介绍一下利用电子变压器进行方案设计是什么?

电子变压器(PowerElectronicTransformer,PET)又称电子电力变压器,是一种通过电力电子技术实现能量传递和电力变换的新型变压器。对现有的电力电子变压器拓扑结构进行分析和总结,可以对电力电子变压器作出如下定义:所谓电力电子变压器,是一种将电力电子变换技术与基于电磁感应原理的高频电能变换技术进行结合,实现将一种电力特征的电能变换为另一种电力特征的电能的静止电力设备。这里所说的电能的电力特征主要是指电压(或电流)的幅值、频率、相位、相数、相序和波形等方面。

电子变压器特点.

①体积小,重量轻;

②用空气可冷却,不需绝缘油进行隔离,减少污染,且维护方便,安全性好;

③能够使变压器的副方输出恒定幅值的电压;

④能够改善电能质量,可以得到正弦波形的输入电流、输出电压且能够实现单位功率因数,且变压器两侧的电压、电流均可控,因而能任意调节功率因数;

⑤具有断路器的功能,大功率电力电子器件可瞬时(在微妙级时间内)关断故障大电流,省去了继电保护装置。

另外,电力电子变压器还具有一些特殊的用途如:与蓄电池连接之后,可以提高供电的可靠性;能够实现三相变两相或三相变四相等特殊变换功能;能够同时输出交流电和直流电等。在文献中,作者对常规电力变压器和自平衡电力电子变压器进行了仿真对比和分析,文献主要针对五种工况进行了仿真研究,从仿真的结果来看,PET无论是在满载额定运行、低压侧一相断线、三相短路,以及高压侧电压三相不平衡和有谐波污染等工况下都有较好的输入输出特性,能够避免一侧系统的不平衡对另一侧系统的影响,因而较常规电力变压器具有更加优良的性能。

电子变压器是低频变压器的设计.

(1) 电源变压器的铁心. 它一般采用硅钢片. 硅钢片越薄,功率损耗越小,效果越好.整个铁心是有许多硅钢片叠成的,每片之间要绝缘.买来的硅钢片, 表面有一层不导电的氧化膜, 有足够的绝缘能力.国产小功率变压器常用标准铁心片规格见后续文章.

(2) 电源变压器的简易设计.设计一个电源变压器,主要是根据电功率选择变压器铁心的截面积,计算初次级各线圈的圈数等.所谓铁心截面积S是指硅钢片中间舌的标准尺寸a和叠加起来的总厚度b的乘积.如果电源变压器的初级电压是U1,次级有n个组,各组电压分别是U21,U22,┅,U2n, 各组电流分别是I21,I22,┅,I2n,...计算步骤如下:

第一步,计算次级的功率P2.次级功率等于次级各组功率的和,也就是 P2 =U21*I21+U22*I22+┅+U2n*I2n.

第二步, 计算变压器的功率P.算出P2后.考虑到变压器的效率是η,那么初级功率P1=P2/η,η一般在0.8~0.9之间.变压器的功率等于初,次级功率之和的一半,也就是P=(P1+P2)/2

第三步, 查铁心截面积S.根据变压器功率,由式(2.1)计算出铁心截面积S,并且从国产小功率变压器常用的标准铁心片规格表中选择铁心片规格和叠厚.

第四步, 确定每伏圈数N.根据铁心截面积S和铁心的磁通密度B,由式(2.2)得到初级线圈的每伏圈数N.铁心的B值可以这样选取: 质量优良的硅钢片,取11000高斯;一般硅钢片,取10000高斯;铁片,取7000高斯.考到导线电阻的压降, 次级线圈每伏圈数N'应该比N增加5%~10%,也就是N'在1.05N~1.1N之间选取.

第五步,初次级线圈的计算.初级线圈N1=N*U1.次级线圈N21=N'*U21,N22=N'*U22 ┅,N2 =N'*U2n.

第六步, 查导线直径.根据各线圈的电流大小和选定的电流密度,由式(2.3)可以得到各组线圈的导线直径.一般电源变压器的电流密度可以选用3安/毫米?

第七步, 校核. 根据计算结果,算出线圈每层圈数和层数,再算出线圈的大小,看看窗口是否放得下.如果放不下,可以加大一号铁心,如果太空,可以减小一号铁心.采用国家标准GEI铁心,而且舌宽a和叠厚b的比在1:1~1:1.7之间, 线圈是放得下的.

电源电子变压器作为一种产品,自然带有商品的属性,因此其设计原则和其他商品一样,是在具体使用条件下完成具体的功能中追求性能价格比最好。有时可能偏重性能和效率,有时可能偏重价格和成本。现在,轻、薄、短、小,成为它的发展方向,是强调降低成本。其中成为一大难点的高频电源变压器,更需要在这方面下功夫。如果能认真考虑一下它的设计原则,追求更好的性能价格比,传送不到10VA的单片开关电源高频变压器,应当设计出更轻、薄、短、小的方案来。不谈成本,市场的价值规律是无情的!许多性能好的产品,往往由于价格不能为市场接受而遭冷落和淘汰。往往一种新产品最后被成本否决。一些“节能不节钱”的产品为什么在市场上推广不开值得大家深思。

版权声明:aysz01 发表于 2023-08-27 3:11:25。
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