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如何设计扼流圈变压器详细介绍

扼流圈变压器是一种特殊类型变压器，其通常作用是通直流、阻交流电感线圈，再加上铁心组成一个滤波性变压器，它能降低峰值电压，而且降低无效功率，提高有效功率的滤波电气部件。在电子电路中应用相当广泛。在日异更新的电器产品中，要求其电气特性更加严格。如何使品质更加优良，其中追加扼流圈变压器是非常必要的。因此如何更好设计出一款性能好的产品，对设计者提出了更高的要求，本文提供的设计方法是如何设计出性价比好的扼流圈变压器,如何合理地选择估算输出功率、骨架型号、线径大小、温升等等。

大家都知道，电感计算方法很多，通用计算式如下：

L=电感值(H亨利)

N=线圈的圈数

μ=磁导率

Ae=铁心的截面积(cm2)

Lc=磁路长(cm)

I=电流(A)

所以影响电感值的因素很多，与磁导率、圈数的平方、铁心的截面积成正比，与平均磁路长成反比。

如果要确定扼流圈变压器的大小，需根据以下计算式进行计算：

计算扼流圈变压器的容量VA=LI2

如果是无间隙铁心情况下:

LI2=3.35Ae2×10-3 (经验公式)

如果在EI型铁心情况下，此公式可变换成：

其中：L=电感值(H亨利)， I=电流值(A); Ae=铁心截面积(cm2)

Ae=A×B×0.9 (cm2) (A=中间铁心的长度cm，B=铁心的厚度cm)

如图1所示。

为了更详细说明以上问题，现举例EI型扼流圈变压器的设计方法。

此变压器的规格条件如下：

① 电感L=0.5H

② 使用频率数F=50Hz

③ 电流A=70mA(直流)

④ 直流电阻=35Ω±10%

1、首先由容量来确定铁心的尺寸：

根据上述公式：

由铁心资料可选取EI-28-A0 (厚度为11mm) S=1.1×0.8×0.9=0.8 cm2)

2、铁心容积为

V=(2.5×2.8-2×(0.6×1.7))×1.1×0.9=4.91(cm3)

3、磁路长Lc=6.2cm

详细EI28铁心尺寸见如图2所示。

4、附件中曲线图可得(可见下页所附图4)：

根据附图4，可很快得出以下的结果及间隙长度值：

N= 6.2×11.5/0.07=1018 (圈)

5、求线径：70℃温升以下，电流密度需在5A以下，可选线径为Φ0.18，但仍需确认卷线占据率是否可满足。

6 、Rdc=平均卷线长×卷数×Φ0.18的Ω/Km的值;

=5.26×1018×715/100000=37.6Ω

实测：35.2Ω

7、由于需要间隙，铁心E和I间需有间隙片进行隔离开来，所以根据经验，铁心组合为以下几种情况：

①当无间隙片 L=0.25H (当电流为0.5A)

②025MF1(之间为0.025mm厚)，L=0.47H(当电流为0.5A)

③45K1 (之间为0.45mm厚)，L=0.5H(当电流为0.5A)

④45K1+025G1(之间为0.475mm厚)，L=0.43H(当电流为0.5A)

组合方式如下：

本变压器用45K绝缘纸板1块作为间隙片，即可满足以上要求。

当然，如果在铁心E片中开一定的间隙长度，然后将E和I片熔接在一起，对于防振动效果更加良好，如果当铁心相当大时，需要追加防振动使用的特殊专用材料间隙片。所以要设计一款良好的扼流圈变压器，需长期经验总结，不断地改善，才能较圆满满足客户的要求。

干式变压器回收的温度控制系统

回收干式变压器的运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。

(1)风机自动控制：通过预埋在低压绕组热处的Pt100热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运行温度上升，当绕组温度达110℃时，系统自动启动风机冷却;当绕组温度低至90℃时，系统自动停止风机。 变压器回收网。

(2)超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高，若达到155℃时，系统输出超温报警信号;若温度继续上升达170℃，变压器已不能继续运行，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器迅速跳闸。

(3)温度显示系统：通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测取温度变化值，直接显示各相绕组温度(三相巡检及值显示，并可记录历史温度)，可将温度以4～20mA模拟量输出，若需传输至远方(距离可达1200m)计算机，可加配计算机接口，1只变送器，多可同时监测31台变压器。系统的超温报警、跳闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作，进一步提高温控保护系统的可靠性。

