76钢片 叠厚38 三明治绕法 电源E牛的实践

niu_ji

绕制76.2片 叠厚38 （电源牛）
45W输出 E牛工程(第二个工程)
项目要求：76.2片25.4舍宽 叠厚38；
输出电压：
绕组一：15VX2  (1.5AX2)  初次级载流量按3.3A取值 （书上一般建议按3.4A-3.78A间取值）
电压调整率：8%（载流量取值在3.4A-3.78A间 电压调整率是：8.2%-9.2%）
变压器效率：77%
初次级屏蔽
外面安装变压器罩或腰带式安装铜箔屏蔽
二手Z11硅钢片12300高斯 叠装系数按：0.95   4.0匝/伏
三明治绕法。
手工计算
1.铁芯功率计算：
  1）.铁芯的截面积：25.4mmX38mm=9.652平方厘米
9.652平方厘米X0.95（叠装系数）=9.169平方厘米

      2）.铁芯面积=修正系数X变压器标称功率 根号
        9.16平方厘米 约= 1.18 X60VA根号

        书本上的参考功率是约80VA

2.变压器设计功率计算：
  1）.大电流绕组一
     15VX1.5A=22.5W
15VX1.5A=22.5W
     抽头一
12.5VX1.5A=18.75W
12.5VX1.5A=18.75W

功率计算：
         1.次级功率计算：
大电流1：22.5WX2=45W

         合计：45W

       2.初级功率计算：
       次级功率/0.77（意思是变压器效率77%）=45W/0.77=58.442W；
      该步骤的详细计算是在完成各绕组线径和匝数的计算在窗口中的占空情况完成后 再进行计算。
变压器效率计算过程：
铜损：
初级铜损：
0.33mm漆包线199.9欧姆/km 使用14.26厘米X1.22X921匝=160.22米；0.1602kmX199.9欧姆=32.02欧姆 初级铜损：32.02欧姆X1.22（温升系数）0.279A=10.898W
次级铜损：
大电流绕组一；0.77mm漆包线36.5欧姆/km 使用14.26厘米X1.3X66匝=12.23米；0.01223kmX36.5欧姆=0.45欧姆  大电流一铜损：0.45欧姆X1.22（温升系数）X0.75A=0.8235WX2=1.647W

合计铜损：12.545W

铁损计算：使用二手Z11钢片  磁通取值11800时  1.3W/kg
使用1.1kgX1.3W/kg=1. 41W 按1.4W取值
合计铁损：1.4W

铜损铁损合计：12.545W+1.4W=13.945W

         45WX13.945W=58.945W   45W/58.945W=76.3%

变压器效率大概76.3%

3.变压器标称功率：
变压器标称功率=（初级功率+各次级绕组功率的总和）/2
（58.945W+45W）/2=51.97VA
         
线径计算：
         1.初级线径计算：
  1）初级电流：58.442W/220V=0.26565A
初级电流X系数（该系数是由次级反射到初级的电流和空载电流造成的一般取值在1.05-1.15之间）
         系数按5%取值：（磁化电流按10.9毫安估算，铁损电流按5毫安计算大概1.1W；估算变压器的空载电流约16.4毫安）
0.26565AX1.05%=0.27892A  按0.279A取值
初级线径：按3.3载流量设计
线径=1.13系数X(电流/载流量系数) 根号
1.13X(0.279A/3.3)根号=0.32856mm  按0.33mm取值

         2.次级大电流线径计算：
  1）次级大电流1：
书上没有说明次级需要增加系数
次级线径：按3.3A载流量设计
线径=1.13系数X(电流/载流量系数) 根号
1.13X(1.5A/3.3)根号=0.7618mm  按0.77mm取值


匝数的计算：
1.初级每伏匝数：=10000/4.44（固定系数）X50（市电频率）X硅钢片磁通值（单位是T）X铁芯实际截面积
10000/4.44X50X1.23TX9.16=10000/2501.2296=3.998匝/伏
按4匝取值
220VX4=880匝 按880匝取值
备注：如果是小功率变压器如30W-100W可考虑降压系数 因初级线径较细和匝数多 既初级线径细又长 导致电阻大产生降压 初级匝数可以酌情减少5%-10%。本例在降压系数范围内。不过难把握

2.次级匝数计算：
次级降压系数选8%
4匝/（1-0.08）=4.3478匝/伏 按4.35匝/伏取值

大电流绕组一：
大电流 15VX4.35=65.25匝（按66匝取值）
大电流抽头一：12.5VX4.35=54.375匝（按55匝取值）

初级绕组：（2组 ；220V输入；230V输入  ）
220V 输入
选用0.335mm漆包线 含漆0.391mm，220V绕：880匝；230V绕：920匝；4.0匝/伏； 多一匝少一匝问题不大。
骨架窗口高（上下净空）舍宽25.4X1.5=38.1毫米（窗口净高）-5.5毫米（骨架厚度和与硅钢片的空隙）=32.6毫米 /0.391mm=83.3759匝/每层 X0.93排绕系数=77.539取值77匝。
骨架窗口宽（左右净空）9.2毫米/2（初级占一半空间哈）/0.391mm=11.7647层 取值12层；实际绕12层。余4匝。

