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SG-500VA高性能變壓器電話:15021034882
⑸多功能組合:從單一變壓器向帶有風冷、保護外殼、溫度計算機接口、零序互感器、功率計量、封閉母線及側出線等多功能組合式變壓器發展。
⑹多領域發展:從以配電變壓器為主,向發電站廠用變壓器、勵磁變壓器、地鐵牽引整流變壓器、大電流電爐變壓器、核電站、船用及采油平臺用等特種變壓器及多用途領域發展。其中,用于城市地鐵及軌道交通的干式牽引變壓器,電壓有10、20和35kV三個等級,容量有800、2500和3300kVA,為減少諧波污染,從12脈波整流發展到24脈波整流;舉世矚目的長江三峽世界最大的840000kW發電機的勵磁變壓器,已由順特廠研制成功,并通過了國家驗收。
可以預言,21世紀的配電變壓器將屬于性能優越、低噪聲及節能的樹脂絕緣干式變壓器。
干式變壓器的技術參數
1、使用頻率:50 / 60HZ ;
2、空載電流:< 4 % ;
3、耐壓強度:2000V / min無擊穿;測試儀器:YZ1802 耐壓試 驗儀(20mA) ;
4、絕緣等級:F級(特殊等級可定制);
5、絕緣電阻:≥2M歐姆測試儀器:ZC25B 一4 型兆歐表<1000 V);
6、連接方式:Y/Y 、△/Y0 、Yo/△,自耦式(可選);
7、線圈允許溫升:I00K;
8、散熱方式:自然風冷或溫控自動散熱;
9、噪音系數:≤30dB
(三)頻率特性 頻率特性是指變壓器有一定有工作頻率范圍,不同工作頻率范圍的變壓器,一般不能互換使用。因為變壓器有其頻率范圍以外工作時,會出現工作時溫度升高或不能正常工作等現象。
(四)效率 效率是指在額定負載時,變壓器輸出功率與輸入功率的比值。該值與變壓器的輸出功率成正比,即變壓器的輸出功率越大,效率也越高;變壓器的輸出功率越小,效率也越低。 變壓器的效率值一般在60%~100%之間。
條件: INPUT :120V/60HZ
OUTPUT: 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER
12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER
溫升≤600C 電壓調整率≤10%
解答:
1、 原理圖
2、 交/直流功率、電流、電壓的轉換
A、功率 轉換系數K0=交流輸出功率/直流輸出功率
全波整流(雙臂) 橋式整流
交/直流功率轉換系數K0 1.57 1.11
交/直流電流轉換系數K1 0.707 1
交/直流電壓轉換系數K2 1.11 1.11
次級第一繞組交流輸出功率 : PSEC#1=PDC x 1.57=1.57x 1.17x30=55.1W
次級第二繞組交流輸出功率 : PSEC#2=PDC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W
次級交流輸出總功率 : P總=( PSEC#1+PSEC#2)x2=(55.1+9.42)x2=129.04W
B、電流 轉換系數K1=次級交流電流/次級直流電流
次級第一繞組單臂電流 : K1=IAC/IDC IAC=0.707 x 1.17=0.82917A
次級第一繞組電流應為雙臂電流 : I=0.82719 x 2=1.654A
次級第二繞組單臂電流 : K1'=IAC/IDC IAC'=0.707 x 0.5=0.3535A
次級第二繞組電流應為雙臂電流 : I=0.3535 x 2=0.707A
C、電壓 轉換系數K2=次級交流電壓/次級直流電壓
次級第一繞組交流電壓 : K2=UAC/UDC UAC=1.11 x 30=33.3V
次級第二繞組交流電壓 : K2=UAC/UDC UAC'=1.11 x 12=13.32V
3、 變壓器的輸出功率P2=129.04W
4、 選擇鐵心,確定電磁參量
B=15000GAUSS J=2.5~3.0A/MM2 K=0.25 效率=90%
WaSc=P2x108/4.44x60x300A/CM2X0.9X0.25X1.5X104
Sc為鐵心截面積=ah a=(D-d)/2
D為磁環外徑 d為磁環內徑 h為磁環厚度
Wa為鐵心窗口面積
若內徑孔留d/2時,Wa=dh/2
若內徑孔留d/4時,Wa=3dh/4
此變壓器選擇內徑孔留d/2,則Wa=dh/2
故有
dh/2 x ah=P2X108/26973x104-----------------------------------(1)
a=(D-d)/2----------------------------(2)
(2)代入(1)中有(若D=2d)
d2h2=4P2x108/26973 X104
d2h2=4 x 129.04 x 108/26973 X104
dh=13.83CM
當d=4.4CM時, h=3.11CM
當d=5CM時, h=2.77CM
當d=3CM時, h=4.61CM
故選擇鐵心為: 85(OD) X 44 (ID) X 28(H)
5、 圈數計算
E=4.44fNBmAe
PRI: 120X108= 4.44x60 xNPRI x1.5x104x 5.74=2301.7x104
NPRI=523T
SEC#1: 33.3X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104
NSEC#1=145T
SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104
NSEC#2=58T
6、 電流的計算
A 次級反射到初級的電流
I2’=Isec#1 NSEC#1/NPRI+Isec#2 NSEC#2/NPRI=1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A
B 鐵損電流
鐵的重量G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4)/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4)/2 x 10-3
=0.863KG
因1KG鐵片它的損耗為3W, 所以磁環的鐵損為 3X 0.863=2.59W
磁環的鐵損電流 I=2.59/120=21.6MA
C 磁化電流及空載 電流 查表 VA0=7.65W
I=7.65/120=63.75MA 空載電流產 : I0= 63.752+21.62=67.3MA
D 初級電流的有功分量
初級電流的有功分量等于鐵損電流加上次級反射到初級的電流.
