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机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究(通用版)

机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究(通用版)
机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究(通用版)

When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors.

(安全管理)

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机床用隔离变压器自动绕线装置

设计与研究(通用版)

机床用隔离变压器自动绕线装置设计与研究

(通用版)

导语:生产有了安全保障,才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷,生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时,生产活动停下来整治、消除危险因素以后,生产形势会变得更好。"安全第一"

的提法,决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。

本文设计了一种CNC自动绕线装置,专门用于机床隔离变压器线圈自动绕线。本装置的创新点在于:应用普通的车床CNC系统作为自动绕线机的控制编程单元,糅合了伺服马达和滚珠丝杠作排线机构和绕线机构。本机具有广泛的市场需求和工业应用前景。

隔离变压器绕线机主要应用于变压器线包初级和次级线圈的绕制工艺环节。目前行业上一般使用的绕线机90%以上都是普通绕线机,需要由人工来完成漆包线线头压紧和整齐排列漆包线这两个动作。本文提出一种能自动压紧线头,自动排线和通过调用程序直接实现换产品生产的CNC自动绕线装置。这种装置利用普通的车床数控系统作编程和控制单元,用CNC编程语言来实现动作,不必记住各种繁琐的参数设定,设备通用多款隔离变压的生产,能有效提高绕线工序的效率减轻工人劳动强度和对熟练工的依赖程度。

CNC自动绕线机的原理

CNC自动绕线装置利用GSK96普通车床CNC系统作为编程和动作控制单元,通过调用预先编好的程序实现不同产品的生产。由于绕线的线径,速度,排线距离等参数已经通过CNC程序编好,所以在自动绕线过程中,工人可以解放出来,干别的工序。自动绕线机的工作流程CNC自动绕线机的结构

自动绕线机主要由自动绕线单元,自动排线单元,自动压线单元,CNC装置电箱单元和机架单元这五个单元组成。

2.1自动排线单元

排线单元主要由:广数80SJT伺服电机,滚珠丝杆,轴承,联轴器,直线导轨,导线轮组合,导线轮支撑架,松下PML53传感器等零部件组成。排线单元的工作原理是:利用电机的旋转运动通过滚珠丝杆变成直线运动,完成隔离变压器的准确排线动作。本自动绕线机的MAX最大排线距离为190mm,排线精度达±0.02mm,通过导线轮组的调整,可令漆包线达到要求的张紧力,以满足排线绕线之用。可广泛用于0.8kV,1.2kv,3kv,4kv,10kv等多款隔离变压器的生产,设备通用性强,排线质量优良。

2.2自动压紧单元

压紧单元主要由:气缸,可调支撑架,传感器和自动压紧机构等

零部件组成。压紧机构的工作原理是:接收来自CNC系统的指令,气缸启动,自动压紧漆包线线头和固定工装,之后压紧机构上的传感器将压紧信息反馈给CNC系统,在CNC系统确认了到位后,设备压紧动作完成并通过CNC系统显示出准备自动绕线排线的信号。

2.3自动绕线单元

绕线单元主要由广数130SJT伺服电机,同步带,同步带轮,主轴,可方便更换工装等零部件组成。绕线单元的工作原理是:通过电机的转动,带动主轴和工装的旋转,因为漆包线线头通过压紧单元已经压紧在工装上,在缠绕力和摩擦力的作用下,漆包线就会按设计好的速度绕着工装进行自动绕线的动作。绕线单元通过接收来自CNC系统的指令,按预先编好的CNC程序完成绕线动作。

2.4机架单元

架单元主要由:操作面板,主体机架,漆包线放置架,电箱放置架,CNC系统放置架,安全防护罩,气压回路等零部件组成。它主要为绕线设备提供一个基座,方便各执行单元和控制单元的合理布置和固定。

