环形变压器的应用指南 - 文章

环形变压器的应用指南

作者：南京步进电机厂技术部

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环形变压器的结构、性能与应用

环形变压器有着体积小、噪音低、发热量少、转换效率高等优点，已越来越多地应用于工业自动化设备、仪器仪表、石油化工、医疗卫生、农业生产、机械加工、科研、军工、家用电器等。环形变压器特别是在步进电机电源的应用方面，表现出优良性能，远远超越了U型、E型变压器的性能。下面简要介绍环形变压器的性能与应用。

环形变压器的结构、性能

人们发现使用环形铁芯所绕制的线圈涡流损耗（铁损）最小，便将变压器的铁芯加工为环形。环形变压器的铁心，采用厚度为0.35mm以下冷轧硅钢片，无缝地卷制成形。将线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，实现了交流电通过线圈所产生涡流损耗最小。比U型、E型变压器的铁心损耗减少50％以上，由此提高了变压或者隔离的转换效率。

环形变压器的铁心可以加工到无气隙的程度，叠装系数可高达95％以上，铁心磁导率可取1.5～1.8T（叠片式铁心只能取1.2T左右或更低），因此环形变压器的电转换效率能够达到95％以上。环形变压器铁心的无气息结构，能够使空载电流非常小，长期通电情况下没有发热现象。

环形变压器的长宽高所占用的空间为圆柱体结构，其体积要比U型E型减少一半左右。环形变压器.铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，磁循环结构几乎在一个封闭的空间中，实现了漏磁小，电磁辐射弱，抵抗外部磁干扰能力强，无需加屏蔽层，安装在各种复杂结构的电子设备上，不会产生任何电磁干扰。

由于铁心没有气隙，磁导率高，没有物理结构的震动噪音。即使在大电流，高负载运行环境中，人的听觉是无法感觉到有噪音的。环形变压器的外形图如下：

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图1 环形变压器外形图

环形变压器加载运行时，自身温度很低。通常其铁损可以做到小于1W/kg左右，特别适用于散热空间狭小的仪器中。

环形变压器功率通常是根据它的直径和高度来确定的，功率越高，体积和重量相应增加。各种功率规格，各种输入输出电压的配置非常灵活，加工装备简单，快捷。

环形变压器满载运行温升仅为40℃，能够允许短时超载运行。初次级绕组间采用B级（130℃）的聚酯薄膜绝缘，能经受交流4000V，1分钟的耐压试验。

环形变压器的应用

选配环形变压器，要根据负载的电压、电流使用情况，来决定选取环形变压器的功率。环形变压器输标称出电流，是满载时输出电流。过载时，环形变压器能够输出大于额定电流的30%左右。虽然环形变压器的过载能力很好，还是要求注意以下两个方面的问题：

1、应用于起动有过载的设备

某些设备运行时的电流是额定的，在起动时的电流却非常大，有时会超过额定电流的30%~50%左右。例如，交流伺服电机的过载能力，通常设计为额定工作电流的3倍。负载起动时的电流较大，需要环形变压器在短时间内过载运行。此类驱动电流过载的设备，配置环形变压器，需要考虑变压器的额度输出电流大设备额度电流的20%左右。因为频繁的起动过载工作，会导致环形变压器温度升高，长时间就会导致变压器寿命缩短。

2、应用于没有过载的设备

很多设备设计时会考虑到最大工作电流，启动电流也不需要过载。例如，步进电机作为设备动力，工作电流与启动电流是一样的。选配环形变压器时，只要输出电流等于步进电机驱动器的最大电流或者大于10%左右就好，没有必要将环形变压器的输出电流的富余量设计很大。步进电机永远不会发生过载电流的情况。更多工作环境中，步进电机的功率，是可变的。这需要在结构设计时，确认电压电流的参数，人为给定一个合理的功耗。事实上，步进电机的功耗，是随着转速的提升而下降。步进电机配置环形变压器，是最好的选择。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (3/16/2010)


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