电源变压器范文

时间:2023-03-07 14:50:50

电源变压器

电源变压器范文第1篇

关键词:高频;开关电源;变压器;优化设计;

电源变压器间接起着使电子设备正常工作的作用,如何对电源变压器进行优化,使开关电源的高频化与高功率密度化得到有效体现,这是相关人员应该研究的。本文主要针对高频开关电源变压器的优化设计进行分析。

一.高频开关电源变压器的主要概况

1、高频开关电源的形成

开关转换器就是借助于开关管,对其的开合状态进行高频控制,主要目的是使电能的形态适用于开关,开关管一般来说具备的是半导体功率。开关电源是将电源转换器作为关键构件,将其输出电压控制在一定范围内,并对电路起到一定的保护作用。在开关电源进行工作时,可以借助于高频DC/DC转换器,使开关电源转换器具备高频化,这就形成了高频开关电源。

2、高频开关电源的主要构成

有四部分,分别是开关型功率变换器,整流滤波电路,交流直线转换电路以及控制电路[1]。

3、变换器的分类方式

分类方式有五种,其一是按驱动方式进行分类,主要是自激式和他激式。其二是依据拓扑结构进行分类,主要是隔离式和非隔离式。而隔离式又分为正、反激式,全、半桥式,推免式,非隔离式又分为升、降压型。其三是根据输入输出间的电器隔离有无情况,分为隔离式和非隔离式。其四是按照DC转换器和开关条件分为软、硬开关两种。其五根据电路组成可以分为谐振型和非谐振型。

4、变压器的主要构成

变压器的主要结构就是磁芯和绕组。磁芯的工作状态有两种,一种是双极性,一种是单极性,这两种工作状态的出现和输入高频开关电源变压器的波形有关[2]。磁芯在变压器中发挥作用时,会产生损耗,经研究,这些损耗分别是磁滞损耗,涡流损耗以及剩余损耗。绕组的损耗则主要是直流和交流状态下的损耗。为了减小绕组的损耗,就要对组成绕组的绕线材料进行选择,避免选择细导线,将电流密度控制在满足要求的范围内,对导线直径也应严格要求,使其大小适中。

二.高l开关电源变压器优化设计

1、设计参数选取

在变压器发挥作用前,要对其的相关参数进行设计,这些参数之间存在制约,并不能同时对这些参数进行标准设置,比如变压器的规模大小和功率、漏感和分布电容等,所以在不同的应用场合,先要考虑适合此种场合的相关参数,对于其他相互依存的参数稍后考虑。高频变压器需要设计的参数有很多,文章主要选取影响力比较大的参数进行分析,主要有三方面。

其一温升。变压器长时间处于工作状态,会使得内部的铁芯不能保持原有的性能,使绕组有烧焦的味道,这是因为这些部件在运行时会摩擦生热,传递给变压器,使其本身成为热源,还会通过辐射和对流,使周围的环境受到温升的影响,严重时,会使变压器产生热击穿问题,对变压器的使用周期造成威胁[3]。相关人员在意识到温升的后果,就要对其进行优化控制,将相关部件产生的热量集中到一起,对其进行集中处理,使优化处理后的热量得到有效分散,不会对变压器本身以及周围的环境产生热影响。

其二是分布参数。分布参数主要包括漏感和分布电容,这两者对于高频开关电源变压器产生不同程度的损坏。不同种类的变换器,对于分布参数的处理方式不同,可以将开关式的变换器作为研究对象,经研究发现,漏感能使电路中的电压在短时间内急剧增大,一直到峰值,作用于电路中的相关器件,这些器件没有充足的反应时间,从而导致其不能维持原有的功能;分布电容会在短时间内,促使电流急剧增大到峰值,在降低充电效率的同时,使开关和二极管的使用寿命遭到威胁,并不能完全发挥原有的功能[4]。所以为了使变压器的质量受到的影响小一些,要对分布参数进行优化设置,可以使其尽可能地减小,两者在实际的变压器运行中,属于相互作用和相互制约的,不能同时减小,对其进行优化时,要慎重选择要减小的参数值。对于谐振式变换器,就可以直接对分布参数值进行准确设计,因为这种变换器可以将分布参数吸收为谐振参数的一部分,会对其进行利用。

其三是损耗与效率。变压器在正常工作时,会消耗部分功率,这就是输入功率和输出功率不对等的原因,损耗的功率主要作用于磁芯和绕组,组成变压器的金属有铁和铜,在不同的条件下,产生的损耗变化也有所差异。通过变压器的短路试验和空载试验就可证明这一结论,为铁损提供额定电压,测量这个条件下,铁损的变化,发现其和负载电流无关,不会发生损耗程度的变化,相反,铜在额定负载条件下,其损耗会因负载不同,产生不同程度的损耗,一般和电流的平方呈正相关。

2、优化目标

对高频开关电源变压器进行优化,主要目的就是使其原有的性能得到完善,使其整体规模变小,重量减轻,高频化和高功率密度化性能更显著,还要使变压器的各种相关参数得到合理的设置,总之就是使变压器在开关电源中的核心地位得到体现,使其对开关电源的作用力更大。确立了具体的优化目标,就要充分考虑影响目标实现的因素,分别进行优化设计。比如为了使其效率达到最大,就要使变压器的绕组初次发挥作用时的损耗程度得到控制,铜损和铁损是等同的。为了使变压器的体积和重量便于携带,对组成变压器的结构磁芯与绕组要慎重合理选择。

3、优化设计方法

磁芯和绕组作为变压器的主要构件,不同的表现形态对于变压器的性能影响不同,为了使变压器得到有效优化,就要对不同状态下的构件进行比较选择。首先是磁芯结构,磁芯结构主要有矩形和环形两种,在这两种形态的基础上,结合变压器作用的电子设备种类,对初级绕组匝数和绕组结构进行合理的设置选择,因为它们直接影响着磁芯截面积的大小,绕组尺寸以及磁芯窗口面积的控制情况[5]。所以在进行变压器的优化设计时,在保证进行绕组的匝数和层数不同的前提条件下,比较变压器的体积、重量和损耗程度,选出最优方案。

三.高频开关电源变压器的应用

经过比较,发现矩形磁芯相比环形磁芯在等同的条件下,会有不同的表现,前者表现更为紧凑,原因有两方面。其一是变压器在作用时,需要对其进行固定,环形磁芯组成的变压器会占用部分磁芯,而矩形变压器则是借助于下侧磁芯。其二两种形态的变压器的绕组内侧长度对于磁芯窗口的影响不同,环形变压器因为有较大的冗余空间,使得磁芯窗口不能完全发挥它的功能,而矩形变压器的磁芯窗口则不受影响,还是会得到有效利用。

结语

信息化时代,各种功能的电子设备层出不穷,而这些电子设备的正常运行,需要借助高频开关电源,如何使开关电源更加高频化和高功率密度化,如何使其更加便于携带,就要对电源开关的变压器的各种参数进行合理设计,对组成变压器的磁芯与绕组进行材料和形态的选择,以使变压器得到最优的设计方案,为开关电源的质量提供保障。

参考文献:

[1]常乐.高频开关电源变压器的优化设计及其应用[J].电子技术与软件工程,2017,(01):235.

[2]甘焯欣.高频开关电源变压器优化设计分析[J].电子制作,2016,(02):28.

[3]孙筱琳,李国勇,王志海.高频开关电源变压器的设计分析[J].自动化技术与应用,2008,(06):53-56.

[4]王誉天.高频开关电源变压器的设计要求和方法[J].警察技术,2010,(06):26+35.