2.5CNC装置电箱单元

CNC装置电箱单元主要由:GSK96普通车床数控系统,广数SJT系

列电机驱动器和各按钮开关等电器部件组成。我们利用CNC系统作为设备的控制,编程系统,柔性地控制了设备的动作和编程。优点是:操作工人只需简单的编程知识,输入常用的CNC代码就能控制整台设备,也能通过CNC显示屏达到人机交换互动的效果。该装置控制原理是:通过调用CNC程序,由CNC装置发出相应的信号给驱动器,驱动器再控制电机作相应的动作。

本文针对机床用隔离变压的绕线效率低,自动化程度不高,工人劳动量大,产品更换时人工输入调机调参数麻烦等问题。设计出一款结合了CNC系统,伺服电机和滚珠丝杆的高精度,操作简便的自动绕线机。本机通用性比较好,可通用于0.8kv-10kv的隔离变压器生产,操作简单,产品质量统一,提高生产效率和劳动强度明显。通过设备的小批量投产试验和在实际生产中的应用检验,得出的结果是:效率明显提升,质量稳定,对熟手工人的依赖程度降低,复杂动作和劳动量大的动作都交给了设备来完成。这对企业应对产品多样化,劳动力流动率大,产品质量统一等方面有比较好的帮助作用。

XX设计有限公司

Your Name Design Co., Ltd.

对干式和油浸式变压器优化设计的研究

对干式和油浸式变压器优化设计的研究 发表时间:2017-07-04T15:28:50.517Z 来源:《电力设备》2017年第7期作者:刘建萍[导读] 摘要:我国干式变压器和油浸变压器的优化设计,是社会进步发展的必然选择。本文根据我国目前使用的干式变压器以及油浸变压器的特点,结合最新的科学技术,优化变压器的系统,并且对设计内容进行研究和阐述。 (山东泰开箱变有限公司 271000) 摘要:我国干式变压器和油浸变压器的优化设计,是社会进步发展的必然选择。本文根据我国目前使用的干式变压器以及油浸变压器的特点,结合最新的科学技术,优化变压器的系统,并且对设计内容进行研究和阐述。 关键词:干式变压器;油浸式变压器;优化设计 1. 干式和油浸式变压器优化的原因 变压器是电力系统的重要组成部分,其工作效率、工作能耗、生产成本是影响电力系统运行效率、运行线损、运行成本的关键。当前我国电力系统中干式和油浸式变压器占有极高比例,因此采用计算机辅助设计和最优化方法对上述两种变压器进行优化设计具有鲜明的显示意义。 2. 干式和油浸式变压器优化设计理念 我国较早使用的变压器系统设计工具是CAD。随着社会和科技的不断发展,CAD系统和技术也在不断地研发,加快了变压器的改革和优化进程。同时电力需求的增加,远距离、跨区域输变电工程大力建设发展,对变压器的要求也越来越高。所以我国需要优化变压器,我们秉承的理念是节约材料,,力求科学与自然地融合,提高干式变压器和油浸变压器的工作效率,实现远距离低损耗输电以及环境保护的目的。 3. 干式和油浸式变压器优化设计分析以及方法 3.1 干式和油浸式变压器优化设计分析 3.1.1 变压器优化设计使用工具 变压器的结构和系统比较复杂,尤其传统的变压器设计方法,其中的数据是分散式的,并不集中,对于变压器的控制和管理,以及设计都十分的不利。“工欲利其事,必先利其器”,所以想要优化变压器的设计方法,首先需要确定设计变压器的工具,使用正确的变压器设计工具,能够有效的提高变压器的设计效率,利用UML语言,以及变压器数据计算和IE型电源变压器自动设计软件,根据变压器系统的特点,以及数据模型的支持,可以制作有关数据计算的软件,体改手工计算。比如编制一个程序和公式,通过计算机,把电磁计算等流程的过程简化,加快计算效率和准确率。 3.1.2 变压器优化设计的理论依据 决定变压器性能的参数主要涉及电、磁、热以及结构,也就是说,变压器的优化也是根据这几方面来决定的。只要能够设计出这几方面的优化计划,就可以改变现有的变压器的系统和结构。因此,新型的变压器首先需要确定计算公式,根据计算公式来确定需要修改的参数和标准值,然后根据电、磁、热以及结构四方面理论,加入节能低碳等约束条件等,设置相关的离散型数值。因为变压器设计本身的特点,虽然设计系统使用的数值比较分散,但是在系统的管理之下,可以确定变压器系统使用的标准值,比如圆形铁心柱直径,就可以通过现有的系统进行计算得到。使用的公式为 通过公式可以知道,f(x)为目标函数,其中,变量为x1,x2,......xn,其中gi(x)为约束条件,首先需要根据约束条件,控制变压器的材料选择,这样能够改变变压器的工作功率。其中,约束条件就是技术性指标,也就是说,是硬性指标,该指标包括变压器的电压比,阻抗电压、空载耗损、空载电流只有变压器达到一定的标准,才能为商户和居民提供高质量的电能。比如,变压器的电阻比,主要是根据电阻率来计算的,即ρ=RS/L。常用单位几种金属导体及其在20℃时的电阻率 (Ω m) 为铜 1.75 × 10-8 ,铝 2.83 × 10-8 ,铁 9.78 × 10-8 。同种材料导电能力是和截面积成正比,与长度成反比。选择不同的变压器材质,对变压器的性能会产生不同的影响。 其次是材料性能约束,也就是说,变压器在设计的过程中,材料的选择需要满足国家和国际的标准。材料的性能不能影响到变压器的技术性能,选择的绝缘物质,也不能发生导电。不同绝缘材料的特性不同,其需要的电阻值以及绕组温升的值也不同,只有确定其范围,才能在保证变压器的设计优化更加合理科学。变压器的铜耗与铁耗与自身的材质是有关系的。在材料上的优化上,如果选择非晶态磁性材料,这种变压器能够大幅度的降低电损和涡损。

