变压器铁芯工作特性的简单分析(公式见14楼)

qxm0220

不错，讲的都是精华，正要学习这样的检测方法，能具体谈谈怎样知道铁心的BM值吗？
好一口 发表于 2010-4-10 19:28

个人认为对变压器来说重要的是铁芯的工作磁密可取多大，工作磁通密度将决定变压器的每伏匝数等重要参数，最大磁通密度没有多大意义，变压器是不可能让铁芯工作在最大磁通度的状态。从道理上说用上述方法测出的磁通密度实际上只是一个等效值，因为这里是用交流电进行测试的，与磁滞回线中的B值不同。

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实际上也就是确定铁芯合适的工作磁感应强度值（即磁通密度），若这个值取太小，则铁芯的性能不能充分发挥，制成的变压器体积大、线圈匝数多用铜量大，反之B值取得太高，则变压器铁损大、效率低，过压能力差，漏磁干扰大。实际上不同容量、不同铁芯的变压器其空载电流的最佳值都是不同的，也不是越小越好，无法预测，只能通过实测来确定。现在许多变压器空载电流都偏大，这也是厂家降低成本的手段之一。

谢谢！学习了！

qxm0220

　　首先感谢woaw兄的尝试，前些天看到了woaw兄对四个铁芯材料的测试http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=338651&extra=page%3D4&page=1还有http://bbs.hifidiy.net/viewthread.php?tid=347740&extra=page%3D4感到很有意思，在这里我借用Woaw兄的测试数据和图片把Woaw兄的测试结果罗列一下，看看这个对大家制作变压器是否有启发（这里没有与Woaw兄通过气，数据和图片先用了，再次感谢woaw兄）。下面先上个铁芯的图片。

　　下面是小环形铁芯的测试结果：


　　下面是大环形铁芯的测试结果：


　　下面是２个环形铁芯的测试结果：
　　第一个环形铁芯测试结果：


　　第二个环形铁芯测试结果：



　　从图中看两个O牛铁芯真的很不错，模样中看，是一对双胞胎铁芯，用来做功放是没得说，虽说外表稍有磕碰，但无伤大雅，然而测试结果却是四个铁芯里最差的，工作磁通密度只能取到10000Gs~11000Gs，结论十分残酷但这是事实而其貌不扬的小环牛铁芯却是最好的，工作磁密可取14000Gs。原本woaw兄想将这两个环形铁芯用重料制成一对环形变压器，坛子里其他兄台也看好这对铁芯，真是“人不可貌相”，铁芯也不可貌相！按照woaw兄的测试结果，这两个O形铁芯的性能只能说很一般般，不太值得投入重料来制作同时也说明要买到高质量的铁芯很难，可遇而不可求。
　　按照Woaw兄的测试结果，两个O形铁芯制成变压器，一个初级绕437匝，空载电流为26.55mA，另一个初级绕434匝，空载电流为19.38mA，若前一个O形铁芯的空载电流要减小到20mA，则其初级匝数必须为480匝，与第二个O形铁芯相比，初级匝数要多出10.5%，两个铁芯不但工作磁通密度不一样，其特性曲线的形态差别也很大，这个从特性曲线上可以明显看出，相差十分巨大，令人震惊。对woaw兄的测试结果真是“不测不知道，一测吓一跳”。
　　这里有一个问题本人不明白：两个一样的铁芯为什么它们的磁性能会相差那么大？是什么原因导致那样大的差别？本人水平和能力有限，这个问题还望坛子里各位大侠作进一步探索。在这里我猜想是不是因为铁芯受到外力强烈碰撞而使铁芯的磁性能发生了退化？如果是这样，那么铁芯是很娇嫩的，因为woaw兄说了第一个铁芯的伤较第二个铁芯重。本来两个相同的铁芯磁性能要完全一致是很困难的，但这两个铁芯性能差距也太大了。如果是上述原因导致铁芯性能发生大幅的变化，那么有没有办法让铁芯的性能恢复过来？比如用退火的方法？这个问题还望各位探索，如果这个问题能弄明白，则许多铁芯的性能还是有望进一步提高的。

