220v变压器

    使用变压器首先要弄清并严格遵守制造厂提供的铭牌数据,以避免因使用不当而不能充分利用,甚至损坏.变压器铭牌上的主要额定数据有:

    1.额定电压U1和U2

    原边额定电压U1是指原边绕组上应加的电源电压(或输入电压),副边额定输出电压U2通常是指原边加U1时副边绕组的开路电压.使用时原边电压不允许超过额定值(一般规定电压额定值允许变化±5%).考虑有载运行时变压器有内阻抗压降,所以副边额定输出电压U2应较负载所需的额定电压高5-10%.对于负载是固定的电源变压器, 副边额定电压U2有时是指负载下的输出电压.

    附:输入电压不能超过额定电压的原因

    变压器中主磁通和激磁电流的关系称为铁心的磁化曲线,它是一条具有饱和特性的非线性曲线.当主磁通小于额定电压时对应的主磁通时, 磁化曲线近似为线形;超过此值后,主磁通就逐渐趋向饱和.此时,如果再增加磁通, 即增加U1,则电流就会急剧增加,这样变压器就会因过热而马上烧毁.因此,在使用变压器时,必须注意变压器的额定电压和电源电压要一致.

    2.额定电流I1和I2

    额定电流是指变压器按规定的工作时间(长时连续工作或短时工作或间歇断续工作)运行时原副边绕组允许通过的电流,是根据绝缘材料允许的温度定下来的.由于铜耗,电流会发热.电流越大,发热越厉害,温度就越高.在额定电流下,材料老化比较慢.但如果实际的电流大大超过额定值,变压器发热就很厉害,绝缘迅速老化,变压器的寿命就要大大缩短.

    额定容量

    是视在功率,是指变压器副边额定电压和额定电流的乘积.它不是变压器运行时允许输出的有功功率,后者和负载的功率因数有关.所以输出功率在数值上比额定容量小.

    额定频率

    使用变压器时,还要注意它对电源频率的要求.因为在变压器中,在设计变压器时,是根据给定的电源电压等级及频率来确定匝数及磁通值的. 如果乱用频率, 就有可能变压器损坏.例如一台设计用50Hz,220V电源的变压器,若用25Hz,220V电源,则磁通将要增加一倍,由于磁路饱和,激磁电流剧增,变压器马上烧毁.所以在降频使用时,电源电压必须与频率成正比地下降.另外,在维持磁通不变的条件下,也不能用到400Hz,1600V的电源上.此时虽不存在磁路的饱和问题,但是升频使用时耐压和铁耗却变成了主要矛盾.因为铁耗与频率成1.5-2次方的关系.频率增大时, 铁耗增加很多. 由于这个原因, 一般对于铁心采用0.35mm厚的热轧硅钢片的变压器,50Hz时的磁通密度可达0.9-1T,而400Hz时的磁通密度只能取到0.4T.此外变压器用的绝缘材料的耐压等级是一定的,低压变压器允许的工作电压不超过300-500V. 所以在升频使用时,电源电压不能与频率成正比的增加, 而只能适当地增加.

    变压器保护

    电流速断保护、过流保护、过负荷保护、轻瓦斯保护、重瓦斯保护、压力保护、差动保护、零序保护、高温保护、超高温保护等。

    变压器维护

    变压器运行维护主要内容

    1．防止变压器过载运行。如果长期过载运行，会引起线圈发热，使绝缘逐渐老化，造成匣间短路、相间短路或对地短路及油的分解。

    2．保证绝缘油质量。变压器绝缘油在贮存、运输或运行维护中，若油质量差或杂质、水分过多，会降低绝缘强度。当绝缘强度降低到一定值时，变压器就会短路而引起电火花、电弧或出现危险温度。因此，运行中变压器应定期化验油质，不合格的油应及时更换。把安全工程师站点加入收藏夹

    3．防止变压器铁芯绝缘老化损坏。铁芯绝缘老化或夹紧螺栓套管损坏，会使铁芯产生很大的涡流，引起铁芯长期发热造成绝缘老化。

    4．防止检修不慎破坏绝缘。变压器检修吊芯时，应注意保护线圈或绝缘套管，如果发现有擦破损伤，应及时处理。

    5．保证导线接触良好。线圈内部接头接触不良，线圈之间的连接点、引至高、低压侧套管的接点、以及分接开关上各支点接触不良，会产生局部过热，破坏绝缘，发生短路或断路。此时所产生的高温电弧会使绝缘油分解，产生大量气体，变压器内压力加。当压力超过瓦斯断电器保护定值而不跳闸时，会发生爆炸。