油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算

目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗(P R)计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗(P f)计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数(K f %)SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数(K f %)SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数(K w %)计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度(B m)计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度(B m)计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组(或高-低-高双绕组)变压器联合运行方式的最大纵向漏 磁通密度(B m)计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数(K w %)简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数(K C %)计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数(K C %)计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数 (K C2 %)计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗 系数(K C2 %)计算 4引线损耗(P y)计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗(P ZS)计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗(P Z S)计算SB-007.6 第10 页

MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用

MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 今天在研究全桥电路,资料和书上谈到的,大多数基于理想的驱动器(立即充电完成)。这里 一篇幅把MOS管驱动的来龙去脉搞搞清楚。 预计要分几个篇幅: 1.MOS管驱动基础和时间功耗计算 2.MOS管驱动直连驱动电路分析和应用 3.MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 4.MOS管网上搜集到的电路学习和分析 今天主要分析MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用和MOS管驱动基础和时间功耗计算。 参考材料: 《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料《MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计》也可以借鉴。 首先谈一下变压器隔离的MOS管驱动器: 如果驱动高压MOS管,我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。 这两个解决方案都有自己的优点和缺点,适合不同的应用。 集成高边驱动器方案很方便,优点是电路板面积较小,缺点是有很大的导通和关断延迟。 变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低,可以在很高的压差下工作。常它需要更多,缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。 变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题: 变压器有两个绕组,初级绕组和次级绕组实现了隔离,初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放,对于我们的设计一般不太需要调整电压,隔离却是我们最注重的。 理想情况下,变压器是不储存能量的(反激“变压器”其实是耦合电感)。不过实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域,这种能量表现为漏感和磁化电感。对于功率变压器来说,减少漏感可以减少能量损耗,以提高效率。MOS管驱动器变压器的平均功率很小,但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流,为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。 法拉第定律规定,变压器绕组的平均功率必须为零。即使是很小的直流分量可能会剩磁,最终导致磁芯饱和。这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。 磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。(在运行状态下,最坏情况和瞬时的,最大占空比和最大电压输入同时发生的情况),唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。 对于单端应用的功率变压器来说,很大一部分开关周期需要保留来保证磁芯的正确复位(正激变换器)。复位时间大小限制电路运行的占空比。不过由于采用交流耦合实现了双向磁化,即使对于单端

