额定频率 使用变压器时,还要注意它对电源频率的要求.因为在变压器中,在设计变压器时,是根据给定的电源电压等级及频率来确定匝数及磁通值的.如果乱用频率,就有可能变压器损坏.例如一台设计用50Hz,220V电源的变压器,若用25Hz,220V电源,则磁通将要增加一倍,由于磁路饱和,激磁电流剧增,变压器马上烧毁.所以在降频使用时,电源电压必须与频率成正比地下降.另外,在维持磁通不变的条件下,也不能用到400Hz,1600V的电源上.此时虽不存在磁路的饱和问题,但是升频使用时耐压和铁耗却变成了主要矛盾.因为铁耗与频率成1.5-2次方的关系.频率增大时,铁耗增加很多.由于这个原因,一般对于铁心采用0.35mm厚的热轧硅钢片的变压器,50Hz时的磁通密度可达0.9-1T,而400Hz时的磁通密度只能取到0.4T.此外变压器用的绝缘材料的耐压等级是一定的,低压变压器允许的工作电压不超过300-500V.所以在升频使用时,电源电压不能与频率成正比的增加,而只能适当地增加. 变压器主要结构: 铁心结构: 铁心柱的夹紧:通过绝缘板隔离后,利用铁心穿孔用上下螺杆和槽钢夹紧。 铁轭用通过铁心穿孔用螺杆和槽钢夹紧(如下图所示)。 铁心采用长方形所用宽度完全一致,且铁轭的级数与铁心柱级数完全一致性,节省材料和工数。结构示意图如下图如下: 2.5.2 线圈的固定采带框的无磁钢板和粘性NOMEX(厚度为0.05mm)且在线包内接热电偶线采用温度控制测试线,外接微电脑进行温度控制。为了更有效地降低温升,中间采用空气隙进行分离,温升分布 均匀。 2.5.3 高、低压线圈引出线全采用电流密度较小的厚铝板进行接线。从而减少的电流的波动及稳定。 铁心直径的选择 铁心直径的大小,直接影响材料的用量,变压器的体积及性能等经济指标。故选择经济合理的铁心直径是变压器设计的重要一环。硅钢片重量和空载损耗随铁心直径增大而增大,线圈导线重量和负载损耗随时铁心直径增大而减小。合理的铁心直径就是硅钢片和导线材料的用量比例适当,达到经济的效果,铁心直径的大小与采用的硅钢片性能和导线材料直接有关,根据关系式的推导,铁心直径D与变压器容量P的四分之一次方成正比的关系,但因为变压器分单相、三相、双绕组、自耦等等,同样容量但消耗材料不同。一般将材料消耗折算成物理容量进行计算,为了计算方便,均以每柱的物理容量Pa为其础,按下式求出铁心直径D。由于使用了铝线材料,依据经验公式,D=58~62=60×=168mm 如若使用圆形截面,其截面约为198cm2。由于该设计使用矩形面积为=160×135x0.91=198cm2(0.91为叠片系数),所以长×宽=160×135mm;净面积为198cm2铁心采用DQ147-35A优制钢片。 2.2 电磁设计计算的基本步骤: a. 电压计算; b. 电流计算; c. 铁心直径估计和线圈计算; d. 主纵绝缘的确定及线圈计算; e. 短路阻抗计算; f. 绕组数据计算; g. 铁心数据计算; h. 温升计算; i. 重量的计算; j. 各种突入电流所引起应力分析计算。 主要材料: a. 硅钢片:冷轧硅钢D147(厚度为0.35mm) b. 线圈导线:高低压为铝箔 c. 绝缘材料:用H级以上绝缘材料 d. 线圈绝缘漆:用H级以上绝缘清漆