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工頻變壓器被大家稱為低頻變壓器,以示與開(kāi)關(guān)電源用高頻變壓器有區(qū)別,，工頻變壓器在過(guò)去傳統(tǒng)的電源中大量使用,，而這些電源的穩(wěn)定方式又是采用線性調(diào)節(jié)的,，所以那些傳統(tǒng)的電源又被稱為線性電源,。
工頻一般指市電的頻率,在我國(guó)是50Hz,其他國(guó)家也有60Hz的,。而可以改變這個(gè)頻率交流電的電壓的變壓器,就是叫工頻變壓器了,。
工頻變壓器的原理非常簡(jiǎn)單，理論上推導(dǎo)出相關(guān)計(jì)算式也不復(fù)雜,所以大家形成了看法:太簡(jiǎn)單了,，就那三,、四個(gè)計(jì)算公式,沒(méi)什么可研究的.設(shè)計(jì)時(shí)只要根據(jù)那些簡(jiǎn)單的公式,立馬成功,。
我認(rèn)為上面的認(rèn)識(shí)既有可取之處,也有值得研究的地方.可取之處:根據(jù)計(jì)算式,可以很快就計(jì)算出結(jié)果,解決了問(wèn)題;值得研究的地方是:你是否了解自己設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品性能?設(shè)計(jì)合理嗎?設(shè)計(jì)優(yōu)化過(guò)嗎?經(jīng)濟(jì)性如何?
舉個(gè)例子吧,根據(jù)功率選鐵芯規(guī)格就是個(gè)很繁雜的問(wèn)題,因?yàn)樯婕暗囊蛩乇容^多.有些書推薦采用下面的半經(jīng)驗(yàn)公式去選取:
S = K·Sqrt（P） （1）
定下S后,然后進(jìn)行其它的計(jì)算.這確實(shí)是一種實(shí)用的方法,但也要認(rèn)識(shí)到,這也是一種簡(jiǎn)化了的設(shè)計(jì)方法,大多數(shù)情況下存在著浪費(fèi).這種設(shè)計(jì)方法對(duì)業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō)用不著討論（只是偶爾設(shè)計(jì)一個(gè)變壓器自己用）,但對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),值得討論,產(chǎn)品中大批量采用這種設(shè)計(jì)時(shí),體現(xiàn)的是降低了經(jīng)濟(jì)效益,。
工頻變壓器的設(shè)計(jì)選材
從節(jié)約能源及原材料的角度,，可采取以下建議：
1、減少銅的用量，有兩個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn),，一是減少線徑這就意味著銅阻增大,，銅損損耗就會(huì)增大。二是減少圈數(shù),，就會(huì)使空載電流增大,，同樣空載損耗就會(huì)加大，如果變壓器長(zhǎng)時(shí)間的處于通電待機(jī)狀態(tài),，電力資源的浪費(fèi)是非常大的,。每年我國(guó)因?yàn)榧矣秒娖鞯拈L(zhǎng)期處于待機(jī)通電狀態(tài)造成的電力浪費(fèi)以數(shù)十億元計(jì)。
2,、變壓器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使銅損和鐵損相等,，這樣變壓器的損耗zui低,，工作zui穩(wěn)定,，如果一個(gè)變壓器設(shè)計(jì)完后，由于為節(jié)省銅線,，而采取小號(hào)的線徑和減少圈數(shù)的方法，使得鐵心窗口還有很多的空間余量,，這樣就說(shuō)明鐵心的尺寸選擇的過(guò)大,，造成了鐵心的浪費(fèi),，由于鐵心的規(guī)格大，繞線的平均周長(zhǎng)也大,，同樣會(huì)造成銅線的用量增加,。根據(jù)現(xiàn)在的價(jià)格,，鐵心的成本要高于銅線的成本,。
所以在設(shè)計(jì)時(shí),，在保證性能滿足客戶的要求的情況下,，應(yīng)盡量選擇小號(hào)的鐵心，能用41的，就絕不用48的,。關(guān)于空載電流，從節(jié)省待機(jī)的損耗上考慮,，還是盡量低的好,。
工頻變壓器的設(shè)計(jì)繞制
各種家用電器中，工頻變壓器無(wú)論是自行設(shè)計(jì)繞制,，還是修復(fù)燒壞的變壓器,，都涉及到部分簡(jiǎn)單的計(jì)算，教科書上的計(jì)算公式雖然嚴(yán)謹(jǐn),，但實(shí)際運(yùn)用時(shí)顯得復(fù)雜,，不甚方便。本文介紹實(shí)用的變壓器計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式,。
1.鐵芯的選擇
根據(jù)自己需要的功率選擇合適的鐵芯是繞制變壓器的*步,。如果鐵芯（硅鋼片）選用過(guò)大，將導(dǎo)致變壓器體積增大,，成本升高,，但鐵芯過(guò)小，會(huì)增大變壓器的損耗,，同時(shí)帶負(fù)載能力變差,。
