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发表于 2007-12-8 08:54:46
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1 5kW自耦式漏磁变压器
- o6 G0 O( B7 n- g G5 Q4 u 按图2所示的电路图设计一台5kW自耦式UV灯漏磁变压器，其电气参数如下：" n7 V# M1 j, Q& A* g' U8 P
UV灯管的额定功率：P=5kW9 ?. D7 |& p6 E# l% _+ C* f( Y
灯管电压：U=1000V
{6 f k" ^% Q( }2 \9 J7 J灯管电流：I=5A) H" Z: H) U. d8 Q
变压器输入电压：U1=380V，f=50Hz
& U& U5 C- k( W 变压器输出电压：U2=1170V# ]. u" Z4 `& r. S
额定负载电流：I2=5A
! Y, p+ T5 c3 X% b. K+ J" {% k 绝缘等级：B级（130℃）- C" \# P( ?0 b9 ^' q0 i
温升：Δτm≤80℃(在强迫风冷条件下)
* Q n" B8 B1 H% z @4 L& s 耐压：3000V，10mA，1分钟! |* _' ~, K" [ _4 X( W9 w
计算步骤如下：4 D9 H+ \9 i* Y8 t; B
1）变压器容量PT=U2I2=1170×5=5850VA V# J' R# `5 \+ M1 i7 d
2）变压器输入电流I1由下式求出：% g' N, r% b0 j, _
I1=PT/U1=5850/380=15.4(A)" d; X9 s! r! ~$ Z( M6 D
3)输出绕组电流I2=灯管电流=5A) q" m: ~, ^; @; U
4)变压器输入端公共部份绕组N1的电流I1′，因输入电流和输出电流的方向相反，所以有一部份电流被抵消，故： * d% Z' z$ S0 D- }* R8 `) r1 g
I1′=I1－I2=15.4－5=10.4(A)
y" _9 ]' P3 w* ^) o6 v 5)绕组N2的电压U2′' }9 H# w* x. w1 [: A
U2′=U2－U1=1170－380=790(V)
+ K" U5 C" f, q W1 z6 d# k5 t 6)变压器平均功率P
% T# Z; A4 K& P: j+ y P=（U1I1′＋U2′I2）/2=（380×10.5＋790×5）/2=3970(VA)! |! R+ l; o" o" M( M1 I
7)求铁心截面积SC2 W2 o, t1 k8 e# h% _, i x
UV灯漏磁变压器的次级回路工作在RLC谐振状态，铁心处于饱和条件，若采用DW360－50无取向冷轧硅钢片，磁感应强度B的值可取到约1.5T～1.6T，所以铁心截面积 . f/ i9 X) o$ ~3 u+ Z" E M" m
8)确定铁心尺寸
# L8 i6 ] P/ q! B 铁心截面积SC=abKC=6×8×0.95=45.6()
1 \& x" Y( Z; C 铁心磁路长度LC=72cm& R9 F; w1 G) N( V7 r* c8 l- E# T
铁心重量GC为：
+ |% h; b/ q$ D9 s GC=SCLcr×10－3=45.6×72×7.7×10－3=25.3kg: `6 ~! s; \; R; F
9）计算初级绕组匝数7 X- p5 I2 k# k c1 K
N1=U1×104/4.44fBSC=380×104/4.44×50×1.55×45.6=242（t） , C/ _# v' W- X) Q- f& q% B* Y
10)每伏匝数6 B2 h: w4 }1 }
TV=N1/U1=242/380=0.637（t/v）! f# A0 r! {* d& V- ^) h
11）次级匝数$ u; e9 d5 T# }3 z8 g3 q
N2=1.035U2TV=1.035×790×0.637=520(t)
1 r/ v; y5 B0 q& l2 l Z | 12）初级导线直径d1
* N( _6 F: R% j/ z: B( \ } 13)次级导线直径d2
& D5 a+ g; Z: ?& p; c$ ~* J 14)各绕组排列
) v8 e) L+ L/ c+ ]% i 初级分两个线包，每个线包用QZ－2.5漆包线绕121t，装配时串联；+ N: A. N D6 D1 D1 g
次级也分两个线包，每个线包用QZ－2.1漆包线绕260t，装配时串联。
6 H% c1 Z; p( _! l9 N" K$ k, ]# h 4个线包组装在铁心上的外形结构如图1所示。
& I7 Y7 |: `% n2 P, M 2 UV灯漏磁变压器的调试; v* f% {# W. Z. }( j) e& e$ C
5kWUV灯漏磁变压器必须按图2所示的电路联接，并在UV灯点亮时产生强烈的紫外光线，以防止紫外线灼伤人的皮肤，必须将UV灯管用金属罩子罩起来，必要时，调试人员还应戴好太阳眼镜。
, U5 t0 J9 W8 {* d) `; H9 |) v% l* `图1线包铁心组装图0 Q" ]5 _8 ^% [) F2 F4 b. W; K
将3相调压器的指针调到0位。断开漏磁变压器输出回路。接通3相调压器的380V50Hz电源。逐步调节3相调压器旋钮，使漏磁变压器初级①－②的电压达到380V。用钳形电流表测量输入空载电流I1达到2A。用交流电压表测得次级③－④的电压为640V，测得①－④的输出电压为1020V。将3相调压器调回到0位，切断电源。 * K" \; d5 p& w, v2 o- D) g
3 负载试验 按图2所示电路接上负载，输入和输出均用钳形电流表表示。接通3相调节器的380V50Hz电源。逐步调节3相调压器，使电压逐步上升到380V，此时UV灯管也开始发光，逐步点亮，两个钳形表的电流也逐步上升。待5分钟后，紫外线灯的发光基本稳定，记录输入电流I1为15A，输出电流I2为5.5A。测量各点的电压，输入电压U①－②=380V,输出电压U①－④=1170V，电容器两端电压UC=1300V,灯管两端电压U=920V，电抗器两端电压UL=180V。 若输出电流I2的偏差太大，即流过紫外线灯管的电流与额定值偏离太大，可调整变压器铁心中的磁分路片，增减磁分路的厚度，以改变输出回路的电气参数，达到最佳的数值。 ; T: s. v8 Q o
经调整后，必须将主铁心和磁分路压紧，以防止在负载时铁心会产生振动噪声，因铁心处于磁饱和状态，所以最好将变压器整体浸漆、烘干后，变压器噪声会大为减小。
5 I }$ r5 [# z1 b0 n# h 4 电抗器
6 }- ?) P0 O" I) ` 电抗器工作时，两端的电压应预先调整到150V5A，所以当负载电流达到5.5A时，两端的电压增大到180V，铁心磁感应强度应设计在IT左右，不应太高，否则端电压升高时，磁通也会增加，铁心会产生较大的噪声。
* h- J6 p6 G5 c- g8 g# u+ ~8 q
7 s2 K2 s3 M' K" M. w" Z! G
$ L6 k8 ~. g! ~! [[ 本帖最后由 cylzwx 于 2007-12-8 13:52 编辑 ] |
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