变压器铁芯工作特性的简单分析(公式见14楼)

mxmx2158 · 发表于 2011-1-2 22:50

看我的方法。还省了调压器，用了个100瓦的牛，初级串在测试电路里，次级接两根300瓦电炉丝串联，做个大功率可调电阻。
摇滚铁心发表于 2011-1-1 19:43

没有调压器,此法好,准备照搬. 请教下:图中被测变压器次级好像接了可调电阻,是啥作用?

摇滚铁心 · 发表于 2011-1-3 18:38

那不是被测变压器，是用来调节测量电路电流的，下面那个东东才是被测的铁心。或者用多几条电炉丝做个大功率的可调电阻，用右边的图。总之就是利用手头上的东东去改变被测铁心的电流就是了。知道原理后自由发挥吧。

句子 · 发表于 2011-1-3 18:44

图画好了,怎么看啊?

补上比较准确测量的图分析图1.jpg

zjw631114 · 发表于 2011-1-3 21:58

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

句子 · 发表于 2011-1-3 23:13

144# zjw631114

那作为电源变压器要选择哪个区啊?

zjw631114 · 发表于 2011-1-4 00:00

提示: 作者被禁止或删除内容自动屏蔽

句子 · 发表于 2011-1-4 00:10

146# zjw631114

那就是80MA到90MA处咯。不知道你有没有按照楼主的公式算这个空载电流肯定比环牛小很多，我没有测试的时候绕了两个442T的时候是32MA 425T是42MA （230V输入）

qxm0220 · 发表于 2011-1-5 15:29

144# zjw631114

那作为电源变压器要选择哪个区啊?
句子发表于 2011-1-3 23:13

　　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。
　　其实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，俗称特性曲线较软。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。当铁芯存在一定的气隙时，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，就看你如何取舍了还包括铁芯中留多大的气隙。好像还没见过用环形变压器做音频输出变压器的（恕本人孤陋寡闻，本人真的没见过），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。

mxmx2158 · 发表于 2011-1-5 23:07

那不是被测变压器，是用来调节测量电路电流的，下面那个东东才是被测的铁心。或者用多几条电炉丝做个大功率的可调电阻，用右边的图。总之就是利用手头上的东东去改变被测铁心的电流就是了。知道原理后自由发挥吧。
摇滚铁心发表于 2011-1-3 18:38

多谢指教...............................

BG7OAF · 发表于 2011-1-5 23:49

本人测量一铁芯，附上测试参数，请问LZ，取哪个参数最合适呢？
铁芯测试参数.jpg

qxm0220 · 发表于 2011-1-6 11:38

本人测量一铁芯，附上测试参数，请问LZ，取哪个参数最合适呢？
1722590
BG7OAF 发表于 2011-1-5 23:49

测试时铁芯上绕了几匝线圈？请告知。

BG7OAF · 发表于 2011-1-6 23:55

测试时铁芯上绕了几匝线圈？请告知。
qxm0220 发表于 2011-1-6 11:38

绕了70圈，谢谢LZ!

qxm0220 · 发表于 2011-1-7 09:24

本人测量一铁芯，附上测试参数，请问LZ，取哪个参数最合适呢？
1722590
BG7OAF 发表于 2011-1-5 23:49

　　根据兄台所测的铁芯数据来看，这个铁芯的特性曲线较软（如下图）并且因为测试的最大电流、电压不够大，铁芯还远没接近饱和的程度，所以还看不到这个铁芯特性曲线的全貌。考虑到测试时的线圈匝数，我认为这个铁芯的工作点保守点可取在图中P点到Q点范围（因为本人不知道这个铁芯的大小，同时也看不到这个铁芯特性曲线的全貌，所以我假设这个铁芯横截面积在14—15平方厘米左右），这样这个变压器的空载损耗会较小，耐过压能力也较强。
未标题-2.jpg

　　当工作点取在P点时，若电源电压为220伏，则这个变压器初级绕513匝，空载电流大约为17.5mA，若电源电压升高到240伏时，其空载电流约为21mA，若铁芯工作点取在Q点，则变压器初级绕481匝，220伏时的空载电流约为20.7mA。当然如果这个铁芯横截面积很大的话，则空载电流还可取得更大点。
　　从测试数据看，这个铁芯的铁损还是很小的，比我测过的几个铁芯损耗要小得多，这个铁芯应该说还是很不错。如果测试电流再大一点，再知道铁芯横截面积就可求出铁芯的磁通密度了。
上面数据仅供参考。

BG7OAF · 发表于 2011-1-7 13:42

　　根据兄台所测的铁芯数据来看，这个铁芯的特性曲线较软（如下图）并且因为测试的最大电流、电压不够大，铁芯还远没接近饱和的程度，所以还看不到这个铁芯特性曲线的全貌。考虑到测试时的线圈匝数，我认为这个铁 ...
qxm0220 发表于 2011-1-7 09:24