传输线变压器设计

传输线变压器设计 设计要求 传输线变压器和其他元器件一样,其设计的依据是用户提出的技术要求,然而,如果用户对传输线变压器缺乏一定的了解,那么要提出合理的技术要求是困难的.为此,在介绍设计方法之前有必要先对变压器的技术要求作一些说明. 在一般情况下,电子变压器的技术要求应包含这样一些内容:输入和输出阻抗的大小,馈电方式,与讯号有关的内容(例如频率范围,功率容量,脉冲波还是连续波)负载的特点,允许的波形或幅度和相位的变化程度以及允许的失配程度等.现分述如下: 输入和输出阻抗 在变压器的技术要求中,如果仅仅提阻抗比的要求是不够的,必须具体指明输入阻抗和输出阻抗的大小.因为对于一定的阻抗比,例如1:4,可以是50欧姆与200欧姆之比,等等.而在传输线变压器中,所用传输线最佳特性阻抗与具体的阻抗变换有关,即与输入阻抗和输出阻抗的大小有关.对于50欧姆的1:4双线传输线变压器,传输线最佳特性阻抗为100欧姆的1:4双线传输线变压器,传输线最佳的特性阻抗为100欧姆.而对于75欧姆与300欧姆的变换,传输线最佳阻抗为150欧姆.另外,为了确定变压器磁化电感的大小,还必须知道输入阻抗或输出阻抗,国在磁化电感的大小是与输入阻抗或输阻抗成正比的.例如,有两个变压器,在其它的条件相同的情况下,一个变压器的阻抗比为12.5欧姆/50欧姆,另一个变压器的阻抗比为125欧姆/500欧姆,虽然都是1:4的阻抗变压器,然而它们所要求的磁化电感却有很大的差别,后都是前都的10倍.一个变变压器性能的好坏在很大程度上取决于所要求的磁化电感的大小,传输线特性阻抗与最佳特性阻抗之比,因此,设计变压器的大小,首先要明确阻抗变换是从多少欧姆变到多少欧姆,例如,在晶体管电路中用于级间耦合的变压器,必须知道前级的输出阻抗和后一级的输入阻抗,短波通讯中的发射机与天线之间的匹配变压器,就应当知道发射机的输出阻抗和天线(或馈线)的输入阻抗. 极性变换 极性变换本身可看作是广义的阻抗变换,因为它也是使两个不同的网络间匹配的一种手段.变压器极性变换一般有四种:全相变换,不平衡-不平衡变换,不平衡-平衡变换以及平衡-平衡变换.对于一定的阻抗变换,当所要求的极性变换形式不同时,刚变换电路和传输线的最佳特性阻抗就不完全相同.例如,1:4不平衡-不平衡变换,一般采用双线传输线变换电路,而1:4不平衡-平衡变换,一般采用成对双线传输线变换电路或三线传输线1:4变换电路.因此,在变压器的技术要求中除说明输入端和输出端的阻抗以外,还应指明输入和输出端的极性(即馈电方式). 负载的特点

