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      大功率逆變變壓器繞法及過程詳解

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      逆變變壓器簡介

      逆變變壓器是把直流電能轉變成交流電。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。

      逆變變壓器廣泛適用于空調、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱,錄像機、按摩器、風扇、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、照明等。

      逆變變壓器結構特點

      1.線圈采用F級或C級漆多餅式繞制,排列緊密且均勻,外表不包絕緣層,具有極佳的美感且有很好的散熱性能。

      2.鐵心接縫采用亞弧焊焊接,線圈和鐵芯組裝成一體后經過預烘→真空浸漆→熱烘固化這一工藝流程使變壓器的線圈和鐵芯牢固地結合在一起,不但大大減小了運行時的噪音,而且具有極高的耐熱等級。

      3.外露部件均采取了防腐蝕處理,引出端子采用接線端子或銅排端子。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      逆變變壓器的優缺點

      逆變變壓器是指帶有工頻變壓器的逆變器,它也稱為工頻逆變器它不同于高頻變壓器最大的特點是體積特別大。它通常用在一些需要穩定性高的場合,因為它有個特點就是穩定性高。一般高頻電路很難做出大功率的逆變器,因為其功率大,電流也就大,其高頻電路無法承載大電流的沖擊,而逆變變壓器由于有工頻變壓器,可以有效地緩解沖擊,使得其功率可以做到很大。

      變壓器本身作為一個發熱工作裝置,會損耗功率,這種電路功率不高,一般為85%左右,而在高頻逆變器中可以達到99%,所以在效率上比較低。由于很多變壓器是用銅線繞制,銅的價格一直較高,故導致變壓器價格并不便宜,生產的成本就增加,逆變變壓器的價格也就相應的增加,高頻逆變器因為沒有變壓器,價格自然就比逆變變壓器低。綜上所述,逆變變壓器的優點是功率大、穩定性高,而缺點是效率低價格高。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      逆變變壓器使用注意事項

      1、直流電壓要一致

      每臺逆變變壓器都有接入直流電壓數值,如12V,24V等,要求選擇蓄電池電壓必須與逆變變壓器直流輸入電壓一致。例如,12V逆變變壓器必須選擇12V蓄電池。

      2、逆變變壓器輸出功率必須大于電器的使用功率,特別對于啟動時功率大的電器,如冰箱、空調,還要留大些的余量。

      3、正、負極必須接正確 逆變變壓器接入的直流電壓標有正負極。紅色為正極(+),黑色為負極(—),蓄電池上也同樣標有正負極,紅色為正極(+),黑色為負極(—),連接時必須正接正(紅接紅),負接負(黑接黑)。連接線線徑必須足夠粗,并且盡可能減少連接線的長度。

      4、應放置在通風、干燥的地方,謹防雨淋,并與周圍的物體有20cm以上的距離,遠離易 燃易爆品,切忌在該機上放置或覆蓋其它物品,使用環境溫度不大于40℃。

      5,充電與逆變不能同時進行。即逆變時不可將充電插頭插入逆變輸出的電氣回路中。

      6、兩次開機間隔時間不少于5秒(切斷輸入電源)。

      7、請用干布或防靜電布擦拭以保持機器整潔。

      8、在連接機器的輸入輸出前,請首先將機器的外殼正確接地。

      9、為避免意外,嚴禁用戶打開機箱進行操作和使用。

      10、懷疑機器有故障時,請不要繼續進行操作和使用,應及時切斷輸入和輸出,由合格的檢修人員或本公司的特約維修單位檢查維修。

      11、在連接蓄電池時,請確認您的手上沒有其它金屬物,以免發生蓄電池短路,灼傷人體。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      高頻逆變器中高頻變壓器的繞制方法

      你如果用EE55等高頻磁芯制作高頻逆變器,其中高頻變壓器的線包繞制最好參考一下電子管音響功率放大器中音頻輸出變壓器的繞制方法。這種變壓器因為要在音頻20Hz~20KHz范圍內力求做到平坦響應,繞法講究,頂級的電子管音頻輸出變壓器的頻響范圍甚至做到了10Hz~100KHz,而用的磁芯不過就是高矽硅鋼片而已。

      以大家在壇子中討論最多也用得最多的“SG3525A(或KA3525A、UC3525)+場管IRF3205(或MTP75N06等)+EE55磁芯變壓器”組合為例,功率可做到500W以上,工作頻率一般在20~50KHz.其中的EE55磁芯變壓器,大家一般是低壓繞組(初級)3T+3T,中心抽頭,高壓繞組(次級)75T.

