高頻電源變壓器設計原則要求和程序(編輯修改稿)
2025-08-03 16:22 本頁面
【文章內容簡介】 源變壓器一直長期運行,年總損耗相當可觀,有可能達到上10GW,提高高頻電源變壓器效率,可以少消耗煤和石油,可以少排放CO2, SO2,NOx,廢氣,廢水,煙塵和灰渣,提高效率是高頻電源變壓器一個主要的設計要求,一般效率要提高到95%以上,損耗要減少到5%(鐵損)和繞組損耗(銅損).,工作頻率越低,繞組匝數(shù)越多,:50Hz,100kVAS9型三相油浸式硅鋼電力變壓器,100kVASH11型三相油浸式非晶合金電力變壓器,“辨析”一文中所說那樣,工頻變壓器從熱穩(wěn)定熱均勻角度出發(fā),繞組匝數(shù)減少,雖然由于趨表效應和鄰近效應存在而使繞組損耗增加,有可能出現(xiàn)銅損和鐵損相等的情況,超過這一段工作頻率,也并不象“辨析”一文中所說那樣是由于“高頻變壓器采用非常細的漆包線作為繞組”.導線粗細的選擇,雖然受趨表效應影響,但主要由高頻電源變壓器的傳送功率來決定,選用非常細的漆包線作為繞組,反而會增加銅損,中小功率高頻電源變壓器的工作頻率在100kHz左右,鐵損已經(jīng)大于銅損,而成為高頻電源變壓器損耗的主要部分. 正因為鐵損是高頻電源變壓器損耗的主要部分,在介紹軟磁磁芯材料鐵損時,也必須標明 PB/f〔式中工作磁通密度B的單位是T(特斯拉),工作頻率f的單位是Hz(赫芝)〕.例如,工作頻率為 ,在介紹軟磁磁芯材料鐵損時,必須指明它的工作溫度,特別是軟磁鐵氧體材料,對溫度變化比較敏感,在產品說明書中都要列出25℃至100℃的鐵損. 軟磁材料的飽和磁通密度并不完全代表使用的工作磁通密度的上限,在新的電源變壓器用軟磁鐵氧體材料分類標準中,把允許的工作磁通密度和工作頻率乘積Bf,作為材料的性能因子,PW2,PW3,PW4,PW5等5類,性能因子越高的,工作頻率越高,PW3類軟磁鐵氧體材料,工作頻率為 100kHz,極限頻率為300kHz,性能因子Bf為10000mTkHz,即在100mT()和100kHz下,100℃時損耗a級 ≤300kW/m(300mW/cm3),b級≤150kW/m3(150mW/cm3).日本TDK公司生產的PC44型軟磁鐵氧體材料達到PW3a級標準,達不到PW3b級標準. “設計要點”一文中提出高頻變壓器使用的鐵氧體磁芯在100kHz時的損耗應低于50mW/cm3,沒指明是選哪一類軟磁鐵氧體材料,:損耗對應的工作磁通密度是《電源技術應用》2003年6期“設計要點”~?還是《電源技術應用》2003年1/2期“設計要點”?,?要達到100kHz下鐵損低于 50mW/,以便讀者也去購買. 在某一段工作頻率下,高頻電源變壓器的繞組損耗(銅損)與鐵損相接近時,例如,銅損/鐵損=100%~25%范圍內,銅損也不能忽視,往往在設計中取原繞組的銅損等于副繞組的銅損,以便簡化設計計算過程,這并不象“辨析”一文中所說的那樣:“只是工頻變壓器設計的一種經(jīng)驗規(guī)則,”,由于熱阻不容易準確確定,為了簡化計算,為了簡化計算,對不同工作頻率,不同功率的高頻電源變壓器推薦不同的繞組電流密度,也是必要的,但不限于某一個電流密度值,例如,2A/mm2~3A/:實現(xiàn)高頻電源變壓器設計要求的方法并不限于一種,應當允許進行多種多樣的探索.“你走你的陽關道,我走我的獨木橋”.為什么一定要按你指定的道路走,才不是“錯誤概念”呢? 降低成本 降低成本是高頻電源變壓器的一個主要設計要求,和其他商品一樣,往往會在競爭中被淘汰. 高頻電源變壓器的成本包括材料成本,?是否方便采購?是否要備有多少庫存量?磁芯,線圈和總體結構的加工和裝配工藝復雜還是簡單?需要人工占的比例多大(實現(xiàn)生產過程的機械化和自動化,可以減少人工工時,更能保證產品的一致性和質量)?是否需要工模具?質量控制中需
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