高频变压器的设计与实验研究

高频变压器的设计与实验研究 刘修泉1,曾昭瑞2,黄平2 (1.广州番禺职业技术学院,广东广州511483;2.华南理工大学机械与汽车工程学院, 广东广州510640) 摘要:给出了感应电能传输系统高频变压器的设计方法,并进行了实验和分析。关键词:高频变压器;感应电能传输;损耗;温升中图分类号:TM402 文献标识码:B 文章编号:1001-8425(2009)03-0013-04 Design and Experimental Research of HF Transformer LIU Xiu 蛳quan 1,ZENG Zhao 蛳rui 2,HUANG Ping 2 (1.Guangzhou Panyu Polytechnic,Guangzhou 511483,China; 2.South China University of Technology,Guangzhou 510640,China ) Abstract :The design method of HF transformer for inductive electric energy transmission system is presented.The experiment and analysis are made. Key words :HF transformer ;Inductive electric energy transmission ;Loss ;Temperature rise 基金项目:广州市科技攻关项目(2005Z3-E0341) 1引言 移动机电设备,如电力机车和城市电车等,其传统供电方式一般为滑动接触方式,存在磨损和电火花等一系列问题。由此一种新的能量供应方式感应电能传输被提出来。感应电能传输系统可以无接触供电,消除了传统接触供电的安全隐患,提高了系统供电的灵活性[1]。感应电能传输系统主要是利用变压器来传递能量,利用耦合式电磁感应原理,电磁耦合结构相当于一个分离变压器,即变压器初级和次级绕组是分离的,存在空隙的。工频交流电经整流且逆变成高频交流电提供给初级绕组,根据电磁感应定律,次级绕组两端产生高频的感应电动势,经过整流和稳压等环节之后,为用电负载供应电能,实现电能传输。 感应电能传输系统变压器初、次级绕组的频率很高,其绕组参数受频率影响很大,电感和电阻均随着频率变化而变化,电感变化一般很小,但电阻变化很大,称为交流电阻,是直流电阻的几倍、几十倍甚至更大[2,3]。因此,高频变压器设计是感应电能 传输系统的核心。 笔者介绍了高频变压器设计中主要考虑的因素,根据面积法给出了设计高频变压器的一般方法,并对其进行了实验和分析。 2高频变压器设计中考虑的因素 在高频变压器的设计中,对铁心有以下要求:(1)高的饱和磁通密度或高的振幅磁导率。(2)在工作频率范围有低的铁心总损耗。软磁铁氧体满足上述要求,因此高频变压器铁心选择铁氧体PC30。但是在设计中必须考虑铁心损耗、绕组损耗和温升等问题,才能获得高效的系统。 2.1铁心损耗 铁心损耗取决于磁感应增量、频率和温度,在这里忽略温度的影响。软磁铁氧体铁心总损耗通常由三部分构成:磁滞损耗P h 、涡流损耗P e 和剩余损耗P r 。每种损耗产生的频率范围是不同的。但是铁心总损耗为[4]: P coreless =K p V core f m B n (1) 式中 K p ——— 铁心损耗系数,忽略温度变化时为常数第46卷第3期2009年3月 TRANSFORMER Vol.46March No.32009

