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电源中变压器的使用条件

来源:网络  点击:次  时间:2012/9/9 20:59:07
    一、      使用条件
电源中变压器的使用条件包括:使用可*性和使用电磁兼容性。1. 使用可*性是指在具体的使用条件下,变压器能正常工作到使用寿命为止。使用条件中对变压器影响最大的是环境温度。决定铁心材料受温度影响强度的是居里点。铁心材料居里点高,受温度影响小;铁心材料居里点低,受温度影响大。MnZn软磁铁氧体居里点一般只有215℃,比较低,磁通密度、导磁率和损耗都随温度发生变化。除正常25℃而外,还要给出60℃,80℃,100℃时的各种参数数据,MnZn铁氧体制成的铁心,一般工作温度限制在100℃以下。------
硅钢的居里点为730℃,可以在300℃以下工作。
二、      完成功能
电源中的电磁器件从功能上区分主要有变压器和电感器两种。变压器完成的功能主要有三个:功率传送、电压变换和绝缘隔离。电感器完成功能有两个:功率传送和纹波抑制。
变压器的功率传送是这样完成的:外加在变压器初级绕组上的交变电压,在铁心中产生磁通变化、使次级绕组感应电压,输出给负载,从而使电功率从变压器初级传送到次级。传送功率的大小取决于感应电压,也就是决定于感应电压,也就是决定于单位时间内磁通密度的变化量ΔB。ΔB与磁导率无关,而与饱和磁通密度BS和剩余磁通密度Br有关。硅钢片饱和磁通密度为1.5-2.03T,MnZn软磁铁氧体饱和磁通密度为0.3-0.5T。作为变压器用铁心材料,硅钢占优,铁基非晶合金次之,MnZn软磁铁氧体处于劣势。
电感器的功率传送是这样完成的:输入给电感绕组的电能,十铁心激磁,变为磁能储存起来,然后通过去磁变成电能,释放给负载。传送功率的大小决定于铁心的储能,也就是决定于电感器的电感量。电感量不直接与饱和磁通密度有关,而与磁导率有关。磁导率高,电感量大,传送能量多,传送功率大。
传送功率大小还与单位时间内传送的次数有关,即与变压器和电感器的工作频率有关。工作频率越高,在同样尺寸的铁心和同样匝数的线圈条件下,传送功率越大。
电压变换通过变压器初级和次级绕组的匝数比来完成。不管变压器功率传送大小如何,初级和次级绕组的匝数比就等于输入和输出的电压变换比。
绝缘隔离:通过变压器初级和次级绕组的绝缘结构来实现。外加电压越高,绝缘结构越复杂。
电感器的纹波抑制通过自感电势来实现。
三、      提高效率
电源变压器损耗包括铁心损耗和线圈损耗。在设计和制作变压器铁心时,要选择损耗比较低的铁心材料。铁心材料损耗与变压器铁心的工作磁通密度和工作频率有关。
铁心材料损耗包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗,涡流损耗与铁心材料电阻率有关。电阻率越大,涡流损耗越小。MnZn软磁铁氧体电阻率为108—109μΩCM,在电源中的高频涡流损耗小,电源中高频变压器中应用占优势,------硅钢电阻率为20-40μΩCM,在高频中涡流大。
填充系数
电源中变压器线圈损耗是负载损耗的主要部分。线圈损耗决定于导电材料的电阻率。现在电源变压器中的导电材料绝大多数采用铜,而不用率,原因就是铜的电阻率小,造成的线圈损耗小,在有些体积小的高频平面变压器和薄膜变压器中,导电材料还采用电阻率更小的金和银。
四、      降低成本
电源中变压器成本包括材料成本、制造成本和管理成本。材料成本在总体成本一般占有40%到60%,是最重要的部分。材料成本中铁心材料和导电材料成本又占80%左右。因此铁心材料和导电材料的市场动向,价格变化情况对电源变压器成本具有重大影响。根据铁心材料、导电材料的比值(铜铁比)。
制造成本也与设计和工艺有关。
管理成本决定于人力和财力的利用是否充分。
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