电力变压器主要由五个部分组成：1、铁芯；2、带有绝缘的绕组；3、变压器油；4、油箱；5、绝缘套管。

铁芯：变压器的铁芯是变压器的磁路。由于变压器铁芯中的磁通为一交变磁通，为了减小涡流损耗，变压器的铁芯用电工钢片叠成。

绕组：按照绕组在铁芯中的排列方法分类，变压器可分为铁芯式和铁壳式两类。变压器绕组的基本形式有同芯式和交叠式两种，铁芯式变压器常用同芯式绕组，铁壳式变压器常用交叠式绕组。

变压器油：变压器油的作用是双重的：1、可以增强绝缘；2、铁芯和绕组中由于损耗而发出热量，通过油在受热后的对流作用把热量传送到铁箱表面，再由铁箱表面散到四周。

油箱：油箱的作用是为了减少油与空气的接触面积以降低油的氧化速度和侵入变压器的水分；

绝缘套管：绝缘套管由中心导电铜杆与瓷套等组成

上一篇：回收变压器绕组的变形测试技术分析

众所周知变压器在运行中，不可避免地受到出口短路或近区短路故障的冲击。在运输安装过程中，也可能受到碰撞冲击。在这些冲击力（包括电动力和机械力）作用下，变压器绕组有可能发生变形。比如，发生轴向径向尺寸变化、位移、扭曲、鼓包等。因此而导致匝间短路，终造成变压器损坏。

变压器发生短路变形后，通常只进行常规试验，比如，测量变化、直阻和电容等。由于常规试验对于检测变压器绕组变形很不灵敏，可能导致本已发生绕组变形的变压器被误诊为正常而投入运行。这将会产生严重的后果。

那么，变压器遭受冲击后，绕组是否一定会变形呢？如发生变形能否继续运行？如能运行又能运行多长时间？如不能运行是否应该退出呢？

诸如此类问题，单靠常规的电气试验是无法解决的。即使采用费时耗力的吊罩检查，也只能检查到围层或外层绕组，而对于判断里层绕组是否变形确是非常困难的。况且，吊罩检查所需要的费用又是巨大的。

原因分析

变压器绕组变形通常的原因是：从设计原因分析，设计时对变压器的抗短路能力考虑不足，选择材料强度不够；从制作工艺分析，制作时，绕组缠绕不紧，干燥不充分，加压不均匀，撑条不紧，同心度偏差大；从运行原因分析，出口短路频繁，相互干扰，造成运行水平不高。此外，运行过程中发生碰撞、倾斜；专业试验人员自身素质存在不足等也是变压器绕组变形的原因。

相应对策

笔者认为，设计时应充分考虑变压器的抗短路能力，变压器出厂时，必须经过抗短路能力试验；变压器绕组缠绕应紧密，垫片应充分干燥；运行人员注意巡视观察，减少短路发生；运输及安装过程中，严格遵守有关操作规程；试验人员应能熟练操作测试仪器。

除采取相应的对策外，各单位有关技术人员还应实施相应措施。诸如严把进货关，进货时应加强相应的技术检查，检查该变压器是否进行了变形试验，是否有合格证，相应数据是否齐全；运输、安装和大修过程中，尽量避免发生碰撞或较大幅度倾斜，避免发生绕组碰撞、扭曲和位移；新变压器在投运前，一定要进行绕组变形试验，积累原始数据，并认真做好相关试验纪录；提高运行水平，避免发生出口短路，若发生短路，保护应能够尽快动作，从而减少对变压器的短路冲击；试验过程中，应注意外界各方面对试验结果产生的影响，尤其是接地不良，引线短路或接地等。

总之，变压器绕组变形已经成为变压器发生损坏事故的重要原因之一。绕组发生变形虽然只是个别情况，但是，它对变压器所造成的危害极大。对变压器绕组进行变形测试，就能够有效地发现种种变形原因，从而采取相应的对策和措施，为变压器运行提供可靠保障。目前，变压器绕组变形测试，是高压电气试验专业新型的研究课题，又是一项技术性较强的工作，为此，有关专业人员需认真学习新知识，积累新经验，研究新课题，以更好的及时发现问题、解决问题。