環形變壓器的應用指南

2018-03-16 12:01:14 大云網　點擊量：評論 (0)

環形變壓器有著體積小、噪音低、發熱量少、轉換效率高等優點，已越來越多地應用于工業自動化設備、儀器儀表、石油化工、醫療衛生、農業...

環形變壓器有著體積小、噪音低、發熱量少、轉換效率高等優點，已越來越多地應用于工業自動化設備、儀器儀表、石油化工、醫療衛生、農業生產、機械加工、科研、軍工、家用電器等。環形變壓器特別是在步進電機電源的應用方面，表現出優良性能，遠遠超越了U型、E型變壓器的性能。下面簡要介紹環形變壓器的性能與應用。

環形變壓器的結構、性能

人們發現使用環形鐵芯所繞制的線圈渦流損耗（鐵損）最小，便將變壓器的鐵芯加工為環形。環形變壓器的鐵心，采用厚度為0.35mm以下冷軋硅鋼片，無縫地卷制成形。將線圈均勻地繞在鐵心上，線圈產生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎完全重合，實現了交流電通過線圈所產生渦流損耗最小。比U型、E型變壓器的鐵心損耗減少50％以上，由此提高了變壓或者隔離的轉換效率。

環形變壓器的鐵心可以加工到無氣隙的程度，疊裝系數可高達95％以上，鐵心磁導率可取1.5～1.8T（疊片式鐵心只能取1.2T左右或更低），因此環形變壓器的電轉換效率能夠達到95％以上。環形變壓器鐵心的無氣息結構，能夠使空載電流非常小，長期通電情況下沒有發熱現象。

環形變壓器的長寬高所占用的空間為圓柱體結構，其體積要比U型E型減少一半左右。環形變壓器.鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環形的鐵心上，磁循環結構幾乎在一個封閉的空間中，實現了漏磁小，電磁輻射弱，抵抗外部磁干擾能力強，無需加屏蔽層，安裝在各種復雜結構的電子設備上，不會產生任何電磁干擾。

由于鐵心沒有氣隙，磁導率高，沒有物理結構的震動噪音。即使在大電流，高負載運行環境中，人的聽覺是無法感覺到有噪音的。環形變壓器的外形圖如下：

圖1 環形變壓器外形圖

環形變壓器加載運行時，自身溫度很低。通常其鐵損可以做到小于1W/kg左右，特別適用于散熱空間狹小的儀器中。

環形變壓器功率通常是根據它的直徑和高度來確定的，功率越高，體積和重量相應增加。各種功率規格，各種輸入輸出電壓的配置非常靈活，加工裝備簡單，快捷。

環形變壓器滿載運行溫升僅為40℃，能夠允許短時超載運行。初次級繞組間采用B級（130℃）的聚酯薄膜絕緣，能經受交流4000V，1分鐘的耐壓試驗。

環形變壓器的應用

選配環形變壓器，要根據負載的電壓、電流使用情況，來決定選取環形變壓器的功率。環形變壓器輸標稱出電流，是滿載時輸出電流。過載時，環形變壓器能夠輸出大于額定電流的30%左右。雖然環形變壓器的過載能力很好，還是要求注意以下兩個方面的問題：

1、應用于起動有過載的設備

某些設備運行時的電流是額定的，在起動時的電流卻非常大，有時會超過額定電流的30%~50%左右。例如，交流伺服電機的過載能力，通常設計為額定工作電流的3倍。負載起動時的電流較大，需要環形變壓器在短時間內過載運行。此類驅動電流過載的設備，配置環形變壓器，需要考慮變壓器的額度輸出電流大設備額度電流的20%左右。因為頻繁的起動過載工作，會導致環形變壓器溫度升高，長時間就會導致變壓器壽命縮短。

2、應用于沒有過載的設備

很多設備設計時會考慮到最大工作電流，啟動電流也不需要過載。例如，步進電機作為設備動力，工作電流與啟動電流是一樣的。選配環形變壓器時，只要輸出電流等于步進電機驅動器的最大電流或者大于10%左右就好，沒有必要將環形變壓器的輸出電流的富余量設計很大。步進電機永遠不會發生過載電流的情況。更多工作環境中，步進電機的功率，是可變的。這需要在結構設計時，確認電壓電流的參數，人為給定一個合理的功耗。事實上，步進電機的功耗，是隨著轉速的提升而下降。步進電機配置環形變壓器，是最好的選擇。