关于高压谐振变压器的研究( 二 )


3.2 铁心尺寸的计算:(1)阶梯型铁心外接园直径D=K(根号的4次方)(cm) (10)式中S——铁心单柱容量(kVA) K——比例系数 , 4.5~5.5(选用冷轧硅钢片时取小值)(2)铁心有效截面积SGSG=(πD2/4)KyKd (11)式中Ky=0.9——铁心级数利用系数Kd=0.93——铁心叠片系
3.3 绕组匝数的计算(12)式中N1——一次线圈匝数U1——一次线圈电压(电源电压) , 可取220V或380V , f——电源频率 , 为50Hz B——铁心磁通密度 , (1.5~1.8)×104Gs , 二次线圈匝数N2的求法同上 , 只需将式中U1以二次线圈电压代换即可 。
3.4 最小气隙δmin和最大气隙δmax的计算:(1)δmin的计算:式中KL——电感调节系数 , 6.5~7.0(2)δmax的计算δmax≈KδKLKδmin (14)式中Kδ=2.2~2.5 , 谐振变压器的其它参数与普通电抗器的计算类似 。
4.4 150kVA谐振试验变压器的设计
用上述计算公式对一台电源电压U1=0.22kV , 输出电压U2=15kV , 输出功率P2=150kVA , 且能对最大计算电容为2μF的试品进行工频高压试验的谐振变压器进行设计 。 变压器动铁心柱及套装在外面的一、二次绕组如图5所示 , 其中主要参数的计算结果如下: D=12cm , 动铁心外接园直径 , D1=13.5cm , 一次绕组内径 , D2=18cm , 二次绕组内径 , D3=25.5cm , 二次绕组外径 , H=37cm , 绕组高度 , N1=66匝 , 一次绕组匝数 , N2=4464匝 , 二次绕组匝数 , 谐振变压器调谐电感参数的计算值与实测值如表1所示 。
表1 调谐电感参数的计算值与实测值 δ(cm) 1 2 3 4 5 6 7 8 L计算值(H) 31.61 18.96 14.47 12.64 11.37 10.53 9.92 9.47 L测量值(H) 29.93 18.12 15.3 13.2 11.8 10.7 10.3 8.95 误差(%) 5.6 4.6 -5.4 -4.3 -3.6 -1.6 -3.7 5.8
5 结论
(1)由表1可知 , 计算值与实测值最大误差不超过6% , 说明上述计算公式具有较高精度 , 足以满足工程计算的要求 。 (2)当试验接近于试品的最大电容计算值时 , 试品上的电压可能超过按变压比决定的数值 , 为了降低电压谐振的效应 , 应使变压器二次线圈的漏抗尽可能小 , 同时应在输出回路加装防过压装置 。 (3)因电压与气隙δ无关 , 因而应先在较低电压下进行调谐 , 当谐振发生后 , 再将输出电压升高到试品的试验值 。 (4)在气隙调节过程中 , 变压器的铁心和机械传动机构受到很大的电磁力作用 , 造成较强的振动、噪声 , 严重时会损坏谐振变压器的部件 。 因此这种装置的机械结构应特殊设计 。 【关于高压谐振变压器的研究】