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【原创】选线径与温升计算(长篇连载)

  • 2015-07-12 02:32
  • st`johns

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    在进行电器计算时,新手往往会问多大电流应该去选多大线径。有位多产作家也想出本书叙述这样的问题。出本书说明这个问题不是一两句话可以解决,书还没有见到(至少对我来说)说明这个问题有一定难度或没有时间去写,我们只能探讨这个问题复杂在什么地方,为什么不能简单回答你,如果有人简单告诉你,用电流密度选线径就是了,它的弊病又在哪里呢?

     

    同是电子工程师,请一定不要吝啬你的赞!

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 06:37

    @

     

    选线径有两种方法

    A      按电流密度去选线径

    B      按槽满率去选线径

    先谈谈按电流密度选线径的方法

    1.按经验选线径

    2. 根据允许温升计算电流密度

    3. 根据允许电压调整计算电流密度

    4. 按经济条件确定电流密度(本文略)

             5  根据导线机械强度计算线径

     6.高频变压器线径要考虑趋肤效应。按趋肤效应要求计算线径

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 07:50

    @st`johns

     

    选线径有两种方法

    A      按电流密度去选线径

    B      按槽满率去选线径

    先谈谈按电流密度选线径的方法

    1.按经验选线径

    2. 根据允许温升计算电流密度

    3. 根据允许电压调整计算电流密度

    4. 按经济条件确定电流密度(本文略)

             5  根据导线机械强度计算线径

     6.高频变压器线径要考虑趋肤效应。按趋肤效应要求计算线径

     

    能按经验按经验选线径有什么不好,这是掌握电流密度范围的工程技术人员最好的选线径的方法,没有经验怎么办,热心的前辈会告诉你约为3-5(安/平方毫米),这是一种粗略的估算,先不说数据对不对,如果电流为1A,线经0.63~0.45mm,这是裸线直径,如用QA-1导线带绝缘直径就是0.679~0.491按导线面积来说两者相差1.9倍。初学者很难掌握该取多大电流密度。这种计算方法的

    优点是快捷,

    缺点是

    1,看你的经验准确不准确,在小范围之内你的经验有用,换一个环境你的经验不一定有用,你的经验在某一允许温升范围内、或某一种铁心材料的先决条件下是千真万确的出了你经验范围,你也估算不到电流密度该取多大。查一下“新编电子变压器手册”50HzCD一级品铁心,电源变压器参数表,电流密度在1.59~-5.22范围内。

    2,这种计算方法快是快但遗留给后继的工作量也大,不知绕不绕得下,也不知绕的松满程度。好在设计与打样是一个人这些问题掩盖下来了。

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 08:51

    @

     

    根据允许温升计算电流密度

    一个铁心的允许温升与铁心材料确定以后,变压器的允许电流密度可以通过计算公式计算出来。当然不同的允许温升与铁心材料也会不同,为什么不能计算出表格让大家查查表就行了,这是因为除工作量大外,要有温升实际实验数据,过去的变压器参数表是电子工业部牵头,标准化所主办,某个工厂协办提供场地与设备,全国变压器精英出力,实验材料可以报销,是老一辈变压器工作者集体的结晶。电流密度的计算不难,特别是现在可以编成软件来计算。难的是计算公式中有一个铜损,不同温升铜损也不同,要命的实际温升是实验出来的不是计算出来的,而铜损与温升有密切关系、目前的情况是掌握有大量实验温升数据的是现场工程技术人员,他们是拿来主义,不会去关心温升计算问题。没有人去总结,老板也不允许你定下来总结,就是总结出来,你也是整个铁心系列中一部分。每个变压器厂不可能生产全系列铁心,而从事教学工作的并不掌握温升数据,难以出这方面的书。变压器的实验数据难在不同规格的实验数据不能通用,铁路警察个占一方。

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 11:16

    @

    电流密度由温升确定1

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 11:24

    @

    在电流密度计算公式中可看温升Δτm是由使用条件确定,散热系数αm要实验确定,散热面积(Fm)根据变压器结构来计算.Gm为铜线总重量。下面我们讨论确定Gm的因素。

    当一个变压器初级圈数确定以后,按线圈绕满来计算Gm有三种情况,

    第一升压变压器,次级的线经较初级细

    第二1:1隔离变压器,次级的线经接近相同

    第三降压变压器,次级的线经较初级粗

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  • st`johns

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    2015-07-12 15:25

    @

     

    有的网友可能会提出这样的问题,你那么啰嗦想干什么,骨架确定以后,铜线的总重量不是就确定了,其实不然,不同的骨架形式。套装、工字、王字型骨架,同样的线径他们能绕下的线不同。因此铜的总重量也不同。同样的功率,初次级线径不同铜的总重量也不同。目前大多数降压变压器次级电压在10伏以下。我们来看一下。一个3瓦变压器用的铁心是EI 41x13,5 用套装式骨架,初级37950.1mm的线。次级1290.5mm的线,初级导线的重量是14,4克,次级导线的重量是19.4克。两者相差以初级绕组重量为准为34%。若以次级重量为准,两者相差26%也就是说电流密度会相差12-16%。为什么会相差那么多?因为绕不绕的下是以带绝缘导线的直径来算,例如QA-1导线0,1mm带绝缘直径是0.125mm0.50导线带绝缘直径是0.544前者裸线面积与带绝缘面积之比为0.64.后者裸线面积与带绝缘面积之比为0.845两者相差32%,与前面导线重量比较相符。为什么要用带绝缘面积比较,这是骨架能否绕线取决于带绝缘面积而电流密度计算出来的是裸线面积。当然计算出来的电流密度普遍来说要精与经验电流密度,但是除了C型铁心系列外,你查不到计算出来的电流密度。

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 15:33

    @

     

    根据允许电压调整计算电流密度其计算公式如下

    电流密度由电压调整率确定

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  • st`johns

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    2015-07-12 15:41

    @

     

    从公式计算来看根据允许电压调整计算电流密度不存在实验数据问题,但过去允许电压调整只允许5%,而现在一些适配器设计已达到50%,这一类变压器应用的范畴比较小。

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  • st`johns

    LV.1

    2015-07-12 15:58

    @st`johns

     

    根据允许电压调整计算电流密度其计算公式如下

    电流密度由电压调整率确定

     
    电压调整率
     
    定义:是指一次侧加50Hz或60Hz额定电压、二次空载电压与带负载的二次电压之差,与二次额定电压的比值,即
     
     

    电压调整率定义

     
    电压调整率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。
     
     
           由表达式可知,电压调整率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。

     

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  • st`johns

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    2015-07-12 16:46

    @

     

    B  按槽满率去选线径

    什么叫槽满率。就是检验骨架中可绕线面积导线的松满程度,槽满率是借鉴线绕电机在设计中一项重要指标,利用电机的计算经验用在变压器设计上,是检验设计好的线圈能否嵌进电机槽满率这个检验数据已经有百年历史了,数据如下

     

    槽满率

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