电源变压器范文第2篇

【关键词】高频 开关电源 变压器 优化设计 应用

电源变压器具备的主要功能是隔离绝缘、传送功率以及变换电压。电源变压器是一种主要软磁电磁元件,被广泛运用于电力电子技术和电源技术中。开关电源变压器是开关电源的核心部件,能够转换和传输能量。此外,在开关电源变压器的开关电源中,主要的体积与重量占有者,也是发热源,可以使得开关电源向小型轻量方向发展,并且实现平面智能等目标。因此,开关电源的高频化是重中之重。

1 高频开关电源变压器的主要构成以及分类

通常从广义角度而言,凡是将半导体功率的开关器件作为开关管,经对开关管,进行高频开通,或者是进行关断控制,均会促使电能形态向其他电能形态装置转化,即开关转换器。开关电源是指将开关转换器作为主要组成部件,通过采取闭环自动控制的方式,实现输出电压保持稳定的目标,并且实现在电路中增加保护环节电源。高频开关电源是指采用高频DC/DC转换器,作为开关电源工作状态下的开关转换器。

高频开关电源的基本路线主要是由开关型功率变换器,整流滤波电路,交流直线转换电路及控制电路几部分组成。高频开关电源变压器分为他激式和自激式、隔离式和非隔离式、硬开关以及软开关几类。

2 高频开关电源变压器的优化设计

2.1 设计参数选取

高频变压器的设计参数彼此联系,所以,在具体设计时,针对各个参数应该在合理范围内进行有效折中。基于各类应用场景应当首,首先符合占支配地位的重要影因素,其次权衡剩余其他参数带来的影响。因为各参数间紧密联系,在设计时,想把一切参数均达到最佳基本上不太可能。如变压器体积和效率二者之间存在的矛盾,漏感合分布电容二者难以同时减小。所以,在高频开关电源变压器优化设计的整个过程中,本文选取了三个相对比较重要的参数,以此展开分析。

2.1.1 温升

在变压器具体工作的整个过程中,铁芯和绕组中的损耗必定会产生一定热量,从而促使变压器温度逐渐升高,与此同时,这些热量通常会采取辐射和对流的方法,在周围环境中相互传递。因此,应该有效控制温升,进而以防绕组被烧,或者是防止变压器热击穿、防止磁芯性能下降的现象出现。并且,在计算变压器的温升时,通常是会将磁芯和绕组的损耗归在,假设热量经过磁芯与绕组后,整个表面积会发生均匀消散的现象。

2.1.2 分布参数

高频变压器的主要分布参数通常是漏感、分布电容。在高频下,分布参数对开关电源性能会产生关键影响。在开关式的变换器上,漏感可以致使电压尖峰,此时电路中的部分器件会受此影响,发生不必要的破坏。同时,分布电容可能会引起电流尖峰,且可以大幅度延长充电时间,从而开关和二极管会受此影响,发生大规模损耗,进而降低变压器效率及可靠性。因此,在这样的工作模式种,需要尽量降低变压器的分布参数。此外,对于谐振式的变换器而言,能够吸收、利用变压器分布参数。所以在这种模式下,要求必须准确设计分布电容和漏感的值。

2.1.3 损耗与效率

本文将输入功率和输出功率二者的差视为变压器功率损耗值,并且,将其分成两个分量,即绕组损耗和磁芯损耗。通常,在额定电压运行的条件下,随着负载电流的不断变化,铁损不会发生变化,所以铁损也被称作是不变损耗。如果忽视励磁电流,铜损和负载电流的平方成正比,所以铜损也被称作是可变损耗。笔者对变压器分别进行了两项实验,即短路试验实验和空载实验,在额定电压下,分别测得铁损耗和额定负载下铜损耗,结果得出铁损在正常工作时依旧保持不变,而随着负载的变化,铜损会发生一系列变化。

2.2 优化目标

高频开关电源变压器优化的目标是尽量使变压器体积向更小的方向发展,因为只有重量达到更轻,频率达到更高,才能保证温升,从而使得分布参数和绝缘满足设计的前提条件。为将变压器的效率实现最大化,需要注意的是,在设计的过程中,应该遵循以下两个基本原则:

(1)保证变压器的铜损和铁损二者相等。

(2)保证在初次绕组时,变压损耗相呈相等状态。

此外,为使得变压器的体积尽量缩小,在设计时必须采用合适的磁芯和绕组结构,以此保证设计的正常进行。

2.3 优化设计方法

现阶段,纳米晶带材的可用磁心结构主要分为矩形与环形。在磁心结构确定后,根据变压器自身指定的工作条件,初级绕组匝数和绕组结构直接决定了变压器的磁芯截面积大小,绕组尺寸和磁心的窗口面积。因此,对于矩形和环形这类磁心结构,一般是需要对不同层次和匝数下,变压器的体积、重量以及损耗等进行具体的比较,进而对高频开关电源变压器采取更加优质的设计方案。

3 高频开关电源变压器的应用

通过将本文的设计进行应用分析可后可知,在变压器功率相同时,矩形磁心比环形磁心更紧凑,主要原因是:

(1)环形变压器通常是会占用部分磁心,从而使变压器保持固定状态,但是矩形变压器可以利用下侧磁心,进而实现固定变压器的目标。

(2)环形变压器的绕组内侧长度,会极大降低磁心窗口实际利用率,以使变压器的中心出现较大冗余空间,但是矩形变压器的磁心窗口利用率通常不会受到任何的影响。

参考文献

[1]甘焯欣.高频开关电源变压器优化设计分析[J].电子制作,2016(02):28.

[2]宣炯华,罗中良,陈治明,邓雪晴.开关电源高频变压器超声波测量装置设计[J].现代计算机,2014(12):48-51.

[3]张学廷.如何进一步优化高频开关电源变压器[J].科技创新与应用,2015(03):122-123.

[4]周兴明,朱锡培.开关电源高频变压器电容效应建模与分析[J].电子世界,2014(10):482.

[5]杨旭峰,韩闯,李彦斌,YANGXu-feng,HANChuang.关于开关电源变压器变换效率优化设计[J].计算机仿真,2015(10):149-153.

[6]王晓毛,梅桂华,谢应耿.基于高频开关电源的反向注入式直流平衡装置的研究及应用[J].电力系统保护与控制,2015(08):139-144.

作者简介

常乐(1984-),女,山西省晋中市寿阳县人。现为山西职业技术学院本科硕士讲师。主要研究方向为应用电子、通信工程。

作者单位

电源变压器范文第3篇

关键词:高频;开关电源;优化;变压器

SMPS即开关电源,由于其体积小、效率高,因而在电子领域应用十分广泛。并且科研人员也不断的对其功率密度进行深度研究,通过不断提升变化频率提升其工作效率。而变压器在高频状态下,理论上其体积应当小于20kHz至150kHz这一范围,但是这需要以同等工作磁通密度以及高频状态下磁性材料磁芯损耗才可以同低频相比,但是一旦频率超过200kHz,目前的材料条件下,工作磁通密度便会降低,即若保证磁芯损耗在可承受范围内就需要频率在千分之几特或者百分之几特。所以,功率损耗是限制高频变压器优化方案效果的主要因素。换言之,传输功率特定的条件下,应当尽可能的降低绕组参数以及磁芯参数,从而保证变压器在运行过程中其温升范围符合设计标准要求。文章便针对开关电源变压器的结构以及设计方案进行了分析,并提出了一种有效的优化设计方案。

通过上述两个公式针对铜线绕组阻抗进行计算,从而确定实际工作频率中准确的阻抗数值,但是该种计算方式只能由计算机完成,因为其计算过程十分复杂。

2 SMPS变压器的优化设计

通过上述分析,针对高频变压器的优化设计,并非是一蹴而就的工作,在实际的操作中不可能一次完成,这是由于变压器运行以及结构中各类参数之间具有相互制约的作用,所以,必须将工作磁通密度以及绕组线径、绕组匝数以及并绕数目等在计算机软件中进行多次的尝试,从而求得可以满足设计最佳状态的数值,完成设计优化。在所有的条件中,最为有利的便是磁芯种类以及参数都是特定的,例如磁芯物理尺寸大多都是特定的,磁芯材料特性也是有限的。但是从另一个角度进行分析,这些条件也会限制对变压器的优化,降低了优化的设计空间。

