环形变压器的设计
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简介：
环形变压器的设计涉及一种圆形、无芯式的电磁设备制造技术，其结构紧凑、低噪音，广泛应用在电子仪器和医疗设备中。
环形变压器设计的知识点涵盖了从基础理论到计算实例的多个方面：
1. **设计基础**
环形变压器因其结构紧凑、效率高而被广泛应用在电子设备中，其设计需考虑铁心、绕组及散热等关键因素。
2. **铁心参数计算**
铁心的设计是环形变压器的核心部分。需要通过一系列公式来确定有效截面积(Afe)、平均磁路长度(fellfe)、重量(Gfe)，以及窗口的有效面积(WA)。
- Afe = ((D-d)^2 * Kbfe)
其中，Kbfe 是铁心高度和填充系数的乘积。
- fellfe ≈ π((D+d)/2)
- Gfe 通过有效截面积、平均磁路长度、材料密度及一个转换因子（65.7 cm^3g）来计算。
- WA是指绕组在铁心窗口内可容纳的最大面积，通常预留一半的空间给内部结构。
3. **绕组参数**
绕组是变压器的重要部分，影响其电性能。确定平均匝长度(lcu)需要通过经验公式：
lcu = (D-d)/2 + b + (7.0~5.0)
4. **尺寸和散热面积计算**
变压器的最大外径(oD)及高度(H)，是设计中的关键尺寸参数。这些值通常基于绕组的布局以及内孔与绕组的比例来确定。
- 散热面积(TAA)对于确保变压器在工作时不会过热至关重要，可以通过以下公式计算：
TAA = Do * H * K
其中K为散热系数。
5. **允许温升**
设计过程中必须考虑绝缘材料的耐热等级以及实际测得的最大温度比平均值高约15度。
6. **磁通密度和铁心损耗**
磁通密度是影响变压器效率的关键因素，而铁心损耗则直接影响其温升。冷轧硅钢片常用作此类设计中的材料。
7. **计算实例**
通过一个具体的例子来展示环形变压器参数的求法，包括有效截面积、平均磁路长度等关键尺寸和散热面积。
总结来说，环形变压器的设计需要综合考虑铁心、绕组、尺寸、散热及磁通密度等因素，并确保其满足电气性能与安全标准。
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