12层X77匝=924匝 -920匝=4匝；绕完初级的920匝还有4匝空间。
(实际多几匝少几匝，没有什么问题)

次级绕组：（1组；15VX2；1输出）
大电流绕组一15VX2
选用0.77mm漆包线 含漆0.854mm，15V绕：66匝
实测
骨架窗口高（上下净空）舍宽25.4X1.5=38.1毫米（窗口净高）-5.5毫米（骨架厚度和与硅钢片的空隙）=32.6毫米 /0.854mm=38.173匝/每层 X0.95排绕系数=36.26取值36匝
骨架窗口宽（左右净空）9.2毫米/2（初级占一半空间哈）/0.854mm=5.38层 取值5层；

4层X36匝=144匝 -132匝=12匝；绕完大电流次级1的144匝还有12匝空间。绕完大电流次级1，实际剩12匝空间，用于做12.5V抽头。


初级绕组漆包线厚度：12X0.391mm=4.692mm

次级各绕组的漆包线厚度：小计：3.536mm
大电流次级1漆包线厚度：4X0.854mm=3.416mm

线包总体厚度：
初级漆包线厚度：4.692mm+次级大电流1漆包线厚度：3.416mm=8.108mm

余下做绝缘的空间：9.2mm-8.108mm=1.092mm

绝缘材料占用 窗口宽度：
底层绝缘：商品骨架比较单薄 上一层特富龙胶带。0.1毫米X2=0.2毫米
第一次初次级绝缘：玛拉胶纸2周 0.05毫米*2层+（0.10毫米叠绕系数 下同）+2层茶色胶带2周 0.05毫米*2层+（0.1毫米）=0.40mm
第二次初次级绝缘：玛拉胶纸2周 0.05毫米*2层+（0.10毫米叠绕系数 下同）+2层茶色胶带2周 0.05毫米*2层+（0.1毫米）=0.40mm
变压器线包表面绝缘 一层 白色复合绝缘纸0.15毫米+（0.15毫米）=0.30毫米。
以上绕组绝缘合计：1.3毫米
层间绝缘：初级11层+次级2层=13层X2X0.05=1.3毫米
      初次级屏蔽1：0.1mm铜箔+1层玛拉胶纸0.1毫米=0.2毫米
      初次级屏蔽2：0.1mm铜箔+1层玛拉胶纸0.1毫米=0.2毫米

合计：绝缘材料：2.6毫米+漆包线:8.108毫米+屏蔽层：0.4毫米=11.108毫米

压紧后应该可以。

niu_ji

制作过程的相片电脑无法读取.....可惜了。现在补上一张成品相片。

实测数据：
市电：236V
220V绕组
    电阻30.4欧姆
   空载电流：37毫安
   空载功耗：1.7W
12.5V绕组  54匝（比计划少一匝）：14.51V
15V绕组 70匝（绕满一层的考量；比计划多四匝 ）：18.81V

230V绕组
   电阻32.1欧姆
   空载电流31毫安
   空载功耗：1.4-1.5W波幅
12.5V绕组  54匝（比计划少一匝）：13.86V
15V绕组 70匝（绕满一层的考量；比计划多四匝 ）：17.93V


变压器各部位电压
屏蔽引线：82.6V
铁芯：38V
上螺旋：27.8V
下螺旋：12.5V

以前没有测试过变压器表面电压 这回测试傻眼哟....电压怎么会这么高？自己制作觉得不存在漏电的可能.....请大侠指教。谢谢。

binglin

你真的很牛 ，初、次级每伏匝数的取值都不一样。

只要是变压器，它的铁芯表面就会存在一定的感应电压。

niu_ji

回复 3# binglin


    是不一样的，次级要考量负载后的压降，所以每伏匝数比初级要多一些。计算上就按压降比来增加匝数。

皋城瑶珄

呵呵，兄弟和牛卯上了，实践和理论结合越加精辟了

寂寞之行

实践和理论结合就是根本的基础！
没核实但值得赞！

wjcxddz

楼主的牛没有烘干浸漆，你如果能测一下绝缘电阻就能找到原因了。

林程艺

理论和实践都很牛受教了!

