变压器
环形变压器应用领域非常的广泛,它有哪些应用领域呢,让小编带领大家一起看看吧!
环形变压器最普遍应用于功放、音响、医疗器械设备、水下灯设备、控制设备、仪器仪表设备、自动化设备、太阳风能设备,还有充电桩也有用到哦。由于环形变压器的某些方面比EI型变压器和开关电源要有优势,所以这些领域都选择使用环形变压器。
1、音响设备
目前该厂的环形变压器产品中,首先是有大家熟知的在音响设备中应用的产品。如可以用于 3类大功率高保真放大器中作电源变压器的高性能产品以及用于中小功率音响设备的电源变压器。功率范围从6VA~1000VA都可以采用优质的环形变压器。
2、电气控制
如用于电流和电压互感器。用环形变压器工艺制成的高精度,高稳定性互感器。可以采用坡莫合金软磁材料非晶材料或纳米晶合金等新型高性能磁性材料做磁芯,配以精密智能仪表及特殊的测试方法。可确保互感器参数精确,性能完全一致。
3、医疗设备
专门为医疗设备设计制造的环形变压器。除了具备高效率,高可靠性和高度安全要求外。还特别加强抗电强度及提高抗湿热性能。要求变压器内部还增加热熔断器以确保可靠性。
4、其他领域应用
环形变压器还可应用在各种大小功率的逆变电源中,如太阳能,风能发电系统等。这种采用低损耗铁芯的高效率环形变压器,可以大幅提高逆变电源的整体效率。
选配环形变压器,要根据负载的电压、电流使用情况,来决定选取环形变压器的功率。环形变压器输标称出电流,是满载时输出电流。过载时,环形变压器能够输出大于额定电流的30%左右。虽然环形变压器的过载能力很好,还是要求注意以下两个方面的问题:
1、应用于起动有过载的设备
某些变压器运行时的电流是额定的,在起动时的电流却非常大,有时会超过额定电流的30%~50%左右。例如,交流伺服电机的过载能力,通常设计为额定工作电流的3倍。负载起动时的电流较大,需要环形变压器在短时间内过载运行。此类驱动电流过载的设备,配置环形变压器,需要考虑变压器的额度输出电流大设备额度电流的20%左右。因为频繁的起动过载工作,会导致环形变压器温度升高,长时间就会导致变压器寿命缩短。
2、应用于没有过载的设备
很多设备设计时会考虑到最大工作电流,启动电流也不需要过载。例如,步进电机作为设备动力,工作电流与启动电流是一样的。选配环形变压器时,只要输出电流等于步进驱动器的最大电流或者大于10%左右就好,没有必要将环形变压器的输出电流的富余量设计很大。步进电机永远不会发生过载电流的情况。更多工作环境中,步进电机的功率,是可变的。这需要在结构设计时,确认电压电流的参数,人为给定一个合理的功耗。事实上,步进电机的功耗,是随着转速的提升而下降。步进电机配置环形变压器,是最好的选择。
1)变压器的功率容量 变压器的功率容量是决定铁心尺寸的主要依据。在很多场合变压器的负载是间歇性的,例如音响设备中的电源变压器。这时变压器的体积和重量较连续工作时要减少很多,如图2所示负载A段对整个B段而言是较小的一段,这时变压器的工作周期比其热时间常数要短很多,可用式(1)计算变压器的额定功率。 式中:PN——变压器额定功率(VA); PL——变压器负载功率(VA); A——接通负载时间; B———变压器工作周期。
2)电压调整率 电压调整率是衡量变压器负载特性的重要指标。电压调整率是指当输入电压不变,负载电流从零升到额定值时,输出电压U2的相对变化值,通常以百分数表示,如式(2)所示: 式中:ΔU——电压调整率; U20——空载输出电压(V); U2——变压器额定负载时的输出电压(V)。 表2列出加拿大PLITRON公司环形变压器的电压调整率,其特性曲线如图3所示,电压调整率随变压器容量增大而下降。
3)环形变压器效率 由于变压器有铁损和铜损,输出功率PO总是小于输入功率Pi,变压器的效率η如式(3)所示。 图4列出了三组不同功率的变压器效率曲线,随着容量增大效率明显增高,容量300VA以上的变压器,在额定负载下效率可高达95%以上。
4)自耦变压器 当只要求升压或降压,而不要求初级与次级绕组隔离的情况下,使用自耦变压器是合适的。自耦变压器具有体积小,成本低、传输功率大等优点,用环形铁心绕制自耦变压器因初次级绕组不需绝缘,加工十分方便,体积、重量更小,造价更低。 要注意的是自耦变压器初、次级绕组的公共端(COM)要接零线,这样才安全。
5)温升问题 环形变压器的温升特性曲线示于图6,从图6可看出环形变压器的温升是较低的,对标准型系列,即便是过载120%,温升也不超过70℃。 变压器的温升是由铁损和铜损两部分决定的,对叠片式变压器,这两部分基本相等,但环形变压器由于采用优质冷轧硅钢片绕制,并配合良好的退火工艺,其铁心损耗仅为全部损耗的(10~20)%,所以温升主要由绕组铜耗决定,合理的设计是初、次级绕组的功耗应基本平衡。 温升也与散热面积关系很大,由于环形变压器铁心温升低,绕组在整个铁心上均匀绕制,散热面积和散热条件都比较好,因此能获得较低的温升。
6)合闸电流 一般变压器在合闸时都会产生很大的合闸冲击电流,而环形变压器由于没有气隙和具有高磁导率则会造成更大的合闸电流。300VA以下的环形变压器可以用一般熔断器作保护,但为了防止合闸电流烧断熔断器,选择熔断器的电流应比变压器初级电流大8~10倍。300VA以上的环形变压器要考虑使用慢速熔断器或温度熔断器作保护,有时为了降低该冲击电流可以将变压器磁通密度B值取低些。
7)变压器与整流电路 大多数作电源用的环形变压器都与整流电路相连,现将最常用的整流电路和变压器次级电压U2、次电流I2与直流电压Ud直流电流Id的关系列在表3中,供设计时参考。
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