29.单相整流变压器的设计

(1)计算公式

①各种整流电路的整流变压器的计算参数,见表3-22。

表3-22 各种整流电路的整流变压器的计算参数

注:Ud——电路输出(或负载)电压的平均值;Id——电路输出(或负载)电流的平均值;U2——电源电压有效值(一般为整流变压器二次电压),三相变压器为线电压;I2——输入电流有效值(一般指变压器二次电流);P1——整流变压器一次容量;P2——整流变压器二次容量;Pj——变压器平均计算容量。

②单相半控桥式电路各电量关系,见表3-23。

若电路不能工作在全导通时,要根据实际的移相角和输出电压Ud(或电流Id)值(查表3-23),求出U2I2,然后再计算变压器容量。

表3-23 单相半控桥式电路

  注:U——电路输出(或负载)电压有效值;Idt——流过晶闸管元件的电流平均值;It——流过晶闸管元件的电流有效值;UPF——晶闸管元件承受的正向峰值电压(UPFM为最大正向峰值电压);UPR——晶闸管元件承受的反向峰值电压(UPRM为最大反向峰值电压);UdIdU2I2的意义,见表3-22注。

(2)实例

设计一台90V,0~35A充电机用单相变压器,采用单相半控桥式整流,已知一次电压为220V,采用A级绝缘,空气自冷。

 ①变压器容量计算。变压器二次电压计算,应考虑整流管压降及熔断器导线等压降ΔU1,还应考虑交流电网电压的波动及变压器阻抗压降及交流电网电压的波动的加大系数k,按下式计算:

U2=(1.11UzU1)(1+k)=(1.11×90+2×1.5)×(1+0.15)≈120(V)  

忽略励磁电流,并假设晶闸管导通角为120°左右,则移相角为180°-120°=60°,查表3-23,电流有效值与平均值之比为1.33,则变压器二次电流为

I2=1.33×35=47(A)  

一次电流:I1=I2U2/U1=47×=25.6(A)

变压器容量为:

P1P2=U2I2=120×47=5640(V·A)  

变压器选用单相芯式结构

②铁芯截面积的选择

a=6cm,b=9cm,S=6×9=54(cm2

校验:b'=1.1S/a=1.1×54/6=9.9

b'/a=9.9/6=1.66,在1~2以内,所以是合适的。

③一、二次绕组匝数W1W2的计算。选用D310硅钢片,取磁通密度Bm=1.4T,则一、二次绕组匝数为

绕组分绕在两柱上,每柱匝数分别为

④一、二次导线截面积的选择。

q1=I1/j1=25.6/2.2=11.6(mm2

q2=I2/j2=47/2.0=23.5(mm2

导线总截面积及窗口面积为

窗高:hc=2.5a=2.5×6=15(cm)

窗宽:c=Q/h=100.1/15=6.7(cm)