3 结束语

文章通过对变压器优化方案的分析,证实该种方案在目前的高频变压器的优化设计中具有较为明显的效果。并且,通过绕组形式的选择,不但可以满足磁芯窗口利用率,还可以将变压器铜损予以降低。通过这一流程,大部分变压器的设计都可以得到优化,但是为了进一步完善该设计,还应当重视以下三方面问题。首先,变压器在运行过程中,由于磁芯的结构致使其热分布并非是完全均匀的,中央芯柱温度为磁芯温度的最高点,所以想要提高变压器热模型的准确性,就需要防止该问题对变压器工作性能的影响。其次,针对绕组层间电容以及漏感等参数,由于其为寄生参数,因而必须进行深入研究。另外由于运行环境为高频环境,如果仍旧使用PWM这种传统的方式,那么极易造成电路工作状态不稳。但是如果通过谐振的方式,那么还需要考虑谐振回路参数设计问题。最后,由于电路的拓扑结构并非平衡结构,因此必须防止磁芯饱和,因而必须采用加气隙的方式,在设计中目前所能够采用的技术手段便是这种方式。虽然一定程度上可以解决该类问题,但是从设计完善的角度分析,仍旧属于缺陷设计。

参考文献

[1]兰中文,王京梅,余忠,等.高频开关电源变压器的优化设计[J].电子科技大学学报,2002(8).

电源变压器范文第4篇

本文主要针对油浸式配电变压器的故障类别进行分析举例,提出了一些具体的预防措施,旨在提高配电网络供电的可靠性、安全性。

关键词:配电变压器;故障分析;预防措施;可靠性、安全性

中图分类号: TM4 文献标识码: A 文章编号:

Abstract: distribution transformer is the distribution network power supply of cardiac devices, is also the basic power supply enterprise technology management core. Distribution transformer when a fault occurs, the light is forced to stop power supply, is caused by damage to household appliances, people's normal life inconvenient, make business economic loss, sometimes even bring greater social impact.

This article mainly aims at the oil-immersed distribution transformer fault category analysis example, puts forward some concrete preventive measures, designed to improve power supply reliability of distribution network, security.

Key words: power transformer; fault analysis; preventive measures; reliability, safety

配电变压器是配电网络系统中电能分配的重要设备,虽有高压熔丝、低压保险片、避雷器、接地等多重保护,但由于内部结构复杂,电、磁场、热引发的电动力、热应力以及绝缘油的自身老化、劣变等因素,使其烧毁或故障在所难免。如何监控,做好日常维护与应急处理,让其延长寿命为供电网络正常运行服好务呢?

只有懂得了它的一些基本原理,知道了配电变压器发生故障的一些要素以及征兆后,我们才能有的放矢,有效防止配电变压器意外损坏,降低配电变压器事故率,延长配电变压器的使用寿命,确保电网安全、稳定、可靠运行。

1 变压器基本知识

1.1 变压器的工作原理

变压器属静止电机,它可以将一种电压、电流的交流电转换成同频率的另一种电压、电流的交流电。变压器是变换交流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。 变压器广泛应用发、输、配电系统和工农业生产、生活实际。以下以单相变压器为例介绍其工作原理,如图1所示。

图1 变压器工作原理图

由于原绕组接通电源后,流过原绕组的电流是交变的,因此在铁芯中就会产生一个交变磁通,这个交变磁通在原副绕组中感应出交流电势e1和e2,该电势的大小E1和E2均正比于磁通的变化率与对应绕组的匝数,由于闭合铁芯中交变磁通原、副绕组共用,则有

E1/ E2=N1/N2

式中 E1——原绕组的感应电势有效值

E2——副绕组的感应电势有效值

N1——原绕组的匝数

N2——副绕组的匝数

1.2变压器的结构

变压器一般由导电材料、磁性材料和绝缘材料三部分组成。

(1)导电材料 变压器的导电材料主要是各种上强度较高的漆包线,只有在调谐用高频变压器中使用纱包线。

(2)磁性材料 电源变压器和低频变压器中使用的磁性材料以硅钢片为主。中频变压器、脉冲变压器、振荡变压器等使用的磁性材料以铁氧体磁材为主。

(3)绝缘材料 变压器的绝缘材料除骨架外,还有层间绝缘材料及浸渍材料(绝缘漆)等。

1.3变压器分类简介

一般常用电源变压器的分类可归纳如下:

1.3.1按相数分

(1)、单相电源变压器:用于单相负荷和三相电源变压器组。

(2)、三相电源变压器:用于三相系统的升、降电压。

1.3.2按冷却方式分

(1)干式电源变压器:依靠空气对流进行冷却,一般用于局部照明、电子线路等小容量电源变压器。

(2)油浸式电源变压器:依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

1.3.3按用途分

(1)电力变压器:用于输配电系统的升、降电压。

(2)仪用变压器:如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。

(3)试验变压器:能产生高压,对电气设备进行高压试验。

(4)特种变压器:如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。

1.3.4按绕组形式分

(1)双绕组变压器:用于连接电力系统中的两个电压等级。

(2)三绕组变压器:一般用于电力系统区域变电站中,连接三个电压等级。

(3)自耦变电器:用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。

1.3.5按铁芯形式分

(1)芯式变压器:用于高压的电力变压器。

(2)非晶合金变压器:非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料,空载电流下降约80%,是目前节能效果较理想的配电变压器,特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。

(3)壳式变压器:用于大电流的特殊变压器,如电炉变压器、电焊变压器;或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。

2 配电压器常见故障原因分析

2.1 绕组故障

(1)匝、层间短路。由于农村部分低压线路维护不到位,经常发生超铭牌容量运行或变压器出口短路故障。短路使变压器的电流超过额定电流几十倍,由于绕组温度迅速升高,导致绝缘老化;同时绕组由于受到较大电磁力的作用,产生振动与变形,而损坏匝间绝缘;另外,厂家在制造过程中,绕组内层浸漆不透,干燥不彻底,绕组引线接头焊接不良等绝缘处理不完整也是导致配电变压器匝间、层间短路一个方面。

(2)相间短路。变压器主绝缘老化,绝缘降低;变压器油击穿电压偏低;或由其他故障扩大引起相间短路。如绕组有匝间短路或接地故障时,由于电弧及熔化了的铜(铝)粒子四散飞溅,使事故蔓延扩大,发展为相间短路。

(3)绕组、引线接地。大气过电压或操作过电压的作用使绕组受短路电流的冲击发生变形,主绝缘老化破裂、折断,造成绕组接地。另外,由于绕组和引线内部焊接不良,过热而熔断或匝间短路烧断,以及短路应力造成的绕组折断,也将导致绕组和引线接地。

电源变压器范文第5篇

关键词:1140V电源装置、自耦变压器、矢量计算、IT供电系统

中图分类号:TN86 文献标识码:A 文章编号:

一、基本情况介绍

2010年8月,临盘采油厂使用自耦变压器的作业井场曾经多次出现作业队配电柜接地极有打火现象,烧毁配电变压器及部分电气设备的现象。这引起了采油厂的高度重视,迅速组织相关人员赶赴现场调研,提出整改方案。

自耦变压器组成的供电系统工作原理为:

10KV电源变压器将10KV电压降为1140V,供油井电机使用。当油井需要作业时,接入图一中虚线部分,即自耦变压器组成的供电系统。自耦变压器将1140V电压降为380V和220V电压,供井场作业设备使用。

但是现场表现出来的现象是:

