独荆轲

回复 4# 孤胆英雄


    最好楼主能分析下环牛和E牛区别。国内某大厂，清一色用E牛，不知为何。

k62n25

哈哈，谢谢qxm0220 兄在百忙之中帮我计算，我是新手，没有太多的装备，只有一快表还让我给烧了，。左晚总算是把牛初级做完了，第一层绕的还可以，第二层就没法数匝数了，就这样继续吧。线绕完之后上电，太好了，它不叫，通电3小时手能感到温度很小。电压238V空载功率7W(原来是8W)，又在次级绕20匝，测得电压7.4V,约每伏2.7匝。看qxm0220兄给出的是3.02匝/V.就这样吧，不再加线了，一是我家电压是238V左右，现在次级20匝测得是在初级238V的基础上得7.2V。在220V的情况下。可能到3.0匝/V左吧。非常感谢qxm0220 兄。另，在分析栏中的第四例UI/U是什么意思，说一下计算公式吧。第五例B(GS)磁密，说一下计算公式。。学习

k62n25

252楼测试图表出现的拐点是电流表由200MA档更换20安档造成的，不是我的错呀

k62n25

253楼XSjdngs台兄的铁牛很好

v9469

好像不错~~记起来

xugongjm

有机会我也来试试！

qxm0220

252楼测试图表出现的拐点是电流表由200MA档更换20安档造成的，不是我的错呀
k62n25 发表于 2011-11-14 11:33

　　那是电表的错哦

qxm0220

回复 256# k62n25


　　k62n25兄：图中的Ui/U是当前电压与电源电压的比值，通常电源电压取220V，关于具体的公式兄台可见155楼http://bbs.hifidiy.net/viewthrea ... page%3D1&page=8

k62n25

请问qxm0220 兄，在分析栏中的第四例UI/U和第五例B(Gs)是什么意思，计算公式是什么？多谢啦！

k62n25

谢谢！这是一个很好的贴，建议加精，对同样的变压器，它的磁密差距很大，对于充分发挥变压器的性能具有很强的操作性，方法科学、准确、易懂。
也就是说，一个500W的变压器通过测试它的实际功率可能达到600W或700W，也可能磁密太差只有300W或400W.已知到的发热严重的变压器（迢载除外）
就是与磁密和匝数有关系。还有一部分认为是很好的牛也不叫。其实这里面有两种情况，一是大头拉小车，二是牛的功率、磁密、匝数比等各参数发挥的很好。
个人看法、不对纠正。qxm0220 兄辛苦啦.建议就变压器的功率计算和使用线径再详细介绍一下。

qxm0220

回复 255# 孤独荆轲


　　本人一家之言。
　　EI形变压与环形变压器各有优缺点，就制造来说，EI形变压器生产率要高得多，成本也就比环形变压器低了，而环形变压器也有许多EI形变压器所没有的优点（劣质环形变压器不在此例）。就铁芯而言，EI形变压器铁芯是有气隙的，而环形变压器铁芯通常是用整条硅钢带绕制而成是无气隙的，这就导致这两种变压器有很大差别。下面引用本人在148楼的论述。
　　作为电源变压器，为了充分利用铁芯的性能、减小变压器的内阻及体积、重量，一般让铁芯工作于线性区与饱和区之间，铁芯工作点高低的取舍的利弊见本人1楼论述。
　　铁芯的线性区与饱和区并没有一个明确的界线，通常性能好的铁芯（最高磁感应强度和工作磁感应强度较高）往往线性区与饱和区的转折较为明显（际实上也并不都是这样，不同的磁性材料其特性曲线差别是十分巨大的），俗称特性曲较硬，而性能较差的铁芯除最高磁感应强度和工作磁感应强度较低外，其线性区和饱和区的转折不如高性能铁芯那样明显，特性曲线较软。影响特性曲线软硬的除了铁芯材料本身的性质外还有一个相当重要而又很常见的因素就是铁芯中气隙的存在。当铁芯存在气隙时，铁芯的最高磁感应强度降低，并且铁芯特性曲线变软，线性区与饱和区的转折变得不明显。EI型铁芯和环形铁芯中存在断头时就是这种情况。
　　气隙的存在使铁芯的μ（铁芯磁导率）降低，其后果就是导致磁感应强度变小，但另一方面也使铁芯的线性区域变大、线性改善，同时还有利于提高铁芯的抗饱和能力和变压器的耐过压能力。铁芯的线性区变大、线性改善这一点对音频变压器十分重要，而提高变压器铁芯的抗饱和能力和耐过压能力对于电源变压器是有利的。坛子中许多人对环形变压器铁芯断头问题的争论或源于此！而EI形变压器做功放电源好还是环形变压器做电源好的争论也源于此。
　　由此可见铁芯中存在气隙有弊也有利，就看你如何取舍了。一些铁芯中有直流磁通的音频变压器则必须留有一定气隙，否则放大器不能正常工作。EI形变压器抗直流能力好于环形变压器也源于此。至于做功放的电源变压器是EI形好还是环形好，本人不知道，也许各有各的好吧。