    6．防止电击。电力变压器的电源一般通过架空线而来，而架空线很容易遭受雷击，变压器会因击穿绝缘而烧毁。

    7．短路保护要可靠。变压器线圈或负载发生短路，变压器将承受相当大的短路电流，如果保护系统失灵或保护定值过大，就有可能烧毁变压器。为此，必须安装可靠的短路保护装置。

    8．保持良好的接地。对于采用保护接零的低压系统，（考试．大）变压器低压侧中性点要直接接地当三相负载不平衡时，零线上会出现电流。当这一电流过大而接触电阻又较大时，接地点就会出现高温，引燃周围的可燃物质。

    9．防止超温。变压器运行时应监视温度的变化。如果变压器线圈导线是A级绝缘，其绝缘体以纸和棉纱为主，温度的高低对绝缘和使用寿命的影响很大，温度每升高8℃，绝缘寿命要减少50%左右。变压器在正常温度(90 ℃)下运行，（考试－大）寿命约20年；若温度升至105℃，则寿命为7年5温度升至120℃，寿命仅为两年。所以变压器运行时，一定要保持良好的通风和冷却，必要时可采取强制通风，以达到降低变压器温升的目的。

    在220V隔离变压器建立新的中线-接地就可解除电网中共模干扰和其它中线的困扰，隔离变压器将三线△接线转换为四线Yo系统，加屏蔽就进一步免除了由变压器内部耦合的高频脉冲干扰和噪音，虽然有屏蔽的隔离变压器对各种N-G来的干扰（脉冲和高频噪声）能有效防止，但变压器必须正确妥善接地，十分严格，否则抗共模干扰将无效果。可以为客户设计生产高质量的隔离变压器。

    电气特性

    干式自耦/220v变压器;

    2)额定电压：600V以下，按客户要求设计生产。标准品，输入3φ380V输出3φ220V、200V;

    3)联结方式：自耦式Y/Yo 感应式(隔离)Yo/△;

    4)绝缘等级：B级或F级(H级可订制) ;

    5)绝缘电阻：施加DC500V≥100M ;

    6)工作噪音：空载≤50dB 加载≤60dB;

    7)设备效率：自耦式≥95%感应感应式（隔离）≥93%;

    8)电压变动率：≤3%（次级端）;

    9)相电压差：≤1%(初级与次级比较);

    10)适用频率：50Hz或60Hz;

    11)缘耐压：初对初,初对铁,次对铁均3500V/10mA/60S/MIN无击穿;

    12)环境温度：允许温度为-20℃-45℃;

    13)环境温度：≤95%不凝结;[1]

    使用环境

    1、周围空气温度—5℃至+40℃,月平均气温不超过+30℃;

    2、安装地点海拔不超过1000m；

    3、大气相对湿度在周围空气温度为+40时不超过50%，在较低温度下可以有较同的相对湿度，最湿月的平均湿度为90%，同时该月的月平均温度为+25℃，并考虑到因温度变化发生在产品表面的凝露。

    如何选购

    A、确认电网提供的电源电压（V）与用电设备所需输入的额定电压（V），以确定电压变比。

    B、确认用电设备所需输入电源的相数，以确定变压器制作三相或单相系统。

    C、确认用电设备所需输入的额定电流（A），以确定变压器的容量（KVA）。

    D、绝缘等级要求：A级105℃ B级130℃ F级155℃ H级180℃。

    E、自耦式变压器或隔离式变压器。

    绕制方法

    各种家用电器中，工频变压器无论是自行设计绕制，还是修复烧坏的变压器，都涉及到部分简单的计算，教科书上的计算公式虽然严谨，但实际运用时显得复杂，不甚方便。本文介绍实用的变压器计算的经验公式。

    1.铁芯的选择

    根据自己需要的功率选择合适的铁芯是绕制变压器的步。如果铁芯（硅钢片）选用过大，将导致变压器体积增大，成本升高，但铁芯过小，会增大变压器的损耗，同时带负载能力变差。

    为了确定铁芯尺寸，首先要算出变压器次级的实际消耗功率，它等于变压器次级各绕组电压、负载电流的乘积之和。如果是全波整流变压器，应以变压器次级电压的1/2计算。次级绕组消耗功率加入变压器本身损耗功率，即为变压器初级视在功率。一般次级绕组功率在10w以下的变压器，其本身损耗可达次级实际消耗功率的30～50%，其效率仅为50～70%。次级绕组功率在30W以下损耗约20～30%，50W以下损耗约15～20%，100w以下损耗约10～15%，100W以上损耗约10%以下，上述损耗参数是关于普通插片式变压器的。如果按照R型变压器、c型变压器、环形变压器的顺序，损耗参数依次减小。