I=536+21.6=557.6MA
E 初級電流
初級電流的平方等于初級電流的有功分量的平方加上磁化電流的平方
I = 0.55762+0.06732 =0.561A
F 效率=有用功/總功 x 100%
P總功=129.07/0.9=143.4W
初級電流I=143.4/120=1.195A
7 線徑的計算
初級繞組線徑Aw=I/J ф2=4x1.195/3π ф=0.712MM 取0.70MM
次級繞組線徑 фsec#12=4x1.654/3π фsec#1=0.838MM 取0.9MM
次級繞組線徑 фsec#22=4x0.707/3π фsec#2=0.5479MM 取0.5MM
8 鐵心/組間/外包絕緣
A 內貼,外圍均用1G180 12MM TAPE 2 X 3MIL X 12MM
1/2疊包5MIL MYLAR 1次
B 內貼,外圍絕緣層的厚度: t01=T01=2 X 0.08(3mil)=0.16mm
C 鐵心絕緣層在內徑一側的厚度:
t0=t01+2tZMZZKD0/d0=0.16+2x0.125x1x1.25x85/44=0.7637mm
D 鐵心絕緣層在外徑一側的厚度:
T0=T01+2tzMzZK=0.16+2x0.125x1x1.25=0.4725mm
tz絕緣材料的厚度
Mz絕緣材料1/2疊包次數
ZK絕緣疊包系數,取1.25
9、 估算繞組在鐵心窗口能否繞下
Sm2= [523 x 3.14/4 x0.72+145x 3.14/4 x 0.92+58x3.14/4x0.52]x 10-2=4.04cm2
查表3-55得: Qs=11cm2
Km2=Sm2/Qs=4.04/11=0.3674
查表3-56 , 鐵心窗口可容導線的占空系數為0.333,計算值大于允許值
(0.333<0.3674), 故不能排下.
故線徑應減小,取線徑為0.6mm.
Sm2= [523 x 3.14/4 x0.62+145x 3.14/4 x 0.92+58x3.14/4x0.52]x 10-2=2.969cm2
Km2=Sm2/Qs=2.969/11=0.2699
查表3-56 , 鐵心窗口可容導線的占空系數為0.333,計算值小于允許值
(0.2699<0.333), 故能排下.
10、 結構參量的計算
A 先繞細線
因h(磁環的高度)=28 查表得H≤48,Qs 允許繞線面積=11CM2
Km1=(523x3.14/4x0.62x10-2)/11=0.1344
查表3-56 , 一個繞組時,Km1=0.493>0.1344 可用機繞.