(1)声音异常:自耦压器中性点N一接地,接地处打火,自耦压器声音马上就不正常,变得异常响,将自耦压器中性点接地点断开,自耦压器声音正常,我们分析这是两相绕组过电压尚未烧毁引发的声音。时间一长,自耦压器绕组将被烧毁,导致电源变压器短路,引起上一级保护动作跳闸。

(2)电压异常:作业人员将自耦变压器中性点断开,测量零线对地电压为500多伏,火线对地电压为790多伏。

(3)设备损坏:自耦变压器中性点接地的作业现场电源系统,作业队配电柜接地极出现打火现象,变压器及零克烧毁。

为什么自耦变压器中性点接地处会出现打火现象,为什么自耦变压器中性点不接地系统没有出现设备烧毁现象?我们分析主要是由于井场1140V主变压器单相绝缘降低,造成的。基于上述原因,我们对自耦变压器中性点接地和不接地两种情况均进行了分析如下。

二、自耦变压器中性点接地时的运行分析

由于井场1140V主变压器单相绝缘降低,设电源变压器1140V侧A相发生单相接地故障,由于自耦压器中性点N是接地的,N点与A相电源相连,自耦压器其他两相(B相、C相)绕组电压升高(考虑到接地电阻、负载磁通交链A相绕组,电压升高应该是达不到1140V,但绝对是高了,这就是自耦压器一上电就嗡嗡响的原因)。此时由于自耦变压器中性点是接地的,所以中性点电位维持在大地电位,但是相电压由220V上升到接近380V,对设备及人身安全已经构成威胁。

三、自耦变压器中性点不接地时的运行分析

如果自耦变压器的中性点没有接地,发生电源电源变压器单相接地故障(如B相接地),由于自耦变压器的中性点低压侧与高压侧共中性点连接,则各相电压分析如下:

在正常负载对称情况下:UA=UB=UC=660V Ua=Ub=Uc=220V;

当B相出现接地故障情况下:UA=Uc=UAB=1140V UB=0V;

低压侧电压由余弦定理知:

b相对地电压: Ub=660V-220V=440V;a相、c相对地电压由下式决定:Ua=Uc=793.22V

由此可知:低压侧对地电压已经超过了线电压(380V)达到793V,这对设备及人身安全已经构成严重威胁,较自耦压器中性点接地的情况更为严重。

从上述分析,我们得到如下结论。

四、分析结论:

(1)在三相三线电源系统中,自耦压器中性点接地危害很大,由前述分析知,可造成短路;自耦压器中性点不接地危害也很大,二次侧非故障相对地电压升高很多,达到793V,对设备及人身安全已经构成严重威胁。

(2)过电压是导致自耦压器烧毁,继而导致电源变压器烧毁的主要原因。

(3)由于我们不知道电源变压器1140V侧何时发生单相接地故障,所以自耦压器中性点N接地的接线方式,将导致短路故障,后果是极其严重的。

(4)如果自耦压器中性点N采用不接地的接线方式,除了上述危害,还存在中性点电压在三相负载不平衡情况下的位移,导致各相电压不正常,有高有低。

(5)自耦压器中性点一处(如M点)断线,将导致这一相电压抬高到电源电压,这是很危险的。

(6)因为高压和低压绕组有直接电联系,所以运行中自耦变压器的中性点不管接不接地,均有危害。即使自耦变压器中性点接地,自耦变压器不能满足现场安全要求。

五、整改措施

将自耦变压器更换成1.14KV/0.4 KV隔离变压器,配电变压器与作业电源之间采用符合电压等级的电缆连接,由于绝大部分配电变压器无中性点引出,漏电保护无法设置。此部分采取如下安全方案:

(1)配电变压器外壳接地保持良好。

(2)作业电源变压器及外壳接地保持良好。

(3)配电变压器与作业电源之间的连接电缆(一次电缆)电压等级符合要求。

(4)经常检查一次电缆绝缘情况。

对于400V侧的接线方式及安全方案,我们先要作如下分析:

临盘采油厂作业井场配电方式在取消自耦变压器之后,采用的是TT系统,分别设置工作接地和保护接地,即采用星形接法的低压中性点直接接地构成工作接地,用电设备外壳单独接地构成保护接地的配电系统。为了在线路的泄漏电流超过设定值时及时分断电源,TT系统的特点决定其必须与漏电保护装置配合使用,当发生相线触碰用电设备的外壳或人身触电时泄漏电流流经保护接地极RE和工作接地极RN回到中性点,漏电保护器中的零序电流互感器探测到这部分泄漏电流驱动开关跳闸,从而实现漏电保护。

此系统存在如下缺陷:

在漏电保护失灵情况下,当工作人员碰触到任何一相相线时,人体将有电流流过,电流大小与相电压和人体电阻有关。 由于人体电阻的非线性,此电流可达数十安培,若无措施将造成极其严重的后果。鉴于上述隐患,必须限制人体流过的电流,若将人体电阻与一外加电阻串联,将限制流过人体的电流,人体电阻取为0,外加电阻为1000欧姆时,流过人体的电流为mA, 此时漏电保护器动作灵敏度k=7。

依据上述原理可知,,当工作人员碰触到任何一相相线时,人体将流过的电流能够使漏电保护器将可靠动作,起到保护作用,同时减轻流经人体的电流对人体的伤害。即便是漏电保护器损坏,生还的可能性也较不加限流电阻时大。其构成原理如图八所示。

临盘去年下半年将所有自耦变压器更换为双绕组变压器,采用改进的TT供电方式,即:A、B、C三相火线、直接从变压器二次测中性点引出的零线N和中性点经电阻接地的地线E。

地线E一端与电阻可靠连接,另一端与大地作可靠多点连接(重复接地)。变压器中性点电阻1kΩ,人体触电后,其泄漏电流将超过30mA,漏电保护器能够可靠动作,而人体触电电流较无电阻系统小得多,限制了对人体的损害,尽最大可能避免触电死亡事故。

这种做法具有TT系统的优点,又能限制流过人体电流,值得在全油田推广。上述结论临盘采油厂向局专家组作了汇报,专家组一致认为自耦变压器不适用于作业井场,作业井场应使用双绕组变压器,变压器低压侧中性点可靠接地,确保井场漏电保护装置可靠动作,同时加强电缆和变压器的绝缘监测,防止发生击穿及漏电事故。

参考文献:

[1]俞大光编,电工基础,人民教育出版社出版1999

[2]周长源编,电路,高等教育出版社2005

[3]康华光编,电子技术基础,高等教育出版社 2006

电源变压器范文第6篇

关键词:可控硅;触发;电源

晶闸管(俗称可控硅)是一种大功率的可控整流元件。可控硅整流与普通二极管整流的最大区别是:经可控硅整流后,输出直流电压的平均值的大小是可以控制的,即可控整流。可控硅的应用电路有:桥式半控整流电路、交流调压电路、斩波调速电路、有源逆电电路等等。可控硅的类型有:快速型、单向型、双向型、关断型和逆导型等。各种具有体积小、重量轻、效率高、寿命长、控制灵敏等优点。可控硅被广泛应用于可控整流、逆变、斩波、调压及无触点开关等大功率的电能转换和自动控制领域。特别是在直流调速系统中,广州昊天化学(集团)有限公司机修分厂购进的10吨自调查式焊接滚轮架可控硅直流调速装置就是应用了这种技术,采用了可控硅直流调速系统。我在广州昊天化学(集团)有限公司工作期间,维修过这台设备。本文针对这台设备的检修,谈谈检修过程和心得体会。

故障现象:根据设备使用者――焊工反映,在使用过程中,忽然闻到烧焦味,励磁电机停转,遥控、近控均失效,控制柜的控制面板上各个控制按钮都不起作用,只是电源指示灯亮。焊工断开电源刀闸,待修。