    根据上述计算的变压器初级总功率可以选定铁芯。铁芯面积S=a×b（cm2）.如附图所示。变压器视在功率与s的关系用下述经验公式选用：s=K√P1

    P1为变压器初级总视在功率，单位为：VA（伏安），s为应选铁芯截面积，K为一系数，随变压器Pl大小不同选用不同的值。同时考虑到硅钢片之间的绝缘漆、空隙的影响，K与P1关系为：

    P1K值

    10VA以下2～2.2

    50VA以下2～1.5

    lOOVA以下1.5～1.4

    2.每伏匝数计算

    选定铁芯s以后。再确定每伏匝数，以使绕制的变压器有台理的激磁电流。常用的经验公式为：N=（40～55）/S，N为每伏匝数。

    根据不同质量的硅钢片选取系数40～55。比较的高硅钢，用眼观察表面有鳞片结晶.且极脆，只弯折1～2次即断裂，断处参差不齐，系数取为40。若硅钢片表面光洁，弯折4～5次仍不易断，断面为整齐直线，系数取50以上。

    求出每伏匝数后乘以220V即为初级匝数，乘以次级要求电压数即为次级各绕组匝数。因为导线有电阻，电流流过时会有电压降，求出的次级匝数应增加5～lO%（根据负载电流选择，电流大者可增加较大比例）。

    3.导线直径的选择

    根据各绕组负载电流的大小，选择不同直径的漆包线。可用下列经验公式求出：

    d=O.8√I，

    单位：l－－A.d（导线直径）－－mm。

    4.绕制方法及注意事项

    由于2013年的漆包线绝缘强度大幅度提高，因此对50W以下的小功率变压器大多采用阻燃塑料骨架叠绕法，但必须选用高强度漆包线，且绕制时仍应逐圈排线，严禁大幅度斜跨，以免增大导线间电位差。

    对50W以上的变压器，由于每伏匝数减少，导线间电压差较高，采取每层垫绝缘纸（O.05mm厚的电缆纸、牛皮纸）的方法，在绕制中应避免上层导线滑入下层。各绕组间绝缘应视绕组电压决定。初次级之间应垫4层以上0.1mm的电缆纸，忌用不干胶胶带。上述叠绕法的小功率变压器，如果次级有两组以上绕组，每组之间也应用两层电缆纸绝缘。如果变压器是用在音响或视听器材中.在多层绕制法中初次级之间应垫入静电屏蔽层。

    绕好后.插硅钢片也需注意、必须插紧，以避免产生电磁噪音。无论双E形还是EI形，其端口要紧密接触.宜交叉插，不能有空隙。的4～5片可从中间插入，以免损坏线包。然后进行烘干、浸漆。对50W以下的变压器可采取内热法烘干。方法是：将变压器所有次级绕组短路，与60～100W/220V灯泡串联接入市电，使其自动升温。灯泡越大温度越高，但在密闭状态下，使其温度在80度以下较安全。

    电源变压器简易设计

    电源变压器是低频变压器. 本文介绍的方法适合50Hz一千瓦以下普通交流变压器的设计.

    (1) 电源变压器的铁心. 它一般采用硅钢片. 硅钢片越薄,功率损耗越小,效果越好.整个铁心是有许多硅钢片叠成的,每片之间要绝缘.买来的硅钢片, 表面有一层不导电的氧化膜, 有足够的绝缘能力.国产小功率变压器常用标准铁心片规格见后续文章.

    (2) 电源变压器的简易设计.设计一个电源变压器,主要是根据电功率选择变压器铁心的截面积,计算初次级各线圈的圈数等.所谓铁心截面积S是指硅钢片中间舌的标准尺寸a和叠加起来的总厚度b的乘积.如果电源变压器的初级电压是U1,次级有n个组,各组电压分别是U21,U22,┅,U2n, 各组电流分别是I21,I22,┅,I2n,...计算步骤如下:

    步,计算次级的功率P2.次级功率等于次级各组功率的和,也就是 P2 =U21*I21+U22*I22+┅+U2n*I2n.

    第二步, 计算变压器的功率P.算出P2后.考虑到变压器的效率是η,那么初级功率P1=P2/η,η一般在0.8～0.9之间.变压器的功率等于初,次级功率之和的一半,也就是P=(P1+P2)/2

    第三步, 查铁心截面积S.根据变压器功率,由式(2.1)计算出铁心截面积S,并且从国产小功率变压器常用的标准铁心片规格表中选择铁心片规格和叠厚.

