變壓器基礎知識之：環(huán)形變壓器的特點(diǎn)及其分類(lèi)和應用

我國近十年來(lái)環(huán)形變壓器從無(wú)到有，迄今為止已形成相當大的生產(chǎn)規模，除滿(mǎn)足國內需求外，還大量出口。環(huán)形變壓器是電子變壓器的一大類(lèi)型，已廣泛應用于家電設備和其它技術(shù)要求較高的電子設備中，它的主要用途是作為電源變壓器和隔離變壓器。環(huán)形變壓器在國外已有完整的系列，廣泛應用于計算機、醫療設備、電訊、儀器和燈光照明等方面。國內主要用于家電的音響設備和自控設備以及石英燈照明等方面。 環(huán)形變壓器由于有優(yōu)良的性能價(jià)格比，有良好的輸出特性和抗干擾能力，因而它是一種有競爭力的電子變壓器，本文就它的特點(diǎn)作一介紹。

環(huán)形變壓器的特點(diǎn)

環(huán)形變壓器的鐵心是用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片(片厚一般為0.35mm以下)，無(wú)縫地卷制而成，這就使得它的鐵心性能優(yōu)于傳統的疊片式鐵心。環(huán)形變壓器的線(xiàn)圈均勻地繞在鐵心上，線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁力線(xiàn)方向與鐵 心磁路幾乎完全重合，與疊片式相比勵磁能量和鐵心損耗將減小25%，由此帶來(lái)了下述一系列的優(yōu)點(diǎn)。

1)電效率高鐵心無(wú)氣隙，疊裝系數可高達95%以上，鐵心磁導率可取1.5～1.8T(疊片式鐵心只能取1.2～1.4T)，電效率高達95%以上，空載電流只有疊片式的10%。

2)外形尺寸小，重量輕環(huán)形變壓器比疊片式變壓器重量可以減輕一半，只要保持鐵心截面積相等，環(huán)形變壓器容易改變鐵心的長(cháng)、寬、高比例，可以設計出符合要求的外形尺寸。

3)磁干擾較小環(huán)形變壓器鐵心沒(méi)有氣隙，繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上，這種結構導致了漏磁小，電磁輻射也小，無(wú)需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設備上，例如應用在低電平放大器和醫療設備 上。

4)振動(dòng)噪聲較小鐵心沒(méi)有氣隙能減少鐵心感應振動(dòng)的噪音，繞組均勻緊緊包住環(huán)形鐵心，有效地減小磁致伸縮引起的“嗡嗡”聲。

5)運行溫度低由于鐵損可以做到1.1W/kg，鐵損很小，鐵心溫升低，繞組在溫度較低的鐵心上散熱情況良好，所以變壓器溫升低。

6)容易安裝環(huán)形變壓器只有中心一個(gè)安裝螺桿，特別容易在電子設備中進(jìn)行快速安裝與拆卸。

環(huán)形變壓器的分類(lèi)

環(huán)形變壓器可分為標準型、經(jīng)濟型及隔離型等三類(lèi)

1)標準型電源變壓器產(chǎn)品系列容量8～1500VA，有較小的電壓調整率、滿(mǎn)載運行溫升僅為40℃，允許短時(shí)超載運行，適合于要求高的使用場(chǎng)合。 初次級繞組間采用B級(130℃)的聚酯薄膜絕緣，要求至少包三層絕緣帶，能經(jīng)受交流4000V，1min的耐壓試驗。

2)經(jīng)濟型電源變壓器產(chǎn)品系列容量50～1500VA，在保證性能的基礎上力求降低造價(jià)，適用于連續運行而不超載的使用場(chǎng)合，運行溫升為60℃，絕緣材料等級為A級(105℃)，當滿(mǎn)負載時(shí)輸出電壓誤差小 于3%。

3)隔離變壓器產(chǎn)品系列容量50～1000VA，又可分為工業(yè)用和醫療設備用兩系列。隔離變壓器著(zhù)重是它的絕緣性能，初級與次級間用B級絕緣的聚酯薄膜至少包扎4層，擊穿電壓大于4000V，所有初級引線(xiàn) 必須采用雙絕緣導線(xiàn)。變壓器最大溫升低于45℃。 醫療用的隔離變壓器除符合上述的要求外，還要符合UL544標準，即初級和次級繞組應具有熱保護，繞組與接地銅屏蔽間隔距離應大于13mm。此外對醫療用的隔離變壓器還要求在初級繞組裝有溫度保護開(kāi)關(guān)，當鐵心溫度達到120℃時(shí)，溫度保護開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，當溫度恢復正常時(shí)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)復位合上。 環(huán)型變壓器由于不存在氣隙、線(xiàn)圈均勻卷繞鐵芯，理論上漏磁很小，也不存在線(xiàn)圈輻射。但環(huán)型變壓器由于無(wú)氣隙存在，抗飽和能力差，在市電存在直流成分時(shí)容易產(chǎn)生飽和，產(chǎn)生很強的磁泄露。國內不少地區市電波形畸變嚴重，因此許多用家使用環(huán)型變壓器感覺(jué)并不比EI型變壓器好，甚至更差。

所謂環(huán)型變壓器絕無(wú)泄露，乃是因媒介誤導，或是因廠(chǎng)商出于商業(yè)宣傳需要而杜撰，環(huán)型變壓器磁泄露極低的說(shuō)法只是在市電波型為嚴格的正弦波時(shí)才成立。另外，環(huán)型變壓器還會(huì )在引線(xiàn)處出現較強電 磁泄露，因此環(huán)型變壓器的漏磁也是有一定方向性的，實(shí)際裝機時(shí)旋轉環(huán)型變壓器，在某個(gè)角度上獲得最高信噪比。如果條件允許，可考慮為變壓器裝一只屏蔽罩，并做妥善接地處理，該金屬罩只能選用鐵性材料，一般金屬如銅、鋁等只有電屏蔽作用而無(wú)磁屏蔽作用，不能作為變壓器屏蔽罩。

上述分析是建立在變壓器選料、制作精良的基礎上，實(shí)際多數市售變壓器產(chǎn)品由于成本壓力和競爭需要，未嚴格按行業(yè)規范設計，有時(shí)候甚至偷工減料，分析起來(lái)不可預測因素較多。首先是鐵芯材 料的品質(zhì)，很多企業(yè)用導磁率較低的H50鐵芯、邊角料甚至攙雜軟鐵制作變壓器，導致變壓器空載電流很高，鐵損過(guò)大，空載發(fā)熱嚴重;這類(lèi)變壓器為降低成本、同時(shí)為掩蓋鐵損偏高帶來(lái)的電壓調整率過(guò) 大問(wèn)題，大幅度減少初次級線(xiàn)圈匝數，以降低銅損的方式來(lái)降低電壓調整率，這種做法更進(jìn)一步增大了空載電流，而空載電流偏大將直接導致磁泄露加劇。