我的铁芯是17.05平方厘米，测试的电压测多高才好呢？我再测量下数据。

qxm0220 · 发表于 2011-1-7 20:18

我的铁芯是17.05平方厘米，测试的电压测多高才好呢？我再测量下数据。
BG7OAF 发表于 2011-1-7 13:42

　　兄台这个铁芯不重测也行，特性曲线的主要部分已看见了，因为铁芯截面较大，所以变压器的空载电流可适当放大点，原则是工作时铁芯不发出明显的声音（变压器工作时铁芯一定会振动，就是大小不同而已），长时间通电铁芯没有明显的升温，对于500到600瓦的变压器空载电流不大于30mA至40mA就可以了（一般情况下），根据这个铁芯横截面积算，前面我给出的数据是太保守了，工作磁密只有1.1T。兄台的这个铁芯还是很不错，铁损很小，铁损大的铁芯做成变压器其空载电流是很难做小的除非你将铁芯磁通密度控制得很低。你可以下载本贴14楼的公式计算一下。
　　如果初级绕428匝，则220V时，变压器空载电流约为31mA，不过这个工作点已处于你所测试的上限了，根据这个铁芯的横截面可算出此时铁芯的工作磁密约为1.36T，这个铁芯磁密不算很大，但损耗较小。下面再附上计算公式。

铁芯特性曲线分析.rar (5.67 KB, 下载次数: 737)

皋城瑶珄 · 发表于 2011-1-7 20:31

楼主说的在理，菜鸟我也经手过大量变压器铁芯，感觉市面上的铁芯参差不齐不能统一而论，采取这个方法更准确

环形好是好，可是最大的缺点就是抗磁饱和能力大大低于E型

BG7OAF · 发表于 2011-1-10 13:24

多谢楼主解答！

moz · 发表于 2011-1-12 22:11

今天测量一铁芯，麻烦烦lz帮我计算一下参数。铁芯尺寸：128MM外圆*36叠厚*47高
绕了70匝。测试参数如下：2v/11.8ma 4v/19ma 6v/22.5ma 8v/31ma 10v/36ma 12v/40ma 14v/45.1ma 16v/50.2ma 18v/55.5ma 20v/60ma 22v/66ma 24v/72ma 26v/78.5ma 28v/86.6ma 30v/96.5ma 32v/107ma 34v/124ma 36v/149ma 38v/192ma 40v/340ma

qxm0220 · 发表于 2011-1-13 11:03

今天测量一铁芯，麻烦烦lz帮我计算一下参数。铁芯尺寸：128MM外圆*36叠厚*47高
绕了70匝。测试参数如下：2v/11.8ma 4v/19ma 6v/22.5ma 8v/31ma 10v/36ma 12v/40ma 14v/45.1ma 16v/50.2ma 18v/55.5ma 20v/6 ...
moz 发表于 2011-1-12 22:11

　　根据兄台测试的数据，可作出特性曲线，如下图：
未标题-2.jpg

　　根据此铁芯的特性曲线可将变压器工作点取在P点，按电源电压220伏计，变压器初级绕453匝，此时空载电流约为19.2mA，工作磁通密度为13196Gs（铁芯填充系数取0.98），当电源电压升到240伏时，变压空载电流约为25.4mA，此时工作磁密为14360Gs，离铁芯饱区尚有一定距离，这个工作点较为稳妥。若工作点取得再高点，电源电压220伏，初级绕440匝，此时工作磁密为13584Gs，空载电流约为21mA，当电源电压升为240伏时，空载电流约为31mA，此时工作磁密约14800Gs，离饱和区较近了，变压器的各性能将劣化。
　　因BG7OAF兄的铁芯与moz兄的铁芯横截面基本相等且测试时绕的匝数均为70匝，所以我们可以将这两个铁芯的特性曲线简单迭加比较，如下图，各位可以看一看。
未标题-3.jpg

　　图线中上面一条曲线是moz兄的铁芯，下面一条红线是BG7OAF兄的铁芯，从上图可以明显看出铁芯性能好坏，相比而言moz兄的铁芯性能更好，特性曲线更硬，不同的铁芯差别还是很大的，上面曲线的铁芯在70匝、165mA电流时工作磁密为14360Gs，而下面曲线的铁芯同样条件的工作磁密仅为13000Gs。
　　从这两个例子我们可以看出设计变压器时仅仅根据铁芯横截面积大小来计算初级匝数是很不靠谱的，这两个变压器铁芯横截面积基本相等（一个16.6cm2，另一个16.7cm2，这里铁芯填充系数取0.98），但初级匝数却相差很多，要制作一个性能优良的变压器测试铁芯特性曲线是必不可少的。

BG7OAF · 发表于 2011-1-13 23:52

我的铁芯是这样的，请moz兄把你的铁芯也上个图看看。
铁芯图.jpg