超高层建筑核心筒优化设计研究

超高层建筑核心筒优化设计研究 发表时间:2018-11-05T14:48:18.613Z 来源:《防护工程》2018年第19期作者:詹锐斌 [导读] 核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间,对其设计进行合理优化,不仅在结构上起到支撑建筑的效果,也在实用性上发挥重要的基础作用。 珠海市建筑设计院广东省珠海市 519000 摘要:核心筒作为超高层建筑的重要功能性空间,对其设计进行合理优化,不仅在结构上起到支撑建筑的效果,也在实用性上发挥重要的基础作用。文章站在设计的角度,对超高层建筑核心筒中,电梯、消防、卫生、电力、功能五大系统进行分析,供相关研究参考的同时,为优化超高层建筑核心筒设计方案提供方法。 关键词:超高层建筑;建筑设计;核心筒 引言:随着社会水平的不断发展,城市化的进程也在进一步加快,为了有效的缓解城市用地紧张的实际问题,超高层建筑在工程领域的应用逐渐扩大,并呈明显的上升趋势。提升超高层建筑的设计水平,必须从核心筒的设计优化展开,这一点既满足了建筑设计方式升级的需要,也适应时代对于建筑行业发展的要求。 一、电梯系统设计优化方案 在超高层建筑中的核心筒设计中,电梯系统占据着绝对的重要地位,并在比重上有着明显的优势性。在对电梯系统进行设计时,要从电梯井与电梯厅两个方面进行分别说明。 (一)电梯井道 电梯的数量与其具体的分布形式,直接的控制着整体超高层建筑核心筒中,其他功能区域的分布情况。如果电梯的数量较多,需采用群控的方式进行管理时,单面的数量尽量不应超过4部,并尽可能在设计时采取面对面分布的方式,减少使用过程中,可能出现的观看指示信号不及时的情况。 以写字楼为例,在选用电梯时,尽量避免使用载重在1000kg以内的电梯,防止使用过程中由于轿厢狭小而产生的压抑感,尽可能使用1150kg以上的电梯,将使用中的舒适度进行提升[1]。 同时,在设计中对电梯型号进行选择时,由于不同品牌的电梯对于井道的要求不同,在井道尺寸、冲顶高度、底坑深度等系列参数上存在着明显的差异性水平。所以,具体超高层建筑设计中,为了使核心筒中电梯的设计更为合理,应当以自身的实际使用条件为基础,对其进行选择,并至少预留三种不同的品牌,供招标使用,并配以具体的井道方案。 另外,为了保证使用过程中超高层建筑电梯的安全系数,在发生故障时,使梯内人员可以进行有效的逃生与自救,应当以11m为标准,在未停站的位置处设置逃生门。条件允许的工程中,可在每两层的厅门处设置逃生门。 (二)电梯厅 电梯厅的设计,是整个建筑中电梯最为密集的区域,应当对各竖向分区的分布进行合理的控制,并由此作为确定电梯设置形式的基础内容。 “一”字型的设置,是最为常见的设计形式,可以有效的保证各电梯厅之间保持独立的状态(如图 1 所示)。同时,对于停滞使用的电梯厅可以作为其他功能区域被合理的利用起来,实现使用效率的提高。 “T”型设计,在方形的核心筒设计中较为常见,当电梯终止使用时,可以将楼板打开,形成新的挑高前厅。 “十”字型的设计,也是十分常见的设计方案,将电梯设置在“十”字通道的两侧,可以将通道作为电梯厅进行有效的利用。然而在设计过程中,要对其宽度水平进行控制,一般单面梯保持在2.5M-3M,双面电梯尽量在3M-4M左右,以使其空间不至于产生拥挤感。 图 1 “一”字型单侧电梯厅 二、消防系统与楼道间的设计 安全设计在超高层建筑中显得尤为重要,尤其是在发生火灾或是其他突发性事故时,必须保证疏散通道的畅通。所以,消防通道在建筑中位置的布置就成为了关键性的问题,在保证其功能性发挥的同时,还有对其覆盖范围进行设计处理。 一般情况下,消防通道在设计时,应当分置于整体建筑的两端,防止其由于过度集中而产生拥堵的情况。当高层低区的面积较大,需要增加消防通道时,可以在核心筒以外的空间进行加设,以免对整体核心筒结构产生影响[2]。 三、卫生系统的设计 在卫生系统的设计过程中,可以采用男女相邻的设计方案,以此可以将前室的空间进行有效的整合,从而提高空间利用率水平,同时还可在给排水系统上进行设计优化,使得整体的管线设置更加集中,方便后续工作中的维修与管理。由于清理间功能的特殊性,必须设置在卫生间的临近位置,以保证其功能作用的发挥。 在使用过程中,为了对楼层的利用效率进行优化,需不断的对电梯的分区进行变更处理,而这一点,就会对卫生系统中的用水房间位置产生新的要求。虽然在变更过程中,会产生较多的管道,尤其是横管,但为了提高楼层内的空间利用率,进行变更也有着不可替代的现实意义。 四、电力系统下,强弱电间的设计 在超高层建筑中的强电、弱电间,应当进行分开的独立设计,以免较强的磁场对信号的传输产生负面影响,并在空间上保证其面积范围在5m2左右。这样做也可以有效的防止桥架出线的密集化,是体现设计科学性的重要措施。同时,还应当尽量保证强、弱电间与用水房间的隔离,如设计中两者处于临近关系,则必须用双墙或是混凝土墙对其进行分隔处理。 在弱电系统的处理中,复杂度水平较高,与相关的网络、视频、消防等设施息息相关,是实现超高层建筑信息化建设中的重要内容。而弱电系统在设计时展现出的智能化水平,也是体现其设计专业化与系统化的基本内容,因此在弱电间的设计中,应当预留足够的空间,

