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变压器的温升计算方法

2015-1-26 11:41:03      点击:

 1 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)

  2 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)

  3 散热面积法

  散热面积法基于热量全部由变压器表面积散发出去,这种算法有三种类型:3.1 统算法不管变压器的铁损铜损统统加起来,让他从变压器表面积散发出去,环型变压器常采用这一形式。有两种公式:1)第一种形式α——变压器散热系数(w/cm2·℃)At——变压器散热表面积cm22)第二种形式3.2 热交换法  热交换法的理论认为若铁心的温度与线圈的温度不同,为达到温度平衡铁心与线圈之间必需进行热交换,热交换有三种形式,一是铁心温度高线圈温度低,铁心向线圈传热,二是铁心温度低线圈温度高,线圈向铁心传热,三是铁心温度与线圈温度相等,互不传热,这样计算方法与统算法相似,只不过他要先计算出铁心与线圈的温度后才能下结论,统算法是不管三七二十一,铁心与线圈温度是多少只有一种算法,1)计算线圈与铁心初始温升比2)计算线圈与铁心间热平衡系数k3)计算修正前温升Δτw0Aw——线圈散热面积(cm2)铁心散热面积AC与线圈散热面积AW之比αw0——线圈散热系数(w/cm2·℃)