變壓器基礎(chǔ)知識之：環(huán)形變壓器的特點及其分類和應(yīng)用

我國近十年來環(huán)形變壓器從無到有，迄今為止已形成相當(dāng)大的生產(chǎn)規(guī)模，除滿足國內(nèi)需求外，還大量出口。環(huán)形變壓器是電子變壓器的一大類型，已廣泛應(yīng)用于家電設(shè)備和其它技術(shù)要求較高的電子設(shè)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(yīng)用于計算機、醫(yī)療設(shè)備、電訊、儀器和燈光照明等方面。國內(nèi)主要用于家電的音響設(shè)備和自控設(shè)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，本文就它的特點作一介紹。

環(huán)形變壓器的特點

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)，無縫地卷制而成，這就使得它的鐵心性能優(yōu)于傳統(tǒng)的疊片式鐵心。環(huán)形變壓器的線圈均勻地繞在鐵心上，線圈產(chǎn)生的磁力線方向與鐵 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%，由此帶來了下述一系列的優(yōu)點。

1)電效率高鐵心無氣隙，疊裝系數(shù)可高達95%以上，鐵心磁導(dǎo)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、寬、高比例，可以設(shè)計出符合要求的外形尺寸。

3)磁干擾較小環(huán)形變壓器鐵心沒有氣隙，繞組均勻地繞在環(huán)形的鐵心上，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了漏磁小，電磁輻射也小，無需另加屏蔽都可以用到高靈敏度的電子設(shè)備上，例如應(yīng)用在低電平放大器和醫(yī)療設(shè)備 上。

4)振動噪聲較小鐵心沒有氣隙能減少鐵心感應(yīng)振動的噪音，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安裝螺桿，特別容易在電子設(shè)備中進行快速安裝與拆卸。

環(huán)形變壓器的分類

環(huán)形變壓器可分為標準型、經(jīng)濟型及隔離型等三類

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(diào)整率、滿載運行溫升僅為40℃，允許短時超載運行，適合于要求高的使用場合。 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(chǔ)上力求降低造價，適用于連續(xù)運行而不超載的使用場合，運行溫升為60℃，絕緣材料等級為A級(105℃)，當(dāng)滿負載時輸出電壓誤差小 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(yī)療設(shè)備用兩系列。隔離變壓器著重是它的絕緣性能，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 必須采用雙絕緣導(dǎo)線。變壓器最大溫升低于45℃。 醫(yī)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(yīng)具有熱保護，繞組與接地銅屏蔽間隔距離應(yīng)大于13mm。此外對醫(yī)療用的隔離變壓器還要求在初級繞組裝有溫度保護開關(guān)，當(dāng)鐵心溫度達到120℃時，溫度保護開關(guān)斷開，當(dāng)溫度恢復(fù)正常時，開關(guān)自動復(fù)位合上。 環(huán)型變壓器由于不存在氣隙、線圈均勻卷繞鐵芯，理論上漏磁很小，也不存在線圈輻射。但環(huán)型變壓器由于無氣隙存在，抗飽和能力差，在市電存在直流成分時容易產(chǎn)生飽和，產(chǎn)生很強的磁泄露。國內(nèi)不少地區(qū)市電波形畸變嚴重，因此許多用家使用環(huán)型變壓器感覺并不比EI型變壓器好，甚至更差。

所謂環(huán)型變壓器絕無泄露，乃是因媒介誤導(dǎo)，或是因廠商出于商業(yè)宣傳需要而杜撰，環(huán)型變壓器磁泄露極低的說法只是在市電波型為嚴格的正弦波時才成立。另外，環(huán)型變壓器還會在引線處出現(xiàn)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，實際裝機時旋轉(zhuǎn)環(huán)型變壓器，在某個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(chǔ)上，實際多數(shù)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(guī)范設(shè)計，有時候甚至偷工減料，分析起來不可預(yù)測因素較多。首先是鐵芯材 料的品質(zhì)，很多企業(yè)用導(dǎo)磁率較低的H50鐵芯、邊角料甚至攙雜軟鐵制作變壓器，導(dǎo)致變壓器空載電流很高，鐵損過大，空載發(fā)熱嚴重;這類變壓器為降低成本、同時為掩蓋鐵損偏高帶來的電壓調(diào)整率過 大問題，大幅度減少初次級線圈匝數(shù)，以降低銅損的方式來降低電壓調(diào)整率，這種做法更進一步增大了空載電流，而空載電流偏大將直接導(dǎo)致磁泄露加劇。