lsy789

学习了

byte

不错的变压器分析资料，学习了！

xingf

好贴，学习了。

qxm0220

补充一下，我手头那个性能最好的牛芯并非其貌不扬，是从拆解的Talema牛得到的，原牛是有2半个塑料罩包住的，铁心本身没有倒角。另外一个有倒角的也是进口牛的铁心，原牛是用聚酯带包铁心的，很漂亮。这2个都是外观比 ...
woaw 发表于 2010-4-11 21:50

woaw兄的实践很好，对我等很有启发，谢谢woaw兄。

GHJIANG

好文章学习了！

晕鱼

小环的曲线够“陡”的了，靓货来的。

yjj28

学习了，谢谢

爱却不懂胆

借花献佛，借用坛子里的一个公式
1232455
这个公式中的“每伏匝数”也适用于EI形变压器计算。
qxm0220 发表于 2010-2-24 17:02

1.按公式的推导，上面功率的计算是11乘以1.3的平方，还是11除以1.3的平方，因K是系数，取值约是1.3是吧？
2.你用来测试的铁蕊容量是多少W？静态电流与容量有没有关系？一个600W左右，S=4.4*7.6的铁蕊，初级线径1.16mm的变压器，静态电流多少为好？

qxm0220

小环的曲线够“陡”的了，靓货来的。
晕鱼 发表于 2010-4-16 23:54

这个小铁芯真的很不错，按woaw兄测试结果取1.95匝/伏，工作磁通密度为14000Gs，而静态电流为18.84mA，特性曲线很“硬”，好铁芯可遇而不可求，而那两个大O牛芯就是好看不中用了，特性曲线太软了。

qxm0220

1.按公式的推导，上面功率的计算是11乘以1.3的平方，还是11除以1.3的平方，因K是系数，取值约是1.3是吧？
2.你用来测试的铁蕊容量是多少W？静态电流与容量有没有关系？一个600W左右，S=4.4*7.6的铁蕊，初级线径1. ...
爱却不懂胆 发表于 2010-4-17 09:09

　　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。

寻欢作乐

这是在百度下来的经验公式，适用EI变压器计算，大伙也可参照参照。
铁芯柱截面：
S＝3.7×5.2≈19(c㎡)
功率约值：
根号P＝S/1.25＝19/1.25＝15.2
P＝15.2×15.2≈230(W)
每伏匝数(当硅钢片导磁率为10000高斯时)：
N＝45/S＝45/19≈2.4(匝)
初级220V匝数：
220×2.4＝528(匝)
次级9V×2，按9V计算匝数：
(考虑铁损、铜损，需增加5%匝数的余量)
9×2.4×1.05≈23(匝)
初级电流：
I＝P/U＝230/220≈1.05(A)
次级电流：
I＝P/U＝230/9×2≈12.8(A)
初级线径(电流密度为2.5A时)：
D＝1.13×根号(I/δ)＝1.13×根号(1.05/2.5)≈0.73(MM)
次级线径：
D＝1.13×根号(I/δ)＝1.13×根号(12.8/2.5)≈2.56(MM)

qxm0220

97# woaw

“这年头靓货难求，我还是打算收一些2手O芯来绕牛，因为环牛绕线要辛苦很多的。O牛绕起来，辛苦程度大幅降低啊。O牛芯的疤痕估计是影响铁损差异的主要因素，但还是希望绕出来试试。毕竟他这个芯处理好了，不叫的，也不烦人了，看看发热情况怎么样罗”
woaw兄：要知道铁芯发热情况无需将变压器绕出来试试，在测试时就可知道铁芯热不热（当然通电时间要长一点，因铁芯有较大的热容量），对铁芯来说只要工作磁通密度相同，它的铁损大小就相同。如你的第1个O牛芯绕29匝，加14.6伏交流电，工作磁通密度约为10400Gs（相当于220V时空载电流为26.55mA），通电半小时手摸铁芯就知道它的温升情况了。