MOSFET驱动变压器设计详解

MOSFET驱动变压器设计详解 今天在研究全桥电路,资料和书上谈到的,大多数基于理想的驱动器(立即充电完成)。这里 一篇幅把MOS管驱动的来龙去脉搞搞清楚。 预计要分几个篇幅: 1.MOS管驱动基础和时间功耗计算 2.MOS管驱动直连驱动电路分析和应用 3.MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用 4.MOS管网上搜集到的电路学习和分析 今天主要分析MOS管驱动变压器隔离电路分析和应用和MOS管驱动基础和时间功耗计算。 参考材料: 《Design And Application Guide For High Speed MOSFET Gate Drive Circuits》是一份很好的材料《MOSFET 驱动器与MOSFET 的匹配设计》也可以借鉴。 首先谈一下变压器隔离的MOS管驱动器: 如果驱动高压MOS管,我们需要采用变压器驱动的方式和集成的高边开关。 这两个解决方案都有自己的优点和缺点,适合不同的应用。 集成高边驱动器方案很方便,优点是电路板面积较小,缺点是有很大的导通和关断延迟。 变压器耦合解决方案的优点是延迟非常低,可以在很高的压差下工作。常它需要更多,缺点是需要很多的元件并且对变压器的运行有比较深入的认识。 变压器常见问题和与MOS管驱动相关的问题: 变压器有两个绕组,初级绕组和次级绕组实现了隔离,初级和次级的匝数比变化实现了电压缩放,对于我们的设计一般不太需要调整电压,隔离却是我们最注重的。 理想情况下,变压器是不储存能量的(反激“变压器”其实是耦合电感)。不过实际上变压器还是储存了少量能量在线圈和磁芯的气隙形成的磁场区域,这种能量表现为漏感和磁化电感。对于功率变压器来说,减少漏感可以减少能量损耗,以提高效率。MOS管驱动器变压器的平均功率很小,但是在开通和关闭的时候传递了很高的电流,为了减少延迟保持漏感较低仍然是必须的。 法拉第定律规定,变压器绕组的平均功率必须为零。即使是很小的直流分量可能会剩磁,最终导致磁芯饱和。这条规则对于单端信号控制的变压器耦合电路的设计有着重大影响。 磁芯饱和限制了我们绕组的伏秒数。我们设计变压器必须考虑最坏情况和瞬时的最大的伏秒数。(在运行状态下,最坏情况和瞬时的,最大占空比和最大电压输入同时发生的情况),唯一我们确定的是变压器有一个稳定的电源电压。 对于单端应用的功率变压器来说,很大一部分开关周期需要保留来保证磁芯的正确复位(正激变换器)。复位时间大小限制电路运行的占空比。不过由于采用交流耦合实现了双向磁化,即使对于单端MOS管驱动变压器也不是问题。