检查过程和检查结果:断开控制柜的电源开关,打开控制柜的柜门,在现场用观察法初步检查控制主板,只见供给主板运算放大器的电源变压器TC2已烧焦,为了作进一步的检查和检测,解除控制主板的外连接线,连同控制主板的散热器一齐拆下,带回检测和维修。

回到检修工作室,马上用螺丝刀解开两个晶闸管模块的安装螺栓,卸下控制主板,拆除两个晶闸管模块的共用散热器,拆下运算放大器的电源变压器,委托广州昊天化学(集团)有限公司动力分厂的电机维修组重绕;用万用表×100欧姆档,检查二极管模块,正向电阻为几百欧姆,反向电阻接近∞,正反向电阻值均正常。用电池灯触发法,检查两只可控硅模块,按照下图接线。

连接好后,合上开关SA,小灯珠亮,断开开关SA,小灯珠仍然亮着,说明这只可控硅没问题,是好的;换接另一只,连接好后,合上开关SA,小灯珠不亮,说明此只可控硅已烧坏。再检查触发电路,发现V46(型号是3DG12B钢盔头型晶体管)和R39(色环为:棕、黑、棕、金,电阻值是100Ω)均已烧坏。

故障分析和检修过程:为了先排除控制主板以外的故障,解开连接电机的电缆,电缆两端均无任何连接后,用型号为ZC-500的500伏摇表,测量电缆各根线的绝缘和是否开路,检测结果是各根线芯间的绝缘均为∞,各根线芯均无开路;接着用4只型号为ZP200-16的大功率硅二极管,用铜板连接,组成桥式整流电路检查励磁电机,经通电试验,电机运行正常。

这样,故障的检查和检测就主要集中在控制主板上了。

用万用表再详细检测控制主板上各个元件,已证实无其他元件损坏。更换各个已检测损坏的元件:(1)V46改用塑封型8015管子代替;(2)R39换上一只等功率的100Ω电阻;(3)更换可控硅模块;(4)运算放大器电源变压器已绕制好,安装到主板上,并焊接好。

装好控制主板,按照使用说明书接好各连接线后,合上刀闸QS和负荷开关QF,按下启动按钮SB,控制面板上的电压表无指示,调节控制面板上的电位器W,电机无任何反应;观察控制主板,只见控制主板上发光二极管V28和V29都已发亮,主回路的保险丝已烧断;V28亮则说明保护回路已过流动作,而V29亮则是励磁回路未能起作用,电机不能启动运行。断开电源,又连同散热器拆下控制主板,带回办公室做再次检测。

又用电池灯触发法检测可控硅模块,同样的结果:烧坏了一只,再检测其他元件,全部完好无损。是什么原因造成主回路的可控硅又烧坏一只呢?

作进一步的分析:由于无法购买到新的可控硅模块,只好购买回二手的可控硅模块。为了先排除可控硅模块本身是否存在问题,自行设计了一个试验可控硅模块的耐压电路,对可控硅模块进行工频耐压试验,用升压变压器慢慢将电压升高,升高到800V时,电路中无任何不良反应――击穿或闪烁。说明可控硅模块耐压正常,无质量问题。

试验可控硅模块耐压电路如下图所示。

可控硅模块耐压试验电路

排除了可控硅模块不存在缺陷后,查看电气原理图。根据该设备电气原理图可知,该项装置的主回路采用了两个模块:模块一,是两只二极管VD1和VD2组成的模块;模块二,是两只可控硅VK1和VK2组成的模块。此两个模块构成单相桥式半控整流电路,采用了压敏电阻RV1和阻容电路(R26和C28组成)作为保护电路,由C29和R27构成滤波电路,由V1和V2两点采样形成电压负反馈,外连接就是直流电机了。

在主电路中已经没有任何元件可能会造成可控硅模块损坏,那么只有可能是可控硅模块触发电源的电路造成。将重点放在触发电源电路展开各个元器件进行详细检测,用万用表在触发电源电路板上逐个元器件地毯式检测,结果表明没有其他元器件存在隐患。但确定故障就在触发电源电路中,也许是某个元器件存在着隐性故障。首先是从大元器件开始排查,触发电源变压器TC1,为了断开与电路中其他元器件的连接,将触发电源变压器TC1从触发电源电路板中拆下,用指针式万用表电阻测量各绕组,均有一定的阻值,不存在短路,但不能稳定在一定的数值上,说明触发电源变压器TC1的本身内部存在隐性缺陷。也许是初次级绕组间的绝缘不足,也许是绕组的匝间绝缘不好。改用摇表检测绝缘,用ZC-500型500V摇表检测绕组间的绝缘电阻,一组的绝缘电阻值是∞,另一组的绝缘电阻值几乎是0。从这一检测结果表明,可以断定隐性故障就是触发电源变压器TC1所致。再根据广州昊天化学(集团)有限公司机修分厂使用环境的情况分析,可能是由于使用场所的环境潮湿,保养不善,使触发电源变压器受潮造成。

故障点已找到,如何去解决故障?解决方法提出了三个方案:(1)修复原来的触发电源变压器TC1;(2)重新制作一只与原来一样的触发电源变压器;(3)购买一只与原来一样的触发电源变压器。

方案分析:由于触发电源变压器购买非常困难,因为要找到电压值相同、功率相同以及阻抗也相同的触发电源变压器是不可能的,要么订制,但时间跨度比较长,因此排除方案(3);自己制作触发电源变压器,由于公司的制作条件的制约,制作触发电源变压器的工艺难度较大,无法自己制作,故也排除方案(2);决定尝试修复原来的触发电源变压器,若无法修复的话,再采用方案(3),订制触发电源变压器。

修复过程:将触发电源变压器TC1置于广州昊天化学(集团)有限公司动力分厂电机维修组的蒸汽烘房内,过了24小时左右,取出,立即又将触发电源变压器TC1浸没于绝缘油漆中4~5小时,取出又置回蒸汽烘房内,直至烘干绝缘油漆。烘干后,取回再用相同的摇表测量各组间的绝缘电阻,检测结果是:各绕组间的绝缘电阻均为∞,用万用表电阻档测量各绕组的电阻,电阻值也稳定在一定的数值上。修复的效果显著,达到预期的目的。

装上触发电源变压器TC1,换上好的可控硅模块,用灯泡代替电机,接在AM、BM接线柱上,在4、5、6接线孔按上100 kΩ电位器W,模拟试验。接通电源,调节电位器W,灯泡毫无反应,说明电路还未能正常工作;用示波器检测g1T和g2触发脉冲输出点,都没有脉冲输出;再检测前一级,测量R36左端,没有轮子波形;再检测前一级,测量R24左端,也没有输出波形,说明运算放大器未正常工作,运算放大器全部是换了新的,确认没有损坏,那么影响运算放大器不能工作的只有可能是电源问题了。

运算放大器的型号是LM348N,塑封型双列共十六脚,正、负12V双电源供电。用数字万用表测量P12的电压,电压值是+16.8V;用数字万用表测量N12的电压,电压值是-13.7V,两端的电压值的绝对值相差竟高达3.1V。用数字万用表测量交流侧m对中性点的电压,电压值是13.6V;用数字万用表测量交流侧n对中性点的电压,电压值是11.7V。经比较,原来在交流侧已不平衡,并造成直流侧的电压相差较大。此变压器是委托电机维修绕制,由于疏忽,未做次级电压检测就安装到主板上,从而发现了新问题。

既然又检测出运算放大器工作双电源不平衡,那么有什么方法改进呢?改进方案:采用稳压电源。

根据电气原理电路图可知,P12输出端是由C30与R68组成滤波电路,由V41稳压输出。同样,N12输出端是由C22与R69组成滤波电路,由V42稳压输出。电容C22、C30均采用了25V-220μF的电解电容,电阻R68、R69均为100Ω。为改善输出电源的平衡,进行稳压电源改进。拆除电阻R68、R69和V41、V42改用三端集成稳压电路带散热片的集成块LM7812、LM7912,V41、V42改为25V-1000μF的电解电容。