為了確定鐵芯尺寸，首先要算出變壓器次級(jí)的實(shí)際消耗功率,，它等于變壓器次級(jí)各繞組電壓,、負(fù)載電流的乘積之和。如果是全波整流變壓器,，應(yīng)以變壓器次級(jí)電壓的1/2計(jì)算,。次級(jí)繞組消耗功率加入變壓器本身?yè)p耗功率，即為變壓器初級(jí)視在功率,。一般次級(jí)繞組功率在10w以下的變壓器,，其本身?yè)p耗可達(dá)次級(jí)實(shí)際消耗功率的30～50%,，其效率僅為50～70%,。次級(jí)繞組功率在30W以下?lián)p耗約20～30%,，50W以下?lián)p耗約15～20%,，100w以下?lián)p耗約10～15%,，100W以上損耗約10%以下,，上述損耗參數(shù)是關(guān)于普通插片式變壓器的,。如果按照R型變壓器,、c型變壓器、環(huán)形變壓器的順序,，損耗參數(shù)依次減小,。
根據(jù)上述計(jì)算的變壓器初級(jí)總功率可以選定鐵芯。鐵芯面積S=a×b（cm2）.如附圖所示,。變壓器視在功率與s的關(guān)系用下述經(jīng)驗(yàn)公式選用：s=K√P1
P1為變壓器初級(jí)總視在功率,，單位為：VA（伏安），s為應(yīng)選鐵芯截面積,，K為一系數(shù),，隨變壓器Pl大小不同選用不同的值。同時(shí)考慮到硅鋼片之間的絕緣漆,、空隙的影響,，K與P1關(guān)系為：
P1 K值
10VA以下 2～2.2
50VA以下 2～1.5
lOOVA以下 1.5～1.4
2.每伏匝數(shù)計(jì)算
選定鐵芯s以后。再確定每伏匝數(shù),，以使繞制的變壓器有臺(tái)理的激磁電流。常用的經(jīng)驗(yàn)公式為：N=（40～55）/S,，N為每伏匝數(shù),。
根據(jù)不同質(zhì)量的硅鋼片選取系數(shù)40～55。比較的高硅鋼,，用眼觀察表面有鱗片結(jié)晶.且極脆,，只彎折1～2次即斷裂，斷處參差不齊,，系數(shù)取為40,。若硅鋼片表面光潔，彎折4～5次仍不易斷,，斷面為整齊直線,，系數(shù)取50以上。
求出每伏匝數(shù)后乘以220V即為初級(jí)匝數(shù),，乘以次級(jí)要求電壓數(shù)即為次級(jí)各繞組匝數(shù),。因?yàn)閷?dǎo)線有電阻,，電流流過(guò)時(shí)會(huì)有電壓降，求出的次級(jí)匝數(shù)應(yīng)增加5～lO%（根據(jù)負(fù)載電流選擇,，電流大者可增加較大比例）。
3.導(dǎo)線直徑的選擇
根據(jù)各繞組負(fù)載電流的大小,，選擇不同直徑的漆包線,。可用下列經(jīng)驗(yàn)公式求出：
d=O.8√I,，
單位：l--A.d（導(dǎo)線直徑）--mm,。
4.繞制方法及注意事項(xiàng)
由于現(xiàn)在的漆包線絕緣強(qiáng)度大幅度提高，因此對(duì)50W以下的小功率變壓器大多采用阻燃塑料骨架疊繞法,，但必須選用高強(qiáng)度漆包線,，且繞制時(shí)仍應(yīng)逐圈排線，嚴(yán)禁大幅度斜跨,，以免增大導(dǎo)線間電位差,。
對(duì)50W以上的變壓器，由于每伏匝數(shù)減少,，導(dǎo)線間電壓差較高,，采取每層墊絕緣紙（O.05mm厚的電纜紙、牛皮紙）的方法,，在繞制中應(yīng)避免上層導(dǎo)線滑入下層,。各繞組間絕緣應(yīng)視繞組電壓決定。初次級(jí)之間應(yīng)墊4層以上0.1mm的電纜紙,，忌用不干膠膠帶,。上述疊繞法的小功率變壓器，如果次級(jí)有兩組以上繞組,，每組之間也應(yīng)用兩層電纜紙絕緣,。如果變壓器是用在音響或視聽(tīng)器材中.在多層繞制法中初次級(jí)之間應(yīng)墊入靜電屏蔽層。
繞好后.插硅鋼片也需注意,、必須插緊,，以避免產(chǎn)生電磁噪音。無(wú)論雙E形還是EI形,，其端口要緊密接觸.宜交叉插,，不能有空隙。zui后的4～5片可從中間插入,，以免損壞線包,。然后進(jìn)行烘干、浸漆,。對(duì)50W以下的變壓器可采取內(nèi)熱法烘干,。方法是：將變壓器所有次級(jí)繞組短路,，與60～100W/220V燈泡串聯(lián)接入市電，使其自動(dòng)升溫,。燈泡越大溫度越高,，但在密閉狀態(tài)下，使其溫度在80度以下較安全,。
工頻變壓器與高頻變壓器的區(qū)別
1,、磁性材料的差別:
工頻變壓器采用硅鋼片作為磁芯材料的;高頻變壓器是采用鐵氧體磁芯材料。
2,、工作頻率的差別：
工頻變壓器的工作頻率一般是指50HZ貨60HZ的電源頻率;高頻變壓器的工作頻率一般都在1KHZ以上,，甚至幾十KHZ或者上百KHZ，應(yīng)用范圍不同頻率也不一樣,。
3,、應(yīng)用方面：
工頻變壓器一般多用于將220V或者110V工頻高壓變換成工頻低壓，供小家電的電路板供電使用（如豆?jié){機(jī),、抽油煙機(jī),、音響等等，應(yīng)用范圍比較廣泛;高頻變壓器用途就廣泛了（如;手機(jī)充電器,，電子鎮(zhèn)流器,，開(kāi)關(guān)電源，彩電電源,，電腦電源,，液晶驅(qū)動(dòng)及電源等等許多場(chǎng)合都有使用）。
