为了降低变压器成本,本文推荐一种低成本小功率三相变压器铁心系列。她采用无废料冲制的插片铁心。由于所需模具数量少,冲制成本比卷绕铁心低,变压器结构简单,其技术经济指标比卷绕铁心变压器略差一些,但价格低,具有一定优势。
一、尺寸系列
小功率三相插片铁心外形图见图1,尺寸系列见表1。这是一种无废料系列,与单相插片铁心的冲制工艺相通。
小功率三相插片铁心的材料可采用厚度为0.35mm的冷轧取向硅钢带。其牌号可为最普通的35Q155 (GB/T 2551-1996)。
图1 三相插片铁心尺寸
表1 三相插片铁心尺寸及参数
铁心型号 尺 寸 (mm) 参考书
a c h L H b lc
/cm Sc
/cm2 Gc
/kg
SE20×20 20 20 50 100 70 20 12.3 3.76 0.719
SE20×25 25 4.70 0.899
SE20×32 32 6.02 1.15
SE20×40 40 7.52 1.44
SE25×25 25 25 62.5 125 87.5 25 15.4 5.88 1.79
SE25×32 32 7.52 2.30
SE25×40 40 9.40 2.87
SE25×50 50 11.8 3.59
SE32×32 32 32 80 160 112 32 19.7 9.63 2.95
SE32×40 40 12.0 3.68
SE32×50 50 15.0 4.60
SE32×64 64 19.3 5.89
二、变压器计算参数表
小功率三相插片铁心变压器设计可按表2所示的计算参数表进行。在具体计算时,电流密度j参照表中数据选取,并可适当调整。以保证允许温升不超过规定值为原则。当变压器允许小于表中数值时,需降低变压器输出功率和电流密度。
表2 小功率三相插片铁心变压器设计参数表
铁心型号 P2
(W) B0
(W) j
(A) △U% Pco VAφ0
(VA) TV1 TV2
SE20×20 90 1.55 5.2 18 1.87 11.0 7.73 8.94
SE20×25 105 4.8 16 2.34 13.2 6.18 7.36
SE20×32 120 4.6 14 2.99 16.4 4.83 5.65
SE20×40 150 4.3 11 3.74 20.7 3.86 4.43
SE25×25 170 1.55 3.98 13 4.97 59.9 4.94 5.68
SE25×32 210 3.84 11 6.39 67.3 3.86 4.34
SE25×40 250 3.68 10 7.79 95.7 3.09 3.43
SE25×50 300 3.52 8.0 9.97 120 2.46 2.67
SE32×32 450 1.50 3.27 8.0 7.66 104 3.12 3.39
SE32×40 530 3.15 7.0 9.57 120 2.50 2.72
SE32×50 680 3.02 6.0 12.0 162 2.00 2.13
SE32×64 780 2.87 5.0 15.3 209 1.56 1.64
续表2
铁心型号 低筒
高度
(mm) 低筒
厚度
(mm) 低筒外周长(mm) 线圈
厚度
(mm) αm
×103 Fm
(cm2) β Fc
(cm2) △τm0
(K)
SE20×20 49.5 1.2 92.5 8.0 0.90 65.7 0.690 136 65
SE20×25 102 0.761 150
SE20×32 116 0.863 170
SE20×40 132 0.974 192
SE25×25 62 1.3 113 10.5 0.90 103 0.689 213 65
SE25×32 127 0.767 237
SE25×40 143 0.856 265
SE25×50 163 0.971 300
SE32×32 79 1.5 143 13.5 0.85 168 0.690 348 65
SE32×40 159 0.762 384
SE32×50 179 0.852 429
SE32×64 207 0.976 492
三、设计举例
(一)技术要求
1.1三相输入电压UL1(线电压):380V
1.2三相输出电压UL2(电压线):380V
1.3三相输出功率P2 :450W;
1.4初、次级连接方式:Y/Y型;
1.5工作环境温度:-40~+45℃;
1.6允许最高温升:△τm≤65K;
1.7绝缘等级:E级
1.8电路图:见图2.
图2 三相变压器电路图
(二) 计算步骤
2.1计算各绕组电压和次级相电流
(1)初级绕组相电压U1
由于初级为星形连接,故
U1= = =220 (V)
(2)次级绕组相电压U2
由于次级为星形连接,故
U2= = =220 (V)
(3)计算次级相电流I2
I2= = =0.68 (A)
2.2选铁心,确定电磁参量
按变压器输出总功率P2查表2 “变压器设计参数表”,选择E32×32铁心。
2.3匝数计算
查表2,得三相总铁损TV1=3.12匝/V,次级每伏匝数TV2=3.39匝/V,则
初级匝数N1= U1 TV1=220×3.12=684(匝)
次级匝数N2= U2 TV2=220×3.39=746(匝)