改装完毕后,通电测试,P12输出的电压值是+12V,N12输出的电压值是-11.9V,基本上趋于平衡,并得到可靠的稳压电源输出。改装后电路如下图所示。

未改装前的电路图如下。

改装检测完毕,又用灯泡模拟通电试验,慢慢调节电位器W,模拟负载――灯泡由暗变亮,反调时,又由亮变暗,说明控制主板已经能正常工作,故障排除,大功告成。

模拟试验结束后,将控制主板带到现场,接好外部连接线和励磁电机,通电试验,慢慢调节控制面板上的电位器W,电机启动,并随电位器的调节控制了转速,滚轮架开始工作,试通电结束,检修成功。交付机修分厂的使用者。

检修体会:通过这次对可控硅控制系统的全面维修,充分认识和熟悉可控硅控制系统的电路组成,掌握了在可控硅控制区系统中可能引起故障的多种原因,特别是各种软性故障,深深体会到软性故障的隐蔽性。为以后的检修工作积累和总结了宝贵的检修经验:当有关可控硅控制的控制系统发生故障时,应当重点检测和检查触发电路部分。另外,检测和检查运算放大器的信号和电源部分,特别是要注意有可能存在软性故障的元器件。当我讲授到维修电工的可控硅知识点时,作为案例讲解给学生,收到较好的教学效果。

但是,如今的电气控制技术发展神速,同时又不断从国外引进新技术和新设备以及电子技术的不断创新立异,新产品层出不穷、日新月异。在新世纪、新知识爆炸时期,从事电气教育工作的教师,应牢固掌握本专业的科技知识以外,还应拓宽知识面,不断地学习和掌握各个相关专业的有关知识,譬如,从前年开始,我就深入对数控知识和数控设备的检修进行学习。这样,才能适应新时期的发展,才能适应新技术、新设备、新知识的教学工作,在电气教学工作中发挥更大的作用。

在撰写本论文的过程中,受到论文指导教师的悉心指导,查阅检修过程的相关数据和资料,得到广州昊天化学(集团)有限公司老同事的热心帮助及支持。对帮助和指导我的同事和朋友,谨此表示衷心的感谢。

参考文献:

[1]董传岳.电工与电子基础.机械工业出版社,2005-07.

[2]劳动部培训司.工厂电气控制技术.中央广播电视大学出版社,2005-01.

[3]张家港市工业自动化设备厂.可控硅直流调速装置使用说明书.1992-08.

电源变压器范文第7篇

关键词 变压器 调试 检测

中图分类号:TM405 文献标识码:A

1变压器送电调试运行前的检查

检查各种交接试验单据是否齐全,变压器一、二次引线相位、相色正确,接地线等压接触良好。变压器应清理擦拭干净,顶盖上无遗留杂物,本体及附体无缺损,且不掺油。通风设施安装完毕,工作正常,事故排油设施完好,消防设施齐全。油浸变压器的油系统油门应拉开,油门指示正确,油位正常。油浸变压器的电压切换位置处于正常电压档位。保护装置整定值符合规定要求,操作及联动试验正常。

2变压器送电调试运行

(1)变压器空载投入冲击试验。变压器第一次投入时,可全压冲击合闸,冲击合闸时一般可由高压侧投入。变压器第一次受电后,持续时间应不少于10min,无异常情况。(2)变压器空载运行检查方法主要是听声音。正常时发出嗡嗡声,而异常时有以下几种情况发生:声音比较大而均匀时,可能是外加电压比较高;声音比较大而嘈杂时,可能是芯部有松动;有吱吱的放电声音,可能是芯部和套管表面有闪络;有爆裂声响,可能是芯部击穿现象。(3)变压器调试运行。经过空载冲击试验后,可在空载运行24~28h,如确认无异常便可带半负荷进行运行。经过变压器半负荷通电调试运行符合安全运行规定后,再进行满负荷调试运行。变压器满负荷调试运行48h,再次检查变压器温升、油位、渗油、冷却器运行。经过满负荷试验合格后,即可办理移交手续,方可投入运行。

3变压器的检测方法

(1)通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象。如线圈引线是否断裂,脱焊,绝缘材料是否有烧焦痕迹,铁心紧固螺杆是否有松动,硅钢片有无锈蚀,绕组线圈是否有外露等。(2)绝缘性测试。用万用表R?0k挡分别测量铁心与初级,初级与各次级、铁心与各次级、静电屏蔽层与衩次级、次级各绕组间的电阻值,万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则,说明变压器绝缘性能不良。(3)线圈通断的检测。将万用表置于R?挡,测试中,若某个绕组的电阻值为无穷大,则说明此绕组有断路性故障。(4)判别初、次级线圈。电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的,并且初级绕组多标有220V字样,次级绕组则标出额定电压值,如15V、24V、35V等。再根据这些标记进行识别。(5)空载电流的检测。①直接测量法。将次级所有绕组全部开路,把万用表置于交流电流挡(500mA),串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220V交流市电时,万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10%~20%。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100mA左右。如果超出太多,则说明变压器有短路性故障。②间接测量法。在变压器的初级绕组中串联一个10/5W的电阻,次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后,用两表笔测出电阻R两端的电压降U,然后用欧姆定律算出空载电流I空,即I空=U/R。(6)空载电压的检测。将电源变压器的初级接220V市电,用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(U21、U22、U23、U24)应符合要求值,允许误差范围一般为:高压绕组≤?0%,低压绕组≤?%,带中心抽头的两组对称绕组的电压差应≤?%。(7)一般小功率电源变压器允许温升为40℃~50℃,如果所用绝缘材料质量较好,允许温升还可提高。(8)检测判别各绕组的同名端。在使用电源变压器时,有时为了得到所需的次级电压,可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时,参加串联的各绕组的同名端必须正确连接,不能搞错。否则,变压器不能正常工作。(9)电源变压器短路性故障的综合检测判别。电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常,线圈内部匝间短路点越多,短路电流就越大,而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压器,其空载电流值将远大于满载电流的10%。当短路严重时,变压器在空载加电后几十秒钟之内便会迅速发热,用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量空载电流便可断定变压器有短路点存在。

4 变压器局部放电测量的危害

电力变压器是电力系统中很重要的设备,通过局部放电测量判断变压器的绝缘状况是相当有效的,并且已作为衡量电力变压器质量的重要检测手段之一。

高压电力变压器主要采用油一纸绝缘,这种绝缘由电工纸层和绝缘油交错组成。由于大型变压器结构复杂、绝缘很不均匀。当设计不当,造成局部场强过高、工艺不良或外界原因等因素造成内部缺陷时,在变压器内必然会产生局部放电,并逐渐发展,最后造成变压器损坏。电力变压器内部局部放电主要以下面几种情况出现:(1)绕组中部油一纸屏障绝缘中油通道击穿;(2)绕组端部油通道击穿;(3)紧靠着绝缘导线和电工纸(弓、线绝缘、搭接绝缘、相间绝缘)的油间隙击穿;(4)线圈间(匝间、饼间)纵绝缘油通道击穿;(5)绝缘纸板围屏等的树枝放电;(6)其它固体绝缘的爬电;(7)绝缘中渗入的其它金属异物放电等。

参考文献

[1] 刘建华.电力变压器状态的研究与实践[D].华北电力大学,2006.

电源变压器范文第8篇

电子变压器的种类很多。分类方法也不统一,按工作频率区分可分成高频变压器、低频变压器、中频变压器。

2 电子变压器的图形符号是怎样规定的?