    第四步, 确定每伏圈数N.根据铁心截面积S和铁心的磁通密度B,由式(2.2)得到初级线圈的每伏圈数N.铁心的B值可以这样选取: 质量优良的硅钢片,取11000高斯;一般硅钢片,取10000高斯;铁片,取7000高斯.考到导线电阻的压降, 次级线圈每伏圈数N'应该比N增加5%～10%,也就是N'在1.05N～1.1N之间选取.

    第五步,初次级线圈的计算.初级线圈N1=N*U1.次级线圈N21=N'*U21,N22=N'*U22 ┅,N2 =N'*U2n.

    第六步, 查导线直径.根据各线圈的电流大小和选定的电流密度,由式(2.3)可以得到各组线圈的导线直径.一般电源变压器的电流密度可以选用3安/毫米?

    第七步, 校核. 根据计算结果,算出线圈每层圈数和层数,再算出线圈的大小,看看窗口是否放得下.如果放不下,可以加大一号铁心,如果太空,可以减小一号铁心.采用国家标准GEI铁心,而且舌宽a和叠厚b的比在1:1～1:1.7之间, 线圈是放得下的.各参数的计算公式如下:

    ln(S)=0.498*ln(P)+0.22 ┅(2.1)

    ln(N)=-0.494*ln(P)-0.317*ln(B)+6.439┅(2.2)

    ln(D)=0.503*ln(I)-0.221┅(2.3)

    变量说明

    P: 变压器的功率. 单位: 瓦(W)

    B: 硅钢片的工作磁通密度. 单位: 高斯(Gs)

    S: 铁心的截面积. 单位: 平方厘米(cm2）

    N: 线圈的每伏圈数. 单位: 圈每伏(N/V)

    I: 使用电流. 单位: 安(A)

    D: 导线直径. 单位: 毫米(mm)

    GEI铁心规格

    铁心片铁心规格尺寸(mm) 中间舌片净截面积(cm2)

    型号 a*b c H h L 铁心片厚0.2mm 铁心片厚0.3mm

    变压器的铁心与绕组

    为减小交变磁通在铁心中所引起的涡流损耗,铁心一般用厚为0.35-0.5mm的硅钢片叠装而成;并且在硅钢片两面涂以绝缘漆.信号变压器还采用坡莫合金作铁心.硅钢片有热轧和冷轧两种.

    热轧硅钢片的工作磁通密度一般取0.9-1.2T,钢片常冲成"III"形,叠装成铁心.绕组套在中间的铁心柱上. 冷轧硅钢片的导磁性能比热轧好,它的工作磁通密度允许达到1.8T,所以铁心体积可以缩小.它的导磁有方向性, 顺着辗轧方向的导磁性能好,故通常将冷轧硅钢片卷成环形铁心,然后切成两半C形, 将绕组分别套在铁心柱上以后, 再将两半铁心粘成整体.

    变压器的绕组由原边绕组和副边绕组组成.原边绕组接输入电压,副边绕组接负载.原边绕组只有一个,副边绕组为一个或多个.原副边绕组套装在同一铁心柱上.套在两个铁心柱上的原边绕组

    或副边绕组可分别相互串联或并联.

    附:变压器原副边绕组要套在同一铁心柱的原因

    把原副边绕组套在同一铁心柱上时,由于原副边绕组紧挨在一起(间隙实际上很小,它等于原副边绕组之间绝缘纸的厚度)部分漏磁通在空气中的路径大受限制,因此漏磁通小.而边绕组没有套在原边绕组上时,漏磁通在空气中可以自由经过,无空间限制,因此在同样的磁势下漏磁通就大.

    将原副边绕组套在一起的合理之处即在于漏抗压降小,对变压器运行有利.因为变压器副边电压是随副边电流变化而变化的,减小原副边的漏阻抗就可以减小电压变化.为了使变压器副边电压比较稳定,总是设法减小变压器的漏抗.

    如果把变压器的原副边绕组分开放置, 则漏抗将大大增加,以致负载变动时副边电压变化很大, 这样的变压器就不能满足使用上的要求.

    广泛用于进口重要设备、精密机床、机械电子设备、医疗设备、整流装置，照明等。产品的各种输入、输出电压的高低、联接组别、调节抽头的多少及位置（一般为±5%）、绕组容量的分配、次级单相绕组的配备、整流电路的运用、是否要求带外壳等，均可根据用户的要求进行精心的设计与制造，但若长期负载使用,总功率不得超过额定容量80%。