B 鐵心疊包絕緣后內徑和外徑
dz0=d0-2t0=44-2x0.7637=42.473mm
Dz0=D0+2T0=85+2x0.4725=85.945mm
C 第一繞組結構計算
(1)、第一繞組內、外側層數 (Kp為排繞系數,取1.15)
L1=N1dm1 Kp=523x0.6x1.15=360.87
F1=4∏L1dm1=4x3.14x360.87x0.6=2266.3
X1=∏(Dz0-dm1)=3.14x(85.945-0.6)=268
Y1=∏(dz0+dm1)=3.14x(42.473+0.6)=135.25
Z1=2∏dm1=2x3.14x0.6=3.768(兩倍的線徑周長)
在內徑一側層數: S1=(Y1- Y12-F1)/Z1=2.296 取3層
在外徑一側層數:S2=(-X1+ X12+F1)/Z1=1.11 取1層
(2)、第一繞組的繞組厚度及繞完第一繞組后變壓器內、外徑 (Kd為疊繞系數,取1.2)
第一繞組的內側繞組厚度: б1=S1dm1Kd=3x0.6x1.2=2.16
第一繞組的外側繞組厚度:△1=S2dm1Kd=2x0.6x1.2=1.44
繞完第一繞組后, 變壓器內、外徑
變壓器內徑 : dN1=dz0-2б1=42.473-2x2.16=38.153
變壓器外徑 : DN1=Dz0+2△1=85.945+2x1.44=88.825
(3)、外包絕緣后變壓器的內徑和外徑
在內徑一側的絕緣厚度: t1=2tzMzZkDN1/dN1= 2x0.08x1x1.25x88.825/38.153=0.466mm
在外徑一側的絕緣厚度: T1=2tzMzZk= 2x0.08x1x1.25=0.2mm
外包絕緣后變壓器的內徑: dz1=DN1-2t1=38.153-2x0.466=37.22mm
外包絕緣后變壓器的外徑: Dz1=DN1+2T1=88.825+2x0.2=89.025mm
D 第二繞組結構計算
(1)、第二繞組內、外側層數 (Kp為排繞系數,取1.1)
L2=N2dm2 Kp=145x0.9x1.1=143.55
F2=4∏L2dm2=4x3.14x143.55x0.9=1622.689
X2=∏(Dz1-dm2)=3.14x(88.745-0.9)=275.8
Y2=∏(dz1+dm2)=3.14x(36.735+0.9)=118.17
Z2=2∏dm2=2x3.14x0.9=5.652
在內徑一側層數: S3=(Y2- Y22-F2)/Z2=1.25 取1層
在外徑一側層數:S4=(-X2+ X22+F2)/Z2=0.52 取1層
(2)、第二繞組的繞組厚度及繞完第二繞組后變壓器內、外徑 (Kd為疊繞系數,取1.2)
第二繞組的內側繞組厚度: б2=S3dm2Kd=1.25x0.9x1.2=1.35
第二繞組的外側繞組厚度:△2=S4dm2Kd=1x0.9x1.2=1.08
變壓器內徑 : dN2=dz1-2б2=37.22-2x1.35=34.52
變壓器外徑 : DN2=Dz1+2△2=89.025+2x1.08=91.185
(3)、外包絕緣后變壓器的內徑和外徑
在內徑一側的絕緣厚度: t2=2tzMzZkDN2/dN2= 2x0.08x1x1.25x91.185/34.52=0.53mm
在外徑一側的絕緣厚度: T2=2tzMzZk= 2x0.08x1x1.25=0.2mm
外包絕緣后變壓器的內徑: dz2=DN2-2t2=34.52-2x0.53=33.46mm
外包絕緣后變壓器的外徑: Dz2=DN2+2T2=91.185+2x0.2=91.585mm
E 第三繞組結構計算
(1)、第三繞組內、外側層數 (Kp為排繞系數,取1.1)
L3=N3dm3 Kp=58x0.5x1.1=31.9
F3=4∏L3dm3=4x3.14x31.9x0.5=200.33
X3=∏(Dz2-dm3)=3.14x(91.585-0.5)=286
Y3=∏(dz2+dm3)=3.14x(33.46+0.5)=106.6
Z3=2∏dm3=2x3.14x0.5=3.14
在內徑一側層數: S5=(Y3- Y32-F3)/Z3=0.28 取1層
在外徑一側層數:S6=(-X3+ X32+F3)/Z3=0.11 取1層
(2)、第三繞組的繞組厚度及繞完第三繞組后變壓器內、外徑 (Kd為疊繞系數,取1.2)
第三繞組的內側繞組厚度: б3=S5dm3Kd=1x1.25x0.5x1.2=0.75
第三繞組的外側繞組厚度:△3=S6dm3Kd=1x0.5x1.2=0.6
變壓器內徑 : dN3=dz2-2б3=33.46-2x0.75=31.96