19100791

牛人啊,这也行

niu_ji

回顾如下：
第一个76钢片叠厚50的电源牛做初次级屏蔽 是用0.1铜箔制作+上厚的复合聚酯纸双面各1层 玛拉胶纸各2层做绝缘。我测试了变压器的屏蔽引线电压6V左右。感觉比较正常。
第二个96牛 叠厚60的电源牛做初次级屏蔽 是用0.05背胶铜箔制作+ 玛拉胶纸和茶色胶纸各2层做绝缘。我测试了变压器的屏蔽引线电压28V左右。感觉比较高（已完成2次泡漆  第一次升温处理后泡48小时，第二次约泡24小时）。
本帖这个76牛是82V太高，和96牛的不同 就是次级单绕组 使用了三明治绕法。暂时没有泡绝缘漆。

绝缘的性能 我是这么看。层间使用了 玛拉胶带做层间绝缘 用QZ2的漆包线 实际上是没有需要做层间绝缘，但线太细了 排绕不平整或有交叠 难以发现。+了层间绝缘的胶带 有个底色 便于排绕；自己还有业余制作 工艺比较差的考量 +了会 提升绝缘能力 保障的变压器的安全性和使用寿命。初次级绕组间是共4层玛拉胶带和茶色胶带，比台资企业变压器制作指引 多一层。   泡2次长时间的绝缘漆。  总的来说没有摇表测试 变压器的绝缘性能还是有保障的。

优质的材料完成业余制作 优良性能的变压器很重要
1、绝缘材料
骨架 要质量好的 结构合理的 引线槽 至少有2槽能开到接近骨架底层，好处是1.次级引线不用向外折出到达引线槽；2、是泡漆的时候 绝缘漆能较好地进入线包。
使用玛拉胶纸；这个是变压器专用胶纸 能耐温130° 耐溶剂（指泡绝缘漆时候耐溶解）。绝缘性能好，一般能耐压2.6KV以上 广告是5.2KV 打个五折还有2.6KV哈.....普通的电话绝缘纸 性能差不少。带粘性易施工。

2、钢片的质量 不用多说了哈....

一家之言 欢迎坛友交流。

niu_ji

重要的经验：泡漆前 要仔细除去变压器表面的锈迹。不然会在绝缘漆后继续生锈 破坏绝缘漆。
常温常压的泡漆；我觉得需要进行2-3次。才能达到泡漆的目的.......提高绝缘性能 改善变压器散热 加强线包的牢固程度.....。
见下图：

niu_ji

以本例  按另一种计算初级线径的方法 计算初级线径
初级电流=次级匝数X次级电流除以初级匝数+空载铁损电流

（次级匝数：140匝X1.5A）/880匝=210/472=0.23864毫安

0.23864毫安+空载铁损电流：1.5W约7毫安=0.24564毫安

0.24564毫安换算初级线径=1.13X  （0.24564/3.3电流密度 根号）=0.30829毫米 不含漆漆包线

这次选用0.33线径 初级电流密度 按此方法计算 大概选取了2.88A。

计算硅钢片的 安.匝
励磁电流：约计：总的空载电流：31毫安-铁损电流：7毫安=24毫安

励磁电流= 安.匝X磁路长度/初级匝数=1.5 A.m (硅钢片磁密取值1.23T) X15.2厘米/920匝=0.02478A （质量还是可以的）

niu_ji

泡了三次绝缘漆：
重新测量一次：
0-220V 电阻：30.1欧姆 880匝
0-230V 电阻：31.8欧姆 921匝

双线并绕 ：以下2组次级 数据一致
市电：229V
0-12V 电阻：0.4欧姆   220V 输入 电压：14.05V  230V 输入 电压：13.44V  
0-16V 电阻：0.5欧姆   220V输入  电压：18.21V  230V输入  电压：17.42V   

空载电流：34.4毫安 220V输入
空载电流：25.7毫安  230V输入

量低电阻 我的数字表不太好用，觉得最低200欧姆量程太高了哈。

计算电压调整率（以常用的230V输入为例）：
初级压降：以13楼计算的初级电流为准：0.2457AX31.8欧姆=7.81V
次级压降：1.5AX0.5欧姆=0.75V

次级空载电压：=次级匝数/初级匝数 X230V=17.48V
次级负载电压：（230V-初级压降：7.81V）/初级匝数：921匝  X次级绕组匝数：70-次级压降：0.75V=16.13V

电压调整率：
（次级空载电压：17.48V-次级负载电压：16.13V）/次级空载电压：17.48V=7.7%  看起来符合原来设计8%的压降要求哈。

lhc

三明治绕法？具体如何绕？

niu_ji

回复 16# lhc


    初级夹次级......像三明治一样；如果初级是10层 先绕5层 剪断初级线 做一层初次级绝缘 （+屏蔽）绕次级 绕完次级 再做一层初次级绝缘 （+屏蔽）后绕剩下的5层初级。原来想通过这种绕法减少 变压器的空载电流......实践效果 觉得尚可。不过线包的绝缘就比较麻烦。如果要做 初次级的屏蔽 要做2次。在E牛窗口比较紧张的情况下 三明治绕法 我个人觉得 不是普遍适用。

niu_ji

回复 14# niu_ji


    今天发现 公式有误哈：
原文：
次级空载电压：=次级匝数/初级匝数 X230V=17.48V
次级负载电压：（230V-初级压降：7.81V）/初级匝数：921匝  X次级绕组匝数：70-次级压降：0.75V=16.13V
修正：
次级负载电压 应该是：：（230V-初级压降：7.81V）X（次级绕组匝数：70/初级匝数：921匝  ）-次级压降：0.75V=222.19 X 0.076  -  0.75V = 16.13V