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變壓器的優化設計是目前國內變壓器制造行業所面臨的重點問題。變壓器的優化設計可以從兩個方面進行;①控制降低變壓器制造的初始制造成本;②對變壓器的繞組、空載損耗、負載損耗等各項性能進行優化設計。空載損耗是變壓器的一個重要性能指標,是指變壓器一次繞組施加額定頻率額定電壓時,二次繞組空載所消耗的功率。主要包括三部分內容:一次繞組所產生的銅耗、變壓器鐵芯的勵磁損耗和渦流損耗。因為空載電流值比較小,一般情況下占額定電流值的5%左右,可以忽略不計,所以在理論情況下變壓器空載損耗數值等同于鐵芯損耗數值。
變壓器的優化設計首先要考慮電磁優化設計,指在滿足原有約束條件的基礎上, 尋找 設計變量使得制造變壓器所需的經濟指標小。電磁優化設計的兩個關鍵因素是磁通密度和電流密度,這兩個因素直接影響到變壓器的電磁力大小和材料消耗的多少; 當磁通密度較大時,則需要的匝數較少,也就是需要的銅消耗量較少,這也從根本上控制減少了變壓器制造的初始經濟成本。目前國內的變壓器空載損耗數值和負載損耗數值的確定一般是通過空載、短路試驗在離線狀態下測量得出的,這種方法浪費了大量的人力和財力,而且使供電中斷。對變壓器進行優化設計應實現對空載損耗和短路損耗數值實行在線測量,這樣既可滿足數值確定的要求,還能減少測量成本的投入。
脈沖變壓器
高頻變壓器
脈沖變壓器用于各種脈沖電路中,其工作電壓、電流等均為非正弦脈沖波。常用的脈沖變壓器有電視機的行輸出變壓器、行推動變壓器、開關變壓器、點火器的脈沖變壓器、臭氧發生器的脈沖變壓器等。
(a)行輸出變壓器。行輸出變壓器簡稱FBT或行回掃變壓器,是電視機中的主要部件,屬于升壓式變壓器,用來產生顯像管所需的各種工作電壓(如陽極高壓、加速極電壓、聚焦極電壓等)。有的電視機中的行輸出變壓器還為整機的其他電路提供工作電壓。
行輸出變壓器一般由雙U型磁芯、低壓線圈、高壓線圈、外殼、高壓整流硅堆、高壓線、高壓帽、灌封材料、引腳、聚焦電位器、加速極電壓調節電位器、聚焦電源線、加速極供電線及分壓電路等組成。
高頻變壓器可分為耦合線圈和調諧線圈兩大類。耦合線圈的主要作用是連接兩部分電路的信號傳輸,即前級信號通過它送至后級電路;調諧線圈與電容可組成串并聯諧振回路,用于選頻電路等。天線線圈、振蕩線圈等是高頻線圈。開關電源變壓器由于工作頻率通常在幾十千赫茲,也屬于高頻變壓器。
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儲油柜(油枕)的作用
油枕(儲油柜)裝在油箱的斜上方,有油管和油箱相通。當變壓器油的體積隨油溫變化而膨脹縮小時,油枕起著儲油和 補油的作用。防止油和空氣接觸而被氧化和受潮。油枕上裝有油標管,有的還裝有液位指示,用以觀察油位的變化。什么叫有載調壓?
有載調壓是變壓器在帶負荷運行時能通過轉換分接頭檔位而改變電壓的一種調壓方式。變壓器在運行中有哪些損耗
變壓器損耗有:空載損耗(鐵損):鐵芯渦流產生的損耗,
負載損耗(銅損):繞組的電阻發熱產生的損耗。變壓器型號的表示方法
變壓器過負荷能力
基本型號:S
設計序號或性能水平代號:11
額定容量:500KVA
高壓側電壓:10KV
變壓器正常運行時,日負荷曲線的負荷率大多小于1。根據等值老化原則,只要使變壓器在過負荷期間多損耗的壽命和在欠負荷期間少損耗的壽命能相互補償,則仍可獲得規定的使用年限。變壓器的正常過負荷能力就是以不犧牲正常壽命為原則而制定的。即在整個時間間隔內,只要做到變壓器絕緣老化率小于或等于1即可,且滿足以下條件:
(1)過負荷期間,繞組熱點的溫度不得超過140℃,上層油溫不得超過95℃;
(2)變壓器的 過負荷不得超過額定負荷的50%
設計變壓器是變壓器行業制造生產變壓器的首要工作,目前國內外變壓器制造行業均引進電子計算機科學技術對變壓器設計環節進行精密計算和研究。變壓器的設計環節較為復雜,包括了對變壓器機械材料,但隨著計算機科學技術的發展以及對變壓器要求的越來越高,變壓器設計行業所需考慮的設計工藝和制造生產相關因素也更多。除了機械材料和相關數值的確定外,還應考慮變壓器的綜合制造加工成本、電磁設計以及可靠性的提高等問題。因此,應尋找合適的方法對變壓器進行優化設計來滿足變壓器制造行業的不斷發展提出的更高要求。
空載損耗和負載損耗數值的確定以及電路繞組等各種材料及數值的設計。變壓器進行優化設計是指在變壓器原有數據及型號的基礎上滿足 標準規定的要求,對變壓器制造環節進行高質量設計,以降低變壓器制造的投入成本和提高變壓器的性和可靠性來更好的滿足客戶的不同需求。對變壓器進行優化設計不僅可以保證變壓器的性和可靠性,而且可以降低對制造變壓器原材料消耗的減少以及提高變壓器在實際工作中的工作效率。
變壓器優化設計分析過程是一個變量較多,優化過程中需要滿足的約束條件也較多的非常規性工程優化問題。一般的變壓器設計過程采用手工計算設計方法,但隨著計算機科學技術的發展和引進,變壓器設計開始進入計算機設計研發階段,利用計算機的計算分析能找出所有變量變動范圍內的可行設計方案。
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