變壓器外徑 : DN3=Dz2+2△3=91.585+2x0.6=92.785
E、外包絕緣及內徑和外徑
外包2X3MIL MYLAR裝焊片,再疊包5MIL MYLAR一次。
dz3=dN3-2t3=dN3-2x(2tzMzZkDN3/dN3)
=31.96-2x(2x0.08x1.25x1x92.785/31.96)=30.8
DH=DN3+2T3=DN3+2(2tz++2tzMzZK+Q焊片)=92.785+2x(2x0.08x1x1.25+2x0.08+1.5)
=96.485
11、 初/次級繞組的平均長度
PRIMARY: Lm1=2(a+h)+∏[t0+T0+ (б1+△1)/2]
=2(20.5+28)+3.14[0.7637+0.4725+(2.16+1.44)/2]
=99+9.53=108.53mm
SEC#1 : Lm2=2(a+h)+∏[Dz1-D0+ (б2+△2)+(d0-dz1)]/2
=99+3.14[89.025-85+44-37.22+1.25+0.52]/2=99+20=119mm
SEC#2 : Lm3=2(a+h)+∏[Dz2-D0+ (б3+△3)+(d0-dz2)]/2
=99+3.14[91.585-85+44-33.46+0.75+0.6]/2=99+29=128mm
12、 初/次級繞組的總長度
L1=523x Lm1=523x108.53x10-3=56.76m
L2=145x Lm2=145x119x10-3=17.255m
L3=58x Lm3=58x128x10-3=7.424m
13、 初/次級繞組的銅重
Gm1=56.76x6.982x0.62=142.7g
Gm2=17.255x6.982x0.92=97.58g
Gm3=7.424x6.982x0.52=12.96g
14、 初/次級繞組的電阻
Rm1=56.76x22.4x(1/0.6)2=3.53ohm
Rm2=17.255x22.4x(1/0.9)2=0.477ohm
Rm3=7.424x22.4x(1/0.52=0.665ohm
KT=0.00393x (234.5+55+60)=1.37
熱態電阻:
r1=1.37x3.53=4.84ohm
r2=1.37x0.477=0.654ohm
r3=1.37x0.665=0.911ohm
15、 總銅損
Pm=I12r1+I22r2+I32r3=1.1952x4.84+1.6542x0.654+0.7072x0.911=6.854+1.79+0.455=9.1W
16、 電壓比核算
(1)、次級空載電壓U2
U1/U2==N1/N2 U2=N2U1/N1=33.2V
U1/U3==N1/N3 U3=N3U1/N1=13.3V
(2)、初級感應電壓E1
E1=U1-I1r1=120-1.195X3.53=114.24V
(3)、次級感應電壓E2、E3
E1/E2==N1/N2 E2=31.67V
E1/E3==N1/N3 E3=12.66V
U2=E2-I2r2=31.67-1.654x 0.654=30.59V
U3=E3-I3r3=12.66-0.707x 0.911=12.02V
經驗告訴,由于有壓降,次級圈數可增加約5%~10%.
17、 電壓調整率
△U%=(13.3-12.02)/13.3X100%=9.6%
⑸多功能組合:從單一變壓器向帶有風冷、保護外殼、溫度計算機接口、零序互感器、功率計量、封閉母線及側出線等多功能組合式變壓器發展。
⑹多領域發展:從以配電變壓器為主,向發電站廠用變壓器、勵磁變壓器、地鐵牽引整流變壓器、大電流電爐變壓器、核電站、船用及采油平臺用等特種變壓器及多用途領域發展。其中,用于城市地鐵及軌道交通的干式牽引變壓器,電壓有10、20和35kV三個等級,容量有800、2500和3300kVA,為減少諧波污染,從12脈波整流發展到24脈波整流;舉世矚目的長江三峽世界最大的840000kW發電機的勵磁變壓器,已由順特廠研制成功,并通過了國家驗收。
可以預言,21世紀的配電變壓器將屬于性能優越、低噪聲及節能的樹脂絕緣干式變壓器。
干式變壓器的技術參數
1、使用頻率:50 / 60HZ ;
2、空載電流:< 4 % ;
3、耐壓強度:2000V / min無擊穿;測試儀器:YZ1802 耐壓試 驗儀(20mA) ;
4、絕緣等級:F級(特殊等級可定制);
5、絕緣電阻:≥2M歐姆測試儀器:ZC25B 一4 型兆歐表<1000 V);
6、連接方式:Y/Y 、△/Y0 、Yo/△,自耦式(可選);
7、線圈允許溫升:I00K;
8、散熱方式:自然風冷或溫控自動散熱;
9、噪音系數:≤30dB