環(huán)形變壓器的結(jié)構(gòu)、性能與應(yīng)用
南京步進(jìn)電機(jī)廠技術(shù)部
環(huán)形變壓器有著體積小、噪音低、發(fā)熱量少、轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)，已越來越多地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、儀器儀表、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械加工、科研、、家用電器等。 環(huán)形變壓器特別是在步進(jìn)電機(jī)電源的應(yīng)用方面，表現(xiàn)出優(yōu)良性能，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了U型、E型變壓器的性能。下面簡要介紹環(huán)形變壓器的性能與應(yīng)用。
環(huán)形變壓器的結(jié)構(gòu)、性能
人們發(fā)現(xiàn)使用環(huán)形鐵芯所繞制的線圈渦流損耗（鐵損）zui小，便將變壓器的鐵芯加工為環(huán)形。環(huán)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(chǎn)生的磁力線方向與鐵心磁路幾乎*重合，實(shí)現(xiàn)了交流電通過線圈所產(chǎn)生渦流損耗zui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(zhuǎn)換效率。
環(huán)形變壓器的鐵心可以加工到無氣隙的程度，疊裝系數(shù)可高達(dá)95％以上，鐵心磁導(dǎo)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(huán)形變壓器的電轉(zhuǎn)換效率能夠達(dá)到95％以上。環(huán)形變壓器鐵心的無氣息結(jié)構(gòu)，能夠使空載電流非常小，長期通電情況下沒有發(fā)熱現(xiàn)象。
環(huán)形變壓器的長寬高所占用的空間為圓柱體結(jié)構(gòu)，其體積要比U型E型減少一半左右。環(huán)形變壓器.鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上，磁循環(huán)結(jié)構(gòu)幾乎在一個(gè)封閉的空間中，實(shí)現(xiàn)了漏磁小，電磁輻射弱，抵抗外部磁*力強(qiáng)，無需加屏蔽層，安裝在各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的電子設(shè)備上，不會(huì)產(chǎn)生任何電磁干擾。
由于鐵心沒有氣隙，磁導(dǎo)率高，沒有物理結(jié)構(gòu)的震動(dòng)噪音。即使在大電流，高負(fù)載運(yùn)行環(huán)境中，人的聽覺是無法感覺到有噪音的。環(huán)形變壓器的外形圖如下：
圖1 環(huán)形變壓器外形圖
環(huán)形變壓器加載運(yùn)行時(shí)，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(huán)形變壓器功率通常是根據(jù)它的直徑和高度來確定的，功率越高，體積和重量相應(yīng)增加。各種功率規(guī)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(huán)形變壓器滿載運(yùn)行溫升僅為40℃，能夠允許短時(shí)超載運(yùn)行。初次級(jí)繞組間采用B級(jí)（130℃）的聚酯薄膜絕緣，能經(jīng)受交流4000V，1分鐘的耐壓試驗(yàn)。
環(huán)形變壓器的應(yīng)用
選配環(huán)形變壓器，要根據(jù)負(fù)載的電壓、電流使用情況，來決定選取環(huán)形變壓器的功率。環(huán)形變壓器輸標(biāo)稱出電流，是滿載時(shí)輸出電流。過載時(shí)，環(huán)形變壓器能夠輸出大于額定電流的30%左右。雖然環(huán)形變壓器的過載能力很好，還是要求注意以下兩個(gè)方面的問題：
1、應(yīng)用于起動(dòng)有過載的設(shè)備
某些設(shè)備運(yùn)行時(shí)的電流是額定的，在起動(dòng)時(shí)的電流卻非常大，有時(shí)會(huì)超過額定電流的30%~50%左右。例如，交流伺服電機(jī)的過載能力，通常設(shè)計(jì)為額定工作電流的3倍。負(fù)載起動(dòng)時(shí)的電流較大，需要環(huán)形變壓器在短時(shí)間內(nèi)過載運(yùn)行。此類驅(qū)動(dòng)電流過載的設(shè)備，配置環(huán)形變壓器，需要考慮變壓器的額度輸出電流大設(shè)備額度電流的20%左右。因?yàn)轭l繁的起動(dòng)過載工作，會(huì)導(dǎo)致環(huán)形變壓器溫度升高，長時(shí)間就會(huì)導(dǎo)致變壓器壽命縮短。
2、應(yīng)用于沒有過載的設(shè)備
很多設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮到zui大工作電流，啟動(dòng)電流也不需要過載。例如，步進(jìn)電機(jī)作為設(shè)備動(dòng)力，工作電流與啟動(dòng)電流是一樣的。選配環(huán)形變壓器時(shí)，只要輸出電流等于步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的zui大電流或者大于10%左右就好，沒有必要將環(huán)形變壓器的輸出電流的富余量設(shè)計(jì)很大。步進(jìn)電機(jī)永遠(yuǎn)不會(huì)發(fā)生過載電流的情況。更多工作環(huán)境中，步進(jìn)電機(jī)的功率，是可變的。這需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，確認(rèn)電壓電流的參數(shù)，人為給定一個(gè)合理的功耗。事實(shí)上，步進(jìn)電機(jī)的功耗，是隨著轉(zhuǎn)速的提升而下降。步進(jìn)電機(jī)配置環(huán)形變壓器，是的選擇。
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