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低频捕鱼器变压器的原理与设计实例

来源:未知 更新:2018-10-07 10:47
  捕鱼器变压(气压变量)器被大家称为低频变压器,以示与高频捕鱼器用高频变压器有区别,捕鱼器变压器在过去传统的捕鱼器中大量使用(use),而这些捕鱼器的稳定方式又是采用线性调节的,所以那些传统的捕鱼器又被称为线性捕鱼器。


  捕鱼器变压器的原理非常简单,理论上推导出相关计算式也不复杂,所以大家形成了看法:太简单了,就那
  三、四个计算公式,没什么可研究的.设计时只要根据那些简单的公式,立马成功。威尼斯人v23com认为上面的认识既有可取之处,也有值得研究的地方.可取之处:根据计算式,可以很快就计算出结果(result),解决了问题;值得研究的地方是:你是否了解自己设计出的产品性能?设计合理吗?设计优化过吗?经济性如何?


  举个例子吧,根据功率选铁芯规格就是个很繁杂的问题,因为涉及的因素比较多.有些书推荐采用下面的半经验公式去选取:
  S = K·Sqrt(P)
  (1)
  定下S后,然后进行其它的计算.这确实是一种实用的方法,但也要认识到,这也是一种简化了的设计(design)方法,大多数情况下存在着浪费.这种设计方法对业余爱好者来说用不着讨论(只是偶尔设计一个变压器自己用),但对企业来说,值得讨论,产品中大批量采用这种设计时,体现(tǐ xiàn)的是降低了经济效益。


  捕鱼器变压器的设计选材
  从节约能源及原材料的角度,可采取以下建议:
  1、减少铜的用量,有两个方面可以实现,一是减少线径这就意味着铜阻增大,铜损损耗就会增大。二是减少圈数,就会使空载电流增大,同样空载损耗就会加大,如果变压器长时间的处于通电待机状态,电力资源的浪费是非常(very much)大的。每年威尼斯人v23com国因为家用电器(Electric appliances)的长期处于待机通电状态造成的电力浪费以数十亿元计。
  2、电鱼机变压器设计时应使铜损和铁损相等,这样变压器的损耗最低,工作最稳定,如果一个变压器设计完后,由于为节省铜线,而采取小号的线径和减少圈数的方法,使得铁心窗口还有很多的空间(space)余量,这样就说明铁心的尺寸选择的过大,造成了铁心的浪费,由于铁心的规格大,绕线的平均周长也大,同样会造成铜线的用量增加。电鱼机要电到鱼前级逆变部分是很重要的,前级部分要有足够大的输出功率并且搭配合适的输出电压,因为只有捕鱼机的功率足够大,才能提高电鱼机的捕鱼效果以达到通过电鱼机捕鱼致富,如果输出功率不够大,电压做的再高(即变压器的电压做的再大)也捕不到鱼。根据现在的价格(price),铁心的成本要高于铜线的成本。
  所以在设计时,在保证性能满足客户的要求的情况下,应尽量选择小号的铁心,能用41的,就绝不用48的。关于空载电流,从节省待机的损耗上考虑,还是尽量低的好。


捕鱼器变压器的设计绕制

  各种低频电鱼机中,捕鱼器变压器无论是自行设计绕制,还是修复烧坏的变压器,都涉及到部分简单的计算,教科书上的计算公式虽然严谨,但实际运用时显得复杂,不甚方便。无鳞鱼捕鱼机适合在水库,湖泊,有泥沙的水底。捕鱼面积为30米,60米等。对有磷鱼不能保证有效,主要针对黄鳝鱼,黄颡鱼,黄咕鱼,鲶鱼等效果很好。本文先容实用的变压器计算的经验公式。