电子变压器的图形符号见表1。

3如何根据变压器铁心尺寸估算变压器的输出功率?

电源变压器的商标上大都不标明变压器的输出功率(W),只标出输入、输出电压。这给使用者带来一定的困难。这里介绍一种根据变压器铁心尺寸估算变压器输出功率的方法。

首先测量出变压器铁心中柱的截面积(单位为cm2)。测量时可按图1分别测出L和B的值,乘起来就可得到变压器铁心中柱的截面积。

测出变压器铁心中柱截面积S后就可按照公式:P=S2÷1.56算出变压器的输出功率P(W)。

【例1】有一只电源变压器,首先测出L=2.4cm、B=1.5cm,按公式算出

P=S2÷1.56=(2.4×1.5)2÷1.56

=8.3W

可知该变压器的输出功率为8W。

【例2】有一只电源变压器,首先测出L=2cm、B=1.4cm,按公式算出

P=S2÷1.56=(2×1.4)2÷1.56

=5.02W

可知该变压器的输出功率为5W。

这种根据变压器铁心中柱截面积估算变压器输出功率的方法,还是比较方便的(一般算出的数值略大于标称值,这也是合理的)。

4怎样选用隔离变压器?

隔离变压器分为两大类,一类是干扰隔离变压器;另一类是电源隔离变压器。这两类变压器的一次和二次绕组匝数比都为1。

在有些电子设备如电子仪表及工业控制计算机等如果直接接在市电电网中,就会受到接在市电电网中的一些大功率电力电子装置中晶闸管的快速导通与截止以及各种大型设备的起、停造成的脉冲干扰。为了克服直接来自市电电网的噪声干扰,可选择干扰隔离变压器。

在彩色电视机等家用电器中,为了降低成本、减小体积都直接用市电220V的电源进行整流,然后通过开关稳压电源给彩色电视机供电。这样就使220V电源的一根线直接与彩色电视机底板连通,即平时俗称的“热底板”。在维修彩色电视机时为防止不小心碰上“热底板”而触电,可以选用电源隔离变压器。此时电源隔离变压器一次侧接市电电网,二次侧接彩色电视机的交流电输入端(电源插头)。因电源隔离变压器一次侧是有良好绝缘的,这样彩色电视机的“热底板”就变成“冷底板”了,因此保证了维修人员的安全。

使用电源隔离变压器时,应注意隔离变压器的功率要大于负载电器的功率。

5如何做电源变压器的结构计算?

做电源变压器的结构计算只要解决三个主要问题即可以:铁心截面积;每伏绕多少圈;绕组导线直径。

(1)铁心截面积计算铁心采用图2所示的E字型铁心。计算公式是

式中,S为硅钢片中心柱的横截面积,它等于图2中的a×c(cm2);K为系数,这个系数可由1.2~1.6,质量好的硅钢片取1.2,中等的取1.4,低等的取1.6;P为变压器的额定功率(VA)。

(2)每伏需要匝数的计算计算每伏需要绕多少匝(圈数)可按公式

式中,N0为每伏匝数;f为频率(即50Hz);B为硅钢片的磁通密度(T),一般高硅钢片可达1.2~1.4T,中等的约1~1.2T,低等的约0.7~1T,最差的约0.5~0.7T。

现在已知:f=50Hz,按中等磁通密度计算,B=1T,未知的只有它的截面积了,因此可将上面的公式简化为

(3)导线直径计算根据变压器的功率和一次、二次电压值,可算出各绕组的电流值I。根据I的值可按下面公式算出导线直径

如按每平方毫米通过电流是2.5A/mm2计算,则导线直径(mm)是

举例:自己设计一个小功率变压器:要求功率6.2VA(W),一次电压为220V,二次输出电压10V。

(a)所需铁心截面积:

(b)每伏所需匝数:

一次绕组应绕圈数N1=15×220=3300匝

二次绕组应绕圈数:因为接入负载后要有5~10%的电压降落,因此二次绕组应乘1.05~1.1的系数。则二次绕组应绕圈数N2=1.1×15×10=165匝。

电源变压器范文第9篇

关键词:直流电源 电容滤波 接地 干扰

在直流电源电路中,由于二极管整流电路输出的脉动直流电压的平滑性差,需要在整流电路与负载电路之间,加入滤波器。常见的滤波器有电感滤波器、电容滤波器和复式滤波器。实际应用中,电感滤波器其体积较大,在负载容量较小的场合,常用电容滤波器。以单相桥式整流电路为例(见图),由于滤波电容C的充电电压使得t1期间整流电压高于电容C的电压,充电电流流入电容。在t2期间滤波电容C的电压高于整流电压,所以充电电流停止,放电电流从电容向负载流动。其结果是输入电流变为导通角度窄的脉冲,输出电压有效值增大,所以电容滤波电路中除了基本频率外还含有基本频率整数倍的高次谐波,该高次谐波就将成为电源电路的干扰信号,在实际电路中,由于电源接地的不同情况,其影响程度也不同。另外,除了来自于电网的高频干扰外,负载电路中产生的干扰同样对同一电源电路中的其它负载造成影响。所以滤波电路不仅要减小整流电路输出的脉动成分,还要充分考虑消除因接地耦合而产生的各种干扰。

直流电源电路根据负载的不同分为单路电压输出和两路(或多路)电压输出两种。

第一种,单路直流电压输出电路。如图2所示电路中,电源变压器有一组二次绕组, 滤波电容采用大容量电解电容器,C1 ≥(3~5) ,T为交流电周期;C2采用小容量瓷介电容器,起高频滤波作用。

从电路可以看出,如果电路中的A点存在各种干扰成分,高频干扰成分通过高频滤波电容 流到地线,低频干扰成分通过 流到地线,这样就不能加到后面的负载电路中了。如果没有滤波电容C1 和 C2,电路中的A点的干扰成分将流入负载电路中,影响负载电路的正常工作。

由于这一直流电源电路只有一路,因此干扰成分主要来自交流电网中,而许多整机电路中需要有多路的直流电压输出电路,这时干扰成分来源又增加了。

第二种,两路(或多路)直流电压输出电路,主要分为带有变压器中心抽头二次绕组电路和变压器独立二次绕组两种。在两路(或多路)直流电压输出电路中,由于处于同一个电源电路,两路(或多路)负载之间将产生相互干扰的影响。图3所示是共用电路对两个负载电路影响示意图。电路中, 构成两个负载电路的共用电路。负载电路1的电路的电流流过 ,在电路中的A点产生一个电压降,这个电压降就相当于是负载电路2的输入信号而加到负载电路2中,对负载电路2的正常工作造成干扰影响。同时,负载电路2的电流在电路A点产生的电压降影响负载1的正常工作。所以,在负载电路的输入端接入旁路电容显得很有必要。下面以两路直流电源输出电路为例进行直流电源电路接地耦合干扰成因及处理进行分析。

图4所示是带有变压器中心抽头二次绕组的两路直流电源电路中的一种。电路中,电源变压器有一组带抽头的二次绕组;C1和 C2为低频滤波电容,C3和C4为高频滤波电容。

从电路中可以看出,电源变压器二次绕组根据输出电压值于合适位置处抽头,接入两组整流电路、滤波电路,能够输出两路直流电压。两路整流、滤波电路有共用的部分,即电源变压器二次绕组抽头以下绕组和接地引线,两个负载电路中的电流都流过了这一共用电路,这个共用电路所产生的干扰成分对两个负载电路造成干扰影响。电路中的A点的干扰成分分别通过C1和C3流到地线,电路中B点的干扰成分分别通过C2和C4流到接地线。

图5所示是带有变压器中心抽头二次绕组的两路直流电源电路中的另一种。电路中,变压器有一组带抽头的二次绕组,但是二次绕组的结构与上一种电源电路不同,其抽头接地;C1和C2为低频滤波电容,C3和C4为高频滤波电容。