qxm0220

回复 253# xsjdngs


　　兄台这个变压器铁芯性能非常好，也是本贴中最好的一个，根据兄台测出的数据，可画出这个铁芯的特性曲线，如下图。
　　
　　
　　从所测得的数据推算，若初级绕265匝，则220V时空载电流约为33mA，当电源电压升高到237V时，空载电流为66mA。若铁芯面积按17平方厘米计，这个铁芯的最大磁通密度约为21200Gs——极品铁芯，当电源电压220V时工作磁通密度约为18700Gs，当电源电压为237V时，磁通密度约为20200Gs，这个值已接近最大磁通密度了。上述数据均为推算值，推算匝数可能比实际匝数多一些，我不知道原初级的匝数是多少。因这个铁芯特性曲线很硬，所以过压能力差一些（特性曲线硬的铁芯通常都这样），兄台可用其原来的初级再测一下220V时的空载电流即可知道原设计铁芯的工作点了。顺便说明一下，兄台这个变压器初级肯定是好的不存在初级短路的问题，不然你是无法测得上述数据的。

孤独荆轲

回复 266# qxm0220


    感谢你的详细解释，胜读十年啊。我还有一问，能否解答：为何环形变压器抗直流差呢？据说有直流成分容易饱和。是不是因为环牛很小的电流就可以磁饱和，所以有一点直流就相当于把换牛的线性部分的下部分占据了？而E牛因为效率低，所以线性部分很长而不易饱和？

xsjdngs

回复266楼，首先再次感谢楼主 qxm0220老兄 ，对我的太阳花带初级的环牛芯，进行的非常细致的分析，有了你的正确判断，我这才敢在初级加电，这次借机想你回报一下我加电测试的过程：
  （1）当初级线圈的接法接为220伏时，初级串联一个20欧5瓦的线绕电阻，然后再接好1kVA的调压器，首先通过调压器加电220伏于初级线圈，用上海第四电表厂产的MF35型万用表2.5伏交流档测得20欧电阻两端的电压为0.4伏，此时得出对应的静态电流是20毫安；
    同样方法在上述初级线圈接法不变的情况下加电243伏时，测得的电压是0.525伏，得出的对应的静态电流是26毫安；
  （2）当初级线圈的接法为240伏时，同样用上述的方法测得
输入电压调为223伏，测电阻两端的电压为0.325伏，对应的静态电流是16.3毫安；
输入电压调为243伏，测电阻两端的电压为0.38伏，对应的静态电流是19毫安；
  （3）当输入电压调为253伏，初级线圈接法接为240伏时，用MF35型万用表 250毫安档 直接串入初级线圈，测得的静态电流是22.5毫安；
  （4）当输入电压调为263伏，初级线圈接法接为240伏时，用MF35型万用表 250毫安档 直接串入初级线圈，测得的静态电流是25毫安。
上述测法，及我用的仪表是否测得的数据误差较大，请指正，总之我想，根据你给出的分析，综合我今天测得的静态电流，虽然不是太准确，但是就像你的观点这牛芯还是不错的，辛苦你了，谢谢了。

另外，既然这牛芯还可以，我想把它充分利用一下，我的打算是把它用在我的 仿PASS XA60.5的甲类平衡功放上面做电源牛用，初级就用这牛的0-240 伏线圈（我这里市电在230伏以上，有时能到250伏），次级输出想设计为4组20伏，每组的输出电流为10安，（想用标称直径为2毫米的线）；还有2组12伏1A的绕组 （做喇叭保护及散热风扇用）。你看我这打算，还要麻烦你，确定一下，相对这牛芯，能承担起来吗？渴望你在百忙之中回复好吗？