  1.铁芯的选择(xuanze)
  根据自己需要的功率选择合适的铁芯是绕制变压器的第一步。如果铁芯(硅钢片)选用过大,将导致(cause)变压器体积(volume)增大,成本升高,但铁芯过小,会增大变压器的损耗,同时带负载能力变差。
  为了确定铁芯尺寸,首先要算出变压器次级的实际消耗功率,它等于变压器次级各绕组电压、负载电流的乘积之和。如果是全波整流变压器,应以变压器次级电压的1/2计算。次级绕组消耗功率加入变压器本身损耗功率,即为变压器初级视在功率。一般次级绕组功率在10w以下的变压器,其本身损耗可达次级实际消耗功率的30~50%,其效率仅为50~70%。次级绕组功率在30W以下损耗约20~30%,50W以下损耗约15~20%,100w以下损耗约10~15%,100W以上损耗约10%以下,上述损耗参数是关于普通插片式变压器的。如果按照R型变压器、c型变压器、环形变压器的顺序,损耗参数依次减小。
  根据上述计算的变压器初级总功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)可以选定铁芯。铁芯面积S=a×b(cm2).如附图所示。变压器视在功率与s的关系用下述经验公式选用:s=K√P1
  
  P1为变压器初级总视在功率,单位为:VA(伏安),s为应选铁芯截面积,K为一系数,随变压器Pl大小不同选用不同的值。同时考虑到硅钢片之间的绝缘漆、空隙的影响,K与P1关系为:
  P1 K值
  10VA以下 2~2.2
  50VA以下 2~1.5
  lOOVA以下 1.5~1.4

  2.每伏匝数计算
  选定铁芯s以后。再确定每伏匝数,以使绕制的变压器有台理的激磁电流。常用的经验公式为:N=(40~55)/S,N为每伏匝数。
  根据不同质量的硅钢片选取系数40~55。比较高级的高硅钢,用眼观察表面(appearance)有鳞片结晶.且极脆,只弯折1~2次即断裂,断处参差不齐,系数取为40。若硅钢片表面光洁,弯折4~5次仍不易断,断面为整齐直线,系数取50以上。
  求出每伏匝数后乘以220V即为初级匝数,乘以次级要求电压数即为次级各绕组匝数。因为导线有电阻,电流(Electron flow)流过时会有电压降,求出的次级匝数应增加5~lO%(根据负载电流选择,电流大者可增加较大比例)。

  3.导线直径的选择
  根据各绕组负载电流的大小,选择不同直径的漆包线。可用下列经验公式求出:
  d=O.8√I。
  单位(unit):l--A.d(导线直径)--mm。

  4.绕制方法及注意事项
  由于现在的漆包线绝缘强度大幅度提高,因此对50W以下的小功率变压器大多采用阻燃塑料骨架叠绕法,但必须选用强度特别高的漆包线,且绕制时仍应逐圈排线,严禁大幅度斜跨,以免增大导线间电位差。
  对50W以上的变压器,由于每伏匝数减少,导线间电压差较高,最好采取每层垫绝缘纸(O.05mm厚的电缆纸、牛皮纸)的方法,在绕制中应绝对避免上层导线滑入下层。各绕组间绝缘应视绕组电压决定。初次级之间应垫4层以上0.1mm的电缆纸,忌用不干胶胶带。上述叠绕法的小功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)变压器,如果次级有两组以上绕组,每组之间也应用两层电缆纸绝缘。如果变压器是用在音响或视听器材中.在多层绕制法中初次级之间应垫入静电屏蔽层。
  绕好后.插硅钢片也需注意、必须插紧,以避免产生电磁噪音。无论双E形还是EI形,其端口要紧密接触.宜交叉插,不能有空隙。最后的4~5片可从中间插入,以免损坏线包。然后进行烘干、浸漆。对50W以下的变压器(Transformer)可采取内热法烘干。方法是:将变压器所有次级绕组短路,与60~100W/220V灯泡串联接入市电,使其自动升温。灯泡越大温度(temperature)越高,但在密闭状态下,使其温度在80度以下较安全。