由于电源变压器的二次绕组抽头接地,两组整流、滤波和负载电路中只有二次绕组的抽头接地引线是共用的,故共用部分相当少,两组直流电源电路之间的相互干扰影响小。虽然电源变压器二次绕组抽头接地,将二次绕组分成了两组相对独立的绕组,但是二次绕组抽头以上绕组和抽头以下绕组之间仍然存在磁路(磁力线所通过的路径,相当于电路)之间的相互影响(存在同一个磁路中,当某一个电源电路中出现干扰信号时,通过磁耦合,同样会感应到另一个绕组中)。这一电路的其它部分的工作原理与前面相同。

图6是变压器独立二次绕组中的一种。电路中,电源变压器有两组独立的绕组;C1和C2为低频滤波电容,C3和C4为高频滤波电容。

该电路与前面电路比较,由于两组二次绕组相互独立,因此相互影响要小一些,两种整流、滤波和负载电路之间主要是用地线共用,电源变压器两组二次绕组之间的磁路会相互影响。由于电源变压器采用两组独立的二次绕组,因此变压器制作工艺复杂一些,成本增加了,但抗干扰效果优于带抽头的一组二次绕组的变压器。由于同处以一个磁路中,其通过磁耦合产生的干扰不可避免。

图7是变压器独立二次绕组中的另一种。电路中,电源变压器两组二次绕组,C1和C2为低频滤波电容,C3和C4为高频滤波电容。从电路图中可以看出,这一电路与前面电路不同之处是两组整流、滤波和负载电路接地符号不同,两组整流、滤波和负载之间使用不同的接地回路,极大程度上消除由于接地造成的两组直流电源之间的接地干扰影响,其抗干扰性能明显优于之前电路。这一电路的电源变压器的两组二次绕组之间仍然存在磁路上的相互影响。如果电路上要求需要将磁路之间的相互影响降至最低限度,可以采用两个独立的电源变压器供电,而且两只电源变压器接地线路彼此独立。

综上分析,电容滤波电源电路中,消除由于接地耦合产生的干扰,可以通过滤波电路中的滤波电容器实现。实际电路中,低频滤波电容器和高频滤波电容器往往并非安装在同一位置,高频滤波电容器视整机调试情况进行调整确定,按抗干扰效果选择合适的连接点。另外变压器二次绕组输出电压方式和接地方式也直接影响到抗干扰效果。如果负载对抑制各种干扰要求较高,其直流电源电路将较为复杂,并采用有源滤波器电路以提高效果。

参考文献:

[1]童诗白.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,1988.

[2]胡斌.教你识读电源电路图[M].北京:人民邮电出版社,2011.

[3]韦琳.图解模拟电路[M].北京:科学出版社,2006.

[4]陈其纯.电子线路[M].北京:高等教育出版社,2003.

电源变压器范文第10篇

建筑电气设计实习周记(一)

务做好生产实习的准备工作!首先了解了一下公司的基本情况以及经营范围,并且参观了公司。并且见到许多电源、变压器及互感器、电器成套装置、大开关电器、塑壳开关、控制仪表、线缆及敷设、用电设备等西多实际的东西。

现场指导教师先大致的向我介绍了一下这些电气设备及器件的功能等,说以后再慢慢学会去深入的了解它们和使用它们!指导老师说,让我在实习的这几天,多掌握电力系统的基本知识,电力负荷计算及无功功率补偿,三相短路分析、计算及效应,变配电所及其一次系统,电气设备的选择与校验,电力线路,供配电系统的继电保护,变电所二次回路及自动装置,电气安全、防雷和接地,电气照明,供配电系统的运行和管理等。在学习知识的同时,理论联系实际,以得到更加深入的学习!

建筑电气设计实习周记(二)

本周是实习的第一周,本周最主要的任务就是认识去好哈的使用和了解电源,原以为,电源是个很简单的东西,就是提供电源嘛!但是远不是我想的那么简单。比如说,今天指导老师向我介绍了三项应急电源(EPS)。称为Emergency(紧急)Power(电力)Supply(供给),是当今重要建筑物中为了电力保障和消防安全而采用的一种应急电源。它主要由输入输出单元、充电模块、电池组、逆变器、监控器、输出切换装置等部分组成。其原理为:在市电正常时,由市电经过输出切换装置给重要负荷供电,同时充电器为蓄电池进行充电或浮充;当市电断电后或电压超出供电范围,控制器启动逆变器,同时输出切换装置将市电供电状态立即切换到逆变器供电,为负荷设备提供应急供电;当市电恢复时,应急电源将恢复为市电供电。

真的没想到,一个电源,竟然会有这么多知识在里面。

建筑电气设计实习周记(三)

本周最主要的任务是学习和认识变压器。

现场指导老师主要向我介绍了怎样判别电源变压器参数:电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法,此方法对选购电源变压器也有参考价值。

1、从外形识别常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。

2、从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。

3、从硅钢片的叠片方式识别E形电源变压器的硅钢片是交插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。

建筑电气设计实习周记(四)

本周我在之前已经初步了解的情况下,较为深入地学习了互感器的相关知识。 互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和 设备的安全。按比例变换电压或电流的设备。互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值)、小电流(标准值),使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全。

建筑电气设计实习周记(五)

有了前几周的工作经验,在本周所完成的工作比预期要好的多,所以接下来的工作就会轻松一些了。现在我工作已经有一段时间了,对自己的工作也有了一定的了解。

本周是我实习以来第一次值夜班,带着我值夜班的是一个老师傅,技术特别精,人也特别的和蔼,对我也非常的照顾,因为晚上值夜班就师傅我们两个人,经过几个夜班的沟通,师傅不仅教我了不少的专业知识和技术,让我懂得更多的是在社会上也养才有立足之地,怎样才能在残酷的竞争中不被淘汰。夜班相对来说是比较轻松的。没有啥活,只是处理紧急的故障,必须得保持设备的正常运行,前两个夜班我非常的幸运,设备没有出现一个故障,后两个夜班活就比较多,比如摇测电机绝缘,处理一些设备无法正常启动,师傅教会了我不少图纸,一些简单的故障看着图纸也能处理了,通过值夜班让我学到了不少的技术,让我受益匪浅。

建筑电气设计实习周记(六)

在实习的过程中,自己学到了许多原先在课本上学不到的东西,而且我也深深地体会到了学校与社会的不同,也触摸到了市场跳动的脉搏。如果说在象牙塔是看市场,还是比较感性的话,那么当你身临企业,直接接触到企业的生产与销售的话,就会变得理性很多。

因为在市场的竞争受市场竞争规则的约束,从采购、生产到销售都与市场有着千丝万缕的联系,如何规避风险,如何开拓市场,如何保证企业的生存发展,这一切的一切都是那么的现实。于是理性的判断就显得重要了。在企业的实习过程中,我发现了自己看问题的角度,思考问题的方式也逐渐开拓,这与实践密不可分,在实践过程中,我又一次感受充实,感受成长。为自己和他人的工作创建一个和谐的氛围,又是那么的重要,于是也就更能体会在企业中人和万事兴的要义。

建筑电气设计实习周记(七)

在这过去的一个多月的时间里,我每时每刻都在告诫自己,我在公司里的表现不仅代表的是我个人的形象,还关乎着学校的声誉,所以我在各方面严格要求自己,我虚心向师傅们请教的态度得到了公司的认可。

回顾一个多月以来所经历的点点滴滴,发觉实习真的是一种经历,只有亲身体验过之后,才能切身体会到其中滋味。我知道了课本上学的知识都是最基本的知识,不管现实情况怎样变化,抓住了最基本的就能以不便应万变。通过实习,我学到了很多在大学生活里所学不到的知识。

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