理论教育 变压器损耗分析与计算方法

变压器损耗分析与计算方法

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图10-6 EF25磁心损耗曲线[5]从磁心损耗曲线可看出:在相同工作温度条件下,磁心的功率损耗密度随着工作频率的升高而持续增加,为使磁心损耗控制在合理范围内,工作频率确定为100kHz;最大工作磁通密度Bm=0.2T,此条件下对应磁心损耗Pcv=410kW/m3。由磁心参数可计算有效体积Ve=2990mm3,因此,磁心损耗为PFe=PcvVe=410×2990×10-6W≈1.23W 式中,Pcv为给定工作频率、工作磁通下单位体积磁心损耗;Ve为磁心有效体积,一般厂商的磁心材料资料上均有提供。

变压器损耗分析与计算方法

1.铜损

此处铜损即为变压器绕组的损耗,按一般计算式(10-17)计算。将交流110V(有效值)条件下的工作参数结合前面设计分析,计算流过变压器绕组Np的峰值电流INp,pk_max=3.7A,有效值INp,rms_max=1.2A,可得绕组Np导线面积ANp为

978-7-111-60312-2-Chapter10-20.jpg

式中,J电流密度,单位为A/mm2

选用的26号导线裸线面积Aw=0.00128cm2,可得绕组Np需要导线股数SNp

978-7-111-60312-2-Chapter10-21.jpg

导线单位阻值为

978-7-111-60312-2-Chapter10-22.jpg

一次绕组Np的直流电阻阻值为

978-7-111-60312-2-Chapter10-23.jpg

式中,MLT为磁心EF25的平均匝长;DEC为磁心边长参数。

因此,绕组Np铜损为

PNp-Cu=I2Np,rmsRNp=1.22×0.077W≈0.11W

变压器绕组Ns、绕组Nap铜损的计算过程与绕组Np相仿,结果分别为(www.daowen.com)

PNs-Cu=0.11W

PNap-Cu=0.149W

2.铁损

铁损中磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗的计算分析可参见10.1节。此外,为简化计算,也可通过查阅对应磁心损耗曲线进行合理估算,示例如下。图10-6所示为PC40材质EF25磁心在多种开关频率下的磁心损耗曲线(100℃)[5]

978-7-111-60312-2-Chapter10-24.jpg

图10-6 EF25磁心损耗曲线[5]

从磁心损耗曲线可看出:在相同工作温度条件下,磁心的功率损耗密度随着工作频率的升高而持续增加,为使磁心损耗控制在合理范围内,工作频率确定为100kHz;最大工作磁通密度Bm=0.2T,此条件下对应磁心损耗Pcv=410kW/m3。由磁心参数可计算有效体积Ve=2990mm3,因此,磁心损耗为

PFe=PcvVe=410×2990×10-6W≈1.23W (10-32)式中,Pcv为给定工作频率、工作磁通下单位体积磁心损耗;Ve为磁心有效体积,一般厂商的磁心材料资料上均有提供。

综上所述,变压器总损耗为

P=PCu+PFe=(0.11+0.11+0.149+1.23)W=1.599W (10-33)

变压器综合效率为:

978-7-111-60312-2-Chapter10-25.jpg

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