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逆变式等离子切割机主变压器设计
常云龙,汪殿龙,信雷,陈俊良
沈阳工业大学材料学院,辽宁沈阳
摘要:介绍了逆变式等离子切割机主变压器常用的磁心材料的性能特点,提出了设计、制作主变压嚣的步骧、计算
方法厦示例。
关键词:逆变式等离子切割机;主变压器;设计
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:———
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磁性元件是能量存储、电量隔离和转换的重要表种磁心材料特性参数及性能比较
元件,在电源设备中处处能够遇到。根据所处的位材料
性能
置及功能,磁性元件主要分为个大类:变压器、电硅钢铁氧体非晶台盒
抗器、互感器和磁放大器。由于磁性元件的磁性材
料是非线性的,其特性与温度、频率、气隙关系密切,
参数测量困难,在进行磁性元件设计时涉及到的参
数非常多,如:电压、电流、磁导率、温度、能量、电感
量、漏感、铜损、铁损等,
磁导率、有效磁导率、真空磁导率等多种,因此,大多
数情况下,磁性元件都需要进行自行设计。
变压器作为磁性元件的一种,主要用于传递功
率、变换电参数以及输入输出间的隔离。在桥式逆
变电路中,变压器处于双向激磁状态,一次侧绕组上
施加的是大小相等、方向相反的高频、高压矩形波脉目前常用的变压器磁心材料有硅钢、铁氧体、非
冲电压,又与桥臂的功率开关器件直接相连,其性能晶和微晶合金材料。硅钢铁心饱和磁感应强度。
如发热、瞬时磁饱和、,价格便宜,但其磁导率低、损耗大,
到整机的性能及其可靠性。因此,对变压器的设计尤其在高频下损耗更大,所以不适宜傲高频变压器
和制作应给予足够的重视。磁心。铁氧体具有磁导率高、电阻率高、高频损耗
主变压器磁心材料小、价格便宜的特点,常用于高频磁性元件中;其缺
一般来说,只要是软磁材料都可以用来制作变压点是。低,机械性能差,易破碎。非晶和微晶合金
器,但是考虑到变压器的性能、损耗、体积质量及价格材料具有高、磁导率高、高频损耗小的优点,此
等因数,就需要选择合适的磁心材料,参看下表。外,还具有居里温度高、机械性能和热稳定性好的特
收穑日期:——
作者葡介:常云龙一,男,山西新绛人,沈阳博士,从事焊接设备教学和科研工作。
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点,是一种理想的磁心材料。了
变压器的设计方法及步骤
式中,为电流密度,一般取~/—。
变压器的设计应尽量减少漏抗、便于绕制,有利
高频电流存在趋肤效应。电流只在
于通风散热,在此基础上选取磁心结构和规格,并进
导线的表层流过,其表层的厚度即趋肤深度或穿透
行绕组匝数、线径、窗口截面的计算。
厚度用△单位:一表示:
. 绕组匝数的计算

变压器正常情况下应避免磁心饱和,根据电磁△:

感应原理,当变压器一次侧加上电压。时,有
式中为与物质和温度有关的常数如铜:
警℃时,; ℃时,.;为频率/
。
在通电时间‘内:磁通变化量为
例如,在,温度为℃时,趋肤深度
△西击: △。
允许的磁通变化为