捕鱼器低频变压器与高频变压器的区别

  1、磁性材料的差别:
  捕鱼器变压(气压变量)器采用硅钢片作为磁芯材料的;高频变压器是采用铁氧体磁芯材料。电鱼机要电到鱼前级逆变部分是很重要的,前级部分要有足够大的输出功率并且搭配合适的输出电压,因为只有捕鱼机的功率足够大,才能提高电鱼机的捕鱼效果以达到通过电鱼机捕鱼致富,如果输出功率不够大,电压做的再高(即变压器的电压做的再大)也捕不到鱼。超声波捕鱼器是一种新型捕鱼设备,利用逆变器把低压变高压的电子线路。将从电电瓶直接逆变成高电压部分电路称为前级电路,将高压处理成可以捕鱼的部分称为后级电路。故超声波捕鱼器一般由前级电路+后级电路组成。

  2、工作频率的差别:
  捕鱼器变压器的工作频率一般是指50HZ货60HZ的电源频率;高频变压器的工作频率一般都在1KHZ以上,甚至几十KHZ或者上百KHZ,应用范围不同频率也不一样。
 
捕鱼器变压器的设计计算实例
  理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证,因为铁心参数,制作工艺可能和威尼斯人v23com假设的不一样,所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整(Adjustment)。
  要求:
  高压输出:260V,150ma ;
  灯丝1:5V,3A;
  灯丝2:6.3v,3A 中心处抽头;
  初、次级间应加有屏蔽层。
  根据要求铁芯型号(xíng hào)采用 ;GEIB一35 ;。

  计算如下:

  (1)计算变压(气压变量)器功率容量(输入视在功率):
  P =(1.4×高压交流电压×电流+灯丝1电压×电流+灯丝2电压×电流)/ 效率
  =(1.4×260×0.15+5×3+6.3×3)/ 0.9
  =(54.6+15+18.9)/ 0.9
  = 98.33VA


  (2)计算原边电流
  I1=1.05×P / 220=0.469A


  (3) 按照选定的电流密度(由计划的连续时间决定),选取漆包线直径。
  如按照3A/mm2计算:D=0.65×√I (0.65×电流的开方)
  并规整为产品规格里有的线径(可查资料):
  选定:
  原边直径D1=0.45mm
  高压绕组直径D2=0.25mm
  灯丝绕组直径D3=D4=1.12mm


  (4) 铁心截面面积
  S0=1.25√(P)=1.25×√98=12.5CM2


  (5)铁心叠厚:
  根据他的要求铁芯型号采用 ;GEIB一35 ;
  查到:舌宽=35MM=3.5CM
  则:叠厚=12.5 / 3.5 =3.6CM
  一般地(叠厚/舌宽)在1-2之间是比较合适的。

 
  (6)铁心有效截面积:
  S1=舌宽×叠厚 / 1.1 = 11.454 CM2


  (7) 计算每伏匝数
  计算式:每伏匝数n=(45000)/(B×S1)
  其中
  B=10000-12000(中等质量(quality)硅钢片,如原先上海无线电27厂产品铁心)
  或15000(Z11等高质量硅硅片)
  或8000(电动机用硅(silicon)钢片)。
  S1:铁心有效截面积,等于(舌宽×叠厚)/1.1
  假定是中等质量铁心,并且保守点,取B=10000
  则:
  n=450000 / B×S1
  = 450000 /(10000×11.454)
  =3.93 (T / V )


  (8)计算每组匝数
  原边圈数:N1=220n=220×3.93×0.95=822(T)
  副边高压:N2=260×1.05×n=1073(T)--这是一半,还要再×2=2146T。
  灯丝1(5V): N3=5×1.05×n=21(T)
  灯丝2(6.3V):N3=6.3×1.05×n =26(T)


