1 引言
工频变压器的计算方法很多人认为已趋成熟没有什么可讨论的,对于一个单位的工程技术人员来讲温升计算问题可能并不存在,温升本身来源于试验数据,企业本身有大量试验数据,温升问题垂手可得。下面就温升的计算公式进行探讨,本文仅提出一个轮廓,供大家参考。
2 热阻法
热阻法基于温升与损耗成正比,不同磁心型号热阻不同,热阻法计算温升比较准确,因其本身由试验得来,磁心又是固定不变的,热阻数据由大型磁心生产厂商提供。有了厂家提供的热阻数据,简单、实用何乐而不为。高频变压器可采用这一方法。而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据,因此低频变压器设计者很难采用。热阻法的具体计算公式如下:
?
式中,
温升ΔT(℃)
变压器热阻Rth(℃/w)
变压器铜损PW(w)
变压器铁损PC(w)
3 热容量法
源于早期的灌封变压器,由于开放式变压器的出现这种计算方法已被人遗忘,可以说是在考古中发现。这种计算方法的特点是把变压器看成是一个密封的元件,既无热的传导,也无热的辐射,更无热的对流,热量全部靠变压器的铁心、导线、绝缘材料消耗掉。这样引出一个热容量(比热)的概念,就可以利用古人留给我们的比热的试验数据,准确的计算出变压器的温升来。不是所有的变压器都可以利用这一计算公式,唯独只有带塑料外壳的适配器可采用这一方法,这种计算方法准确度犹如瓮中捉鳖十拿九稳。
若适配器开有百叶窗,那就有一部份热量通过对流散发出去,如不存在强迫对流,百叶窗对温升的影响只在百分之三左右。上一代的变压器设计工作者对这一计算方法很熟悉,现在的变压器设计工作者根据此线索,进行考古也会有收获。热容量法的计算模式如下:
?
式中,温升ΔT(℃)
变压器质量Gt(g)
变压器铜损PW(w)
变压器铁损PC(w)
T—加热时间常数(s)
At—变压器散热面积(cm2)
Ct——变压器比热(w·s/℃·g)
?
CC——铁心比热(w·s/℃·g)
GC——铁心质量(g)
cw——导线比热(w·s/℃·g)
Gw——导线质量(g)
cis——绝缘材料比热(w·s/℃·g)
Gis——绝缘材料质量(g)
Gt——变压器质量(g)