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湘潭干式变压器各参数的计算示例

2019-10-06 点击量:63

在传统的湘潭干式变压器设计中,由于磁芯材料的限制,湘潭变压器厂家其工作频率较低,一般在20kHz左右。随着湘潭干式变压器技术的不断发展,湘潭干式变压器系统的小型化、化和大功率化已成为一个永恒的研究方向和发展趋势。因此,研究使用频率更高的湘潭干式变压器是降低湘潭干式变压器系统体积、提高湘潭干式变压器输出功率比的关键因素。

本例中的变换器采用单端反激式工作方式,单端反激变换器在小功率湘潭干式变压器设计中应用非常广泛,且多路输出较方便。单端反激湘潭干式变压器的工作模式有两种:电流连续模式和电流断续模式。前者适用于较小功率,副边二极管存在没有反向恢复的问题,但MOS管的峰值电流相对较大;后者MOS管的峰值电流相对较小,但存在副边二极管的反向恢复问题,需要给二极管加吸收电路。这两种工作模式可根据实际需求来选择,本文采用了后者

  设计湘潭干式变压器时大多需要考虑下面问题:变换器频率f(H2);初级电压U1(V),次级电压U2(V);次级电流i2(A);绕组线路参数n1、,n2;温升τ(℃);绕组相对电压降u;环境温度τHJ(℃);绝缘材料密度γz(g/cm3)

  1)根据湘潭干式变压器的输出功率选取铁芯,所选取的铁芯的户,值应等于或大于给定值。

2)绕组每伏匝数

  湘潭干式变压器参数计算

  一. 电磁学计算公式推导:

1.磁通量与磁通密度相关公式:  

Ф = B * S

  B = H * μ

  H = I*N / l

2.湘潭干式变压器中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式:

  EL =⊿Ф / ⊿t * N

⑷  EL = ⊿i / ⊿t * L

  由上面两个公式可以推出下面的公式:

  ⊿Ф / ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得:

  N = ⊿i * L/⊿Ф  再由Ф = B * S 可得下式:

  N = ⊿i * L / ( B * S )   且由⑸式直接变形可得:

 ⊿i = EL * ⊿t / L

 联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式:

  L =(μ* S )/ l * N2

 这说明在磁芯一定的情况下湘潭干式变压器量与匝数的平方成正比(影响湘潭干式变压器量的因素)

3.湘潭干式变压器中能量与电流的关系:

  QL = 1/2 * I2 * L

4.根据能量守恒定律及影响湘潭干式变压器量的因素和联合⑺⑻⑼式可以得出初次级匝数比与占空比的关系式:

  N1/N2 = (E1*D)/(E2*(1-D))

二. 根据上面公式计算湘潭干式变压器参数:

  1. 湘潭干式变压器输入输出要求:

  输入直流电压: 200--- 340 V

  输出直流电压: 23.5V

  输出电流: 2.5A * 2

  输出总功率: 117.5W

  2. 确定初次级匝数比:

  次级整流管选用VRRM =100V正向电流(10A)的肖特基二极管两个,若初次级匝数比大则功率所承受的反压高匝数比小则功率管反低,这样就有下式:

  N1/N2 = VIN(max) / (VRRM * k / 2)

  这里安全系数取0.9

 由此可得匝数比N1/N2 = 340/(100*0.9/2) ≌ 7.6

3. 计算功率场效应管的最高反峰电压:

  Vmax = Vin(max) + (Vo+Vd)/ N2/ N1

  Vmax = 340+(23.5+0.89)/(1/7.6)

  由此可计算功率管承受的最大电压: Vmax ≌ 525.36(V)

4. 计算PWM占空比:

  由⑽式变形可得:

  D = (N1/N2)*E2/(E1+(N1 /N2*E2)

  D=(N1/N2)*(Vo+Vd)/Vin(min)+N1/N2*(Vo+Vd)

⒀  D=7.6*(23.5+0.89)/200+7.6*(23.5+0.89)

  由些可计算得到占空比 D≌ 0.481

5. 算湘潭干式变压器初级湘潭干式变压器量:

  为计算方便假定湘潭干式变压器初级电流为锯齿波,也就是电流变化量等于电流的峰值,也就是理想的认为输出管在导通期间储存的能量在截止期间全部消耗完。那么计算初级湘潭干式变压器量就可以只以PWM的一个周期来分析,这时可由⑼式可以有如下推导过程:

  (P/η)/ f = 1/2 * I2 * L

  将此算式代入⒂式变形可得:

  L = E2 * D2 *η/ ( 2 * f * P )

⒃  这里取效率为85%, PWM频率为60KHz.

  在输入电压最小的湘潭干式变压器量为:

  L=2002* 0.4812 * 0.85 / 2 * 60000 * 117.5

  计算初级湘潭干式变压器量为: L1 ≌ 558(uH)

  计算初级峰值电流:

  由⑺式可得:

  ⊿i = EL * ⊿t / L = 200 * (0.481/60000 )/ (558*10-6)

  计算初级电流的峰值为: Ipp ≌ 2.87(A)

  初级平均电流为: I1 = Ipp/2/(1/D) = 0.690235(A)

  6. 计算初级线圈和次级线圈的匝数:

  磁芯选择为EE-42(截面积1.76mm2)磁通密度为防治饱和取值为2500高斯也即0.25特斯拉, 这样由⑹式可得初级湘潭干式变压器的匝数为:

  N1= ⊿i * L / ( B * S ) = 2.87 * (0.558*10-3)/0.25*(1.76*10-4)

  计算初级湘潭干式变压器匝数: N1 ≌ 36 (匝)

  同时可计算次级匝数: N2 ≌ 5 (匝)

7. 计算次级线圈的峰值电流:

  根据能量守恒定律当初级湘潭干式变压器在功率管导通时储存的能量在截止时在次级线圈上全部释放可以有下式:

  由⑻⑼式可以得到:  Ipp2=N1/N2* Ipp

⒄  Ipp2 = 7.6*2.87

  由此可计算次级峰值电流为:Ipp2 = 21.812(A)

  次级平均值电流为I2=Ipp2/2/(1/(1-D))= 5.7(A)

6.计算激励绕组(也叫辅助绕组)的匝数:

  因为次级输出电压为23.5V,激励绕组电压取12V,所以为次级电压的一半

  由此可计算激励绕组匝数为: N3 ≌ N2 / 2 ≌ 3 (匝)

  激励绕组的电流取: I3 = 0.1(A)

以上就是小编为大家总结的关于湘潭干式变压器的技术参数怎么计算的介绍,希望可以帮到大家,如果想了解更多的湘潭干式变压器的信息,那就点击湘潭干式变压器资讯吧!

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