环形变压器

2017-11-04 21:23分类：电子元器件阅读：

自米切尔·法拉第发了解变压器以来,变压器出产技能和运用资料发作了严峻改动.开端因为线圈骨架上简略绕线,叠片变压器得到广泛运用.但是因为叠片变压器的磁路有气隙,磁路的有用性不高.C型铁芯变压器尽管减小了气隙,并保存了线圈骨架上简略绕制线圈的利益,但是磁路中仍有气隙.
高速环型变压器绕线机的创造,使得有或许活络地把导线绕在关闭的环型铁芯上,因而能够体现无气隙铁芯的悉数利益.无气隙铁芯变压器峻峭等容量的叠片变压器比照,有体积小、分量轻、漏磁小等利益.这些年,因为劳作力本钱急剧上升和绕线技能不断改进,环型变压器与叠片变压器的价差很小.现在,与叠片变压器和C型变压器比照,15~50VA的环型变压器报价较贵,200~500VA环型变压器的报价略低一些,500VA以上环型变压器的报价有很大优势.但是,在许多运用中,环型变压器的技能特性优势更首要.
环型铁芯
环型铁芯由硅钢带盘绕而成,很象一个绕紧的挂钟发条,绕好后浸渍并封装于塑料壳内,铁芯能够涂覆.
1990年,铁芯资料的最严峻创造是:在低含碳量0．04%热轧低碳钢中,进入少数的硅,构成合金,改进了热轧硅钢带的功用.新资料虽打败了磁性退化疑问,但导磁率和延展性降低,冲压和成型艰难.
l930年冷轧硅钢带在压延方向上的磁特性得到严峻改进,晶粒取向性、硅钢带的作业磁通密度、导磁率大大跋涉,损耗削减.怅惘的是,这些利益只需在磁通与晶粒方向一同的条件下,才调够得到.关于叠片铁芯磁路的研讨标明,大约有40%铁芯与最优方向成90°;别的40%做为磁通回路,剩下的一小有些铁芯能够充沛体现潜能状况.但是,在环型铁芯中,磁通方向总与晶粒方向一同,但当晶粒取向与磁通方向成90°时,GOSS的有用性比热轧硅钢带的功用还要差.
GOSS铁芯的均匀作业磁密大约为1.6T,相应的热轧硅钢带大约为1．3T,两种资料相应的耗费为0．45W/1B和1．25W/1B,比铜损小许多.
低铁损的首要要素是,环型铁芯有一个接连不断的磁路,而叠片铁芯变压器在EI片间有气隙;因而,存在较大的气隙磁阻是叠片变压器的首要缺陷.
在磁性元件中,空气空位的滋阻远远大于铁芯的滋阻.空气空位的磁阻不只使叠片铁芯变压器功率降低,而且还会使气隙边际磁密添加.一有些磁通漏到变压器周围的空间,在导线、印制板和无源元件上发作寄生电动势.为了削减气隙的影响,可选用C型铁芯.把钢带绕在芯轴上,浸渍后切成两半,磨光切开的外表,抛光并蚀刻.这么,两有些铁芯在线圈骨架内触摸时,空位很小.环型铁芯没有空气空位,而且有反向盘绕的绕组,可进一步减小寄生磁场,电噪声可减小到叠片变压器的1/7~1/十.
环型铁芯不光磁功用优秀,而且还有许多机械方面的利益:片间压力能够严峻操控,而且可抵达95%的同一水准.选用浸渍技能,可使铁芯变成健旺的全体,在绕线和加工进程中不变形;因为环型铁芯十分健旺,削减了磁致弹性力的影响;因而削减了振荡和音频噪声.
环型变压器有许多固定办法,最常用的办法是运用环型变压器的基地孔固定.应当留神,螺钉等固定件不该当使变压器的顶部压板与下底板一同接地,避免构成一个短路环.这种状况应当分外留神.
环型铁芯的直径/高度/宽度比能够依照央求随意改动.通常,变压器的分量跟着高度的添加而削减,但是铁芯高度、导线均匀匝长和铜重添加,抵消了铁重的减轻.
最常用的功用优秀的铁芯直径、高度和宽度的份额是:4×2×1或5×3×1．5和6×2×0.5;运用中,宽度或高度没有捆绑.
绝缘需求较大的基地孔,外表积央求不严峻但高度有捆绑时,都能够选用.铁芯计划还受绕线机捆绑,铁芯有必要有满意大的基地孔,以便线梭顺疏经过.
环型变压器的绕组
绕线时,导线经过铁芯基地孔,绕到铁芯,外外表,再绕回基地孔.绕线是运用可将铁芯套入的开口环型线梭完毕的;把恰当长度的导线绕入线梭的线槽内,导线的一端固定在铁芯上:将导线从线梭绕在铁芯.当所需的匝数绕完后,剽余的导线从线梭上除掉,然后翻开线梭开口,将铁芯从线梭中取出.绕组和铁芯规范受绕线机捆绑,对线梭的央求与导线和绝缘有关,铁芯的最大高度也受线梭直径捆绑.绕组的另一个效果是安靖铁芯,以减小电磁振荡,降低声频噪声,还能够作为绕组间的静电屏蔽.运用分外的绕线技能,或许减小绕组的磁场影响.规范环型绕线机的最高绕线速度为2000匝/分.由延伸性和绝缘性超卓的导线制成的绕构成品率极高.
运用
环型变压器显着优于叠片铁芯变压器的实例是:船用低压高亮度导航灯的电源变压器,可设备在全方位无线电信标机天线杆的顶端上.其它变压器设备在这种方位上很艰难,但是,环型变压器有基地孔,只需筒单地套在天线秆上,接上电源即可.
环型变压器的低辐射场是它固有的利益.当运用叠片变压器时,若辐射噪声过大,可选用屏蔽技能,当这种办法仍不能抵达央求时,应中选用环型变压器.
因为环型变压用具有低噪声持性,因而美国将它用于高保真度音响设备和视频闪现终端;日本把它用于功率拓宽器、电子实验仪和通用设备.当坏型变压器固有的低噪声特性不能满意央求时,可外加低碳钢或微金属罐屏蔽.
应当留神,在半波整流电路中,不能用环形变压器.因为,它发作不对称于S/H轴的磁滞环.这么,铁芯发作单独向极化并饱满.运用桥式整流器能够打败这个缺陷.用冷轧带制造的容量较大的环型变压器与用热轧带制造的叠片变压器比照,剩磁较高.这么,当铁芯中磁密较高时;变压器与电源断开后,铁芯将保存磁通值的80%,假定变压器在剩磁方向上再次通电,铁芯磁通将很快从剩磁值抵达饱满值,这么顷刻间起动磁化电流只由初级绕组的低组抗捆绑,这个起动电流将烧断稳妥丝、因而,在初级电路内,应参加防浪涌
稳妥或软起动电阻.
现在受绕线机的捆绑,可制造的环型变压器最大容量为十kVA.关于通常电子设备来说.这个容量现已满意了.
首要利益
环型变压器首要利益是辐射场较低和功率较高.在规范和分量折半的状况下,能够抵达给定的容量,假定运用容量稍大—些的变压器,则变压器的温度能够降低.基地孔固定办法使环型变压据很简略设备打印电路板上.
环型变压用具有高度的活络性,可依据机箱与全体设备的央求,计划变压器的规范.因为制造环形变压器不需求冲模,也不需求线圈骨架注塑模具,所以出产周期短,适用于中小批量出产,能够满意今世电子设备不断改型的需求.