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電源變壓器在設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵問(wèn)題

時(shí)間:2013-08-22 18:08:36來(lái)源:傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):?一旦變壓器的容量確定了,電流就確定了,導(dǎo)線的粗細(xì)也就確定了,增大匝數(shù)W,磁通Φ就可以小一些,鐵芯的截面積就可以稍小一些,但是要把這些匝數(shù)繞進(jìn)去,鐵芯的窗口要大一些;相反,減小匝數(shù)W,磁通Φ就要大一些,鐵芯的截面積要大一些,但是鐵芯的窗口可以小一些。

變壓器與電流的是否成正比?

變壓器設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題是磁通和電流密度。變壓器的電流與容量成正比,電流密度的大小(即導(dǎo)線的粗細(xì))按照導(dǎo)體的發(fā)熱量來(lái)考慮。對(duì)于磁通,電磁學(xué)的基本關(guān)系式為u=4.44fwΦ,其中u為電壓,f為頻率,在這里為50Hz,w為線圈的匝數(shù);Φ是磁通量。由于硅鋼片的磁通密度B受到材料的限制,一般僅能設(shè)計(jì)到1.4-1.8特斯拉,而Φ=BS,所以,要增大Φ,一般只能增大鐵芯的截面積。變壓器的鐵芯一般為三相柱式,鐵芯的截面積按照上述公式可以確定,鐵芯窗口的大小則要考慮把線圈放進(jìn)去為原則。容量越大的變壓器,導(dǎo)線越粗,鐵芯的窗口就需要越大。

在變壓器的設(shè)計(jì)中,銅和鐵的用量可以均衡考慮。因?yàn)橐坏┳儔浩鞯娜萘看_定了,電流就確定了,導(dǎo)線的粗細(xì)也就確定了,增大匝數(shù)W,磁通Φ就可以小一些,鐵芯的截面積就可以稍小一些,但是要把這些匝數(shù)繞進(jìn)去,鐵芯的窗口要大一些;相反,減小匝數(shù)W,磁通Φ就要大一些,鐵芯的截面積要大一些,但是鐵芯的窗口可以小一些。

變壓器的容量和什么有關(guān)系呢?

從上面的問(wèn)題的分析可以看出,鐵芯的選擇與電壓有關(guān),而導(dǎo)線的選擇與電流有關(guān),即導(dǎo)線的粗細(xì)直接與發(fā)熱量有關(guān)。也就是說(shuō),變壓器的容量只與發(fā)熱量有關(guān)。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)好的變壓器,如果在散熱不好環(huán)境中工作,假如為1000KVA,如果增強(qiáng)散熱能力,則有可能工作在1250KVA。另外,變壓器的標(biāo)稱容量還與允許的溫升有關(guān),例如,如果一臺(tái)1000KVA的變壓器,允許溫升為100K,如果在特殊的情況下,可以允許其工作到120K,則其容量就不止1000KVA。由此也可以看出,如果改善變壓器的散熱條件,則可以增大其標(biāo)稱容量,反過(guò)來(lái)說(shuō),對(duì)于相同容量的變頻器,可以減小變壓器柜的體積。

所以在有些投標(biāo)過(guò)程中,競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手故意標(biāo)稱較大的變壓器容量,給用戶設(shè)計(jì)裕量較大的假象,實(shí)際上是沒(méi)有意義的,關(guān)鍵還要看變壓器的體積和散熱方式來(lái)區(qū)分,這一點(diǎn)也是非常重要的。

為什么電流源型變頻器需要較大的變壓器容量?

變壓器的設(shè)計(jì)一般只看額定容量,而不看額定功率,因?yàn)槠潆娏髦慌c額定容量有關(guān)。對(duì)于電壓源型變頻器,由于其輸入功率因數(shù)接近于1,所以額定容量與額定功率幾乎相等。電流源型變頻器則不然,其輸入側(cè)變壓器功率因數(shù)最多等于負(fù)載異步電機(jī)的功率因數(shù),所以對(duì)于相同的負(fù)載電機(jī),其額定容量要比電壓源型變頻器的變壓器大一些。

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