  (10)计算每层可绕圈数(窗口高度两端要留下3MM):
  查得该铁心窗口高度h=61.5mm。
  查表得知:选用的漆包线带漆皮最大外径
  D1Max=0.51mm
  D2Max=0.30mm
  D3Max=1.23mm
  D4Max=1.23mm
  按照 每层可绕:N =(h-0.5-2×3)/(K×DMax)计算
  (分子的含义是:由h=61.5mm==》可绕线宽度为61.5-0.5-2×3=55mm)
  (分母是排线系数K×最大外径DMax,对于初学者,小于0.3的线K=1.20,0.3-0.8的线K=1.15,大于0.8的线K=1.10。如您已经有较好的绕线经验,K可以=105~102)
  代入上述数据得到:
  原边每层可绕:94圈
  高压每层可绕:154圈
  灯丝每层可绕:39圈(最后有讨论)。
  (也可以直接查 ;每厘米可绕圈数表 ;得到)


  (11)各绕组的层数
  前面已经算出各组圈数则,则各绕组的层数(Number):
  原边=822/ 94=8.74,取9层
  高压=2146/154=13.94,取14层
  灯丝1:1层。
  灯丝2:1层。


  (12)绝缘设计
  骨架,用1MM厚红钢纸,外加0.15MM覆膜青壳纸1层+0.08MM电缆纸1层;
  原边绕组垫纸用0.08MM电缆纸;
  副边高压绕组垫纸用0.05MM电缆纸;
  组间绝缘用0.08MM电缆纸1层+0.15MM覆膜青稞纸2层+0.08MM电缆纸1层;
  (绕组外绝缘同组间绝缘)


  (13)计算线包(压实的)厚度:
  =(1+0.15+0.08) (骨架及内层绝缘)+(9×0.51+8×0.08) (原边绕组)+(0.08×2+0.15×2) (组间绝缘1)+(隔离层,如可能用0.05铜箔,如无,就用与高压绕组同直径的线绕一层代)+(0.08×2+0.15×2) (组间绝缘2)+(14×0.30+13×0.05)(高压绕组)+(0.08×2+0.15×2) (组间绝缘3)+(1.23) (灯丝1)+(0.08×2+0.15×2) (组间绝缘4)+(1.23) (灯丝2)+(0.08×2+0.15×2) (线包外间绝缘)
  =1.23+5.23+0.46+0.30+0.46+4.85+0.46+1.23+0.46+1.23+0.46
  =16.37mm


  (14)检验 ;蓬松系数 ;
  蓬松系数=铁片窗口宽度 / 线包(压实的)厚度
   ;蓬松系数 ;一般可以在1.2-1.3间,蓬松系数小者要注意绕的十分紧才行,蓬松系数过大说明选的铁心规格大了,要重选重算。对于经验不多的初学者,不妨以1.3-1.35进行检验。不然可能(maybe)绕完了发现装不进铁片。
  检验:
  蓬松系数=22 / 16.37 = 1.34
  很合适的呀。无鳞鱼捕鱼机适合在水库,湖泊,有泥沙的水底。捕鱼面积为30米,60米等。对有磷鱼不能保证有效,主要针对黄鳝鱼,黄颡鱼,黄咕鱼,鲶鱼等效果很好。


  (15)修正方案:
  灯丝绕组可以选用0.8nn直径漆包线2根并绕(0.80线最大外径0.89,每层可绕54圈,6.3V绕组26×2,刚好可以绕下)。这样导线可以分布开来不至于只有半边,绕出来的线包就比较平整。还可以减小绕组厚度。
  这时。
  计算线包(压实的)厚度:
  =1.23+5.23+0.46+0.30+0.46+4.85+0.46+0.89+0.46+0.89+0.46
  =15.69mm
  蓬松系数=22 / 15.69 =1.41
  这就非常之宽松了,说明选的铁心规格(specifications)大了,利用手头现有铁心当然可以。保证可以成功。
  计算完毕。

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