      要制作好它就要注意兩點:

      一是每個繞組要采用多股細銅線并在一起繞,不要采用單根粗銅線,因為高頻交流電有集膚效應。所謂集膚效應,簡單地說就是高頻交流電只沿導線的表面走,而導線內部是不走電流的(實際是越靠近導線中軸電流越弱,越靠近導線表面電流越強)。采用多股細銅線并在一起繞,實際就是為了增大導線的表面積,從而更有效地使用導線。例如初級的3T+3T,你如果用直徑2.50mm的單根漆包線,導線的截面積為4.9平方毫米,而如果用直徑0.41mm的漆包線(單根截面積0.132平方毫米)38根并繞,總的截面積也達到要求。然而,第二種方法導線的表面積大得多(第一種方法導線的表面積為:單股導線截面周長&TImes;股數&TImes;繞組總長度=2.5&TImes;3.14&TImes;1×L=7.85L,第二種方法導線的表面積為:單股導線截面周長×股數×繞組總長度=0.41×3.14×38×L=48.92L,后者是前者的48.92L/7.85L=6.2倍),導線有效使用率更高,電流更通暢,并且因為細導線較柔軟,更好繞制。次級75T高壓繞組用3~5根并繞即可。

      二是最好采用分層、分段繞制法,這種繞法主要目的是減少高頻漏感和降低分布電容。例如上述變壓器的繞法,初級分兩層,次級分三層三段。具體是:

      ①繞次級高壓繞組第一段。接好引出線(頭),先用5根并繞次級高壓繞組25T,線不要剪斷,然后包一層絕緣紙(絕緣紙要薄,包一層即可,否則由于以下多次要用到絕緣紙,有可能容不下整個線包),準備繞初級低壓繞組的一半。

      ②繞初級低壓繞組的一半。預留引出線(頭),注意是預留,因為后面要統一并接后再接引出線,以下初級用“預留”一詞時同理。用19根并繞3T,預留中心抽頭,再并繞3T,預留引出線(尾),線剪斷。在具體操作時這里還有一個技巧,即由于股數多,19股線一次并繞不太方便,扭矩張力也大,就可以分做多次,如這里可分做三次,每次用線6到7股,這樣還可繞得更平整。注意三次的頭、中、尾放在一起,且繞向要相同。然后又包一層絕緣紙,準備繞次級高壓繞組第二段。

      ③繞次級高壓繞組第二段。將前面沒有剪斷的次級高壓繞組線翻轉上來(注意與前面的初級繞組線不要相碰,必要時可用絕緣紙隔開),又并繞25T,注意繞向要與前面的第一段相同,線仍不剪斷。又包一層絕緣紙,準備繞初級低壓繞組的另一半。

      ④繞初級低壓繞組的另一半。再按步驟②同樣的方法繞一次初級低壓繞組,注意繞向要與前面的一半相同。同樣線剪斷,包一層絕緣紙,準備繞次級高壓繞組第三段。

      ⑤繞次級高壓繞組第三段。再按步驟③提示的方法繞完剩下的次級高壓繞組25T,仍注意繞向與前面的兩段相同。接好引出線(尾),線剪斷。至此,所有的繞組都繞完了。

      ⑥合并初級低壓繞組。將前面兩次繞的初級低壓繞組,頭與頭并接,中心抽頭與中心抽頭并接,尾與尾并接(這樣繞組匝數仍是3T+3T,而總的并線為38根),接好引出線,即得到初級低壓繞組的頭、中、尾三個引出端。最后纏一層絕緣膠帶,至此線包制作完成。

      以上敘述起來顯得很復雜,實際熟悉后并不難。按此方法繞制的高頻變壓器肯定好用;如果再參考高檔電子管音頻變壓器的對稱交叉繞制法,并講求制作上的精細工藝,只要磁芯適應,工作頻率可以提升到100KHz以上。不過對稱交叉繞法最復雜最難搞(繞組分段更細,每一層都對稱地分為兩組,接法復雜,稍一疏忽大意就會接錯繞組中某一段的相位),就不介紹了。為什么有的人做的高頻變壓器頻率總是提不高,功率做不大(做大功率需要提升頻率),而且發熱嚴重,就是因為漏感大,分布電容大,高頻電流集膚現象嚴重等等。自激式高頻變壓器繞法也一樣。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      500W逆變器變壓器繞制過程

      繞法如下:

      一:選兩股0.72的漆包線一頭固定在6腳(高壓繞組的頭),繞兩層35T,另一頭不要剪斷,包好絕緣層后開始繞初級。

      二:選6股0.72的線排整齊膠帶包好卡在骨架的1,2腳之間,同樣選6股0.72的線排整齊膠帶包好卡在骨架的3,4腳之間。這樣12股線就整齊的排成一層繞上3T.

      1,2腳的那股線在9,10腳之間引出留合適的長度剪斷。同樣3,4腳的那股在12,13腳之間引出留合適的長度剪斷。

      按上面的方法用相同的方法饒好(2,3)-(11,12),(4,5-13,14)。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      三:包好絕緣后接高壓繞組繼續繞兩層35T高壓繞組。線尾還是不要剪斷留用。

      四:包好絕緣后完全按第二步重復繞一邊,線頭線尾也在相同的位置出線。

      五:包好絕緣后接高壓繞組繼續繞兩層35T高壓繞組完工接7腳。

      這樣變壓器就繞好了,看圖仔細分析下.1,2,3腳之間的所有線并請來是一組3T的頭,12,13,14腳之間的所有線并請來是另一組3T的尾.3,4,5之間的線和10,11,12之間的線連起來是兩個3T的中心抽頭。

      繞完所有繞組整個線包厚度只有10層0.72的的厚度略大于7.2MM,EE55的磁芯骨架一般有9MM左右完全繞的下這點線。

      最后就是所有的線頭整理上錫了,考慮3,4,5之間的線和10,11,12之間的線在兩端出線不方便連接,那就引出線留長點通過畫PCB板時合理布線就可以方便的處理了。實際使用時3,4,5之間的線和10,11,12之間的線,留足夠長度套上套管后直接引出接入電源正極。

      補充一點:實際選線徑的時候,可以按自己現有的漆包線選擇。但盡量先計算一遍用多少股并聯,使每一層都從骨架一邊到另一邊正好排滿,細心認真完全利用好窗口的話還真能做到800W的功率。

      一文看懂逆變變壓器繞法圖解

      接下來先簡單算下電流和線徑的關系:

      1,自然散熱的話線徑一般取5A每平方毫米(豆芽菜師兄提醒:這個載流量計算可能有誤(5A每平方毫米載流量應該取2.5-3A每平方毫米才正確,我是按0.72流0.9A計算的,應用這個變壓器還是保險的),利用手頭現成的漆包線選了外徑0.72的線(因為工作在高頻狀態選漆包線線徑一般不要超過0.8MM的直徑)。

      0.72的漆包線單根可以通過0.9A的電流.500W/12V=42A,這樣的話初級約需要48股0.72的漆包線。逆變器上常用的是推挽形式,那兩組線圈就只要24股+24股就可以了。

      2,次級同樣按電壓和電流選好合適的漆包線。

      3,我繞的EE55變壓器是初級12V輸入500V輸出功率定在500W.就選初級3T+3T,次級110T.

      4,繞推挽變壓器時幾個問題要注意下,一是兩組初級要盡量物理尺寸相同(保證相同的圈數和相同的電感量),二是采用三明治方式繞,三是盡量整齊排列不要在線包內有接頭每層都完全利用起來不留空隙。注意這三點就肯定能成功了

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