宽带RF阻抗变压器的设计

宽带RF阻抗变压器的设计 阻抗匹配器件常常用于高频电路中,一般用来匹配元器件的阻抗和电路或系统的特性阻抗。在某些电路中,希望阻抗匹配能够实现多个八度音阶频率覆盖范围,同时插损很低。为了帮助阻抗变压器设计人员,本文对阻抗比为1:4的不平衡到不平衡(unun)宽带阻抗变压器的设计进行了探讨。这种变压器在无线通信系统(一般是混合电路、信号合分路器)中很有用,对放大器链路的级间耦合也很有益。 这种宽带unun阻抗变压器对测试电路、光接收器系统、带宽带阻抗匹配的微波电路,以及天线耦合也很有用。可用于高频电路设计及仿真的现代计算程序在自己的工具箱里就收纳了这种器件。宽带unun阻抗变压器包含了一个缠绕了双绞传输线的环形铁氧体磁芯,绕线间通过釉质膜隔离。结合常规传输线阻抗变压器的设计元件,有可能建立起一个真正的宽带组件。对1:4阻抗转换比而言,这种设计方式可提供很高的效率。 本帖包含图片: 这里:Pg=源的最大可用功率、Pc=负载功率、Rg=源阻抗、Xm=磁抗。最后这个参数可通过下式由工作频率f和磁芯的磁化电感Lm求得:

本帖包含图片: 把该参数带入对应的磁抗公式中,再将计算结果带入插损公式中,即可求得变压器的低端截止频率。因此: 本帖包含图片: 传输线变压器初级线圈和次级线圈之间的电耦合增强了高频能量的转移。图3所示为一个传输线1:4 unun变压器的高频模型,鉴于其长度很短,没有考虑损耗。在这种理想模型中,源和负载阻抗都假设是纯电阻性的。该高频模型响应也由它的插损来确定。此外,源功率和二次负载功率间的比率为: 本帖包含图片:

由公式5可看出,要获得良好的宽带高频响应,Zo值的优化十分重要。对二分之一波长(λ/2)的传输线长度,能量转移是无效的,并比四分之一波长(λ/4)长度的传输线的最大值小1dB。由此可看出,传输线的长度越短,其高频响应的带宽越大。对最大功率传输而言,最佳传输线特性阻抗和负载阻抗分别为 本帖包含图片: 本帖包含图片: 源和负载阻抗之间必需有1:4的转换以实现阻抗匹配。因此,传输线特性阻抗和源及负载阻抗之间的关系可表示为:本帖包含图片:

变压器优化设计软件开发

变压器优化设计软件开发 摘要:本软件编程语言为Visual Basic和C++,编程语言和变压器设计原理相结合。采用分层遗传算法实现变压器的优化设计,并以220kV两圈变压器为实例进行验证,改进的MLGA比单层传统GA成本节省了3.02%,比手工设计方案节约9.48%。开发了10-220kV等级变压器的优化设计软件及界面,实现变压器设计人员由手工计算向计算机软件计算转变。 关键词:Visual Basic;变压器设计原理;分层遗传算法;变压器优化设计 1 概述 变压器优化设计软 件节约设计成本,提高设计质量,缩短产品的开发周期,将人工智能技术、数据库技术应用于设计中去,快速设计其结构方案,进一步提高公司的技术水平、企业形象和在市场中的核心竞争力。研究基于知识工程的计算机集成系统对变压器制造企业在“以市场需求为中心”的激烈竞争中有着很强的应用价值,对我国变电设 备制造企业和国民经济的发展有重要的现实意义[1]。 2 分层遗传算法的原理 本软件采用改进的分层遗传算法进行优化设计,传统的遗传算法是将所有设计优化变量进行编码形成一个向量(染色体),然后由染色体组成一个种群进行进化操作;分层遗传算法的基本思想是将设计优化变量根据工程实际权重或优化先后顺序分类并进行独立编码,放置在不同的层中,每层中可以有多个种群进行并行的遗传操作,因此每个种群可以采用不同的遗传算子、不同的遗传参数,并行的设计。不失一般性,这里以三层遗传优化算法为例,简要介绍分层遗传算法原理[2]。如图1所示。 第一层GA1是控制其他模块的独立遗传算法,第二层GA2和第三层GA3分别由一系列的模块组成,每个模块对应一个子问题,每个子问题对应一个独立的GA,且同一层中的各个模块的编码相同。一个独立的GA可以用以下格式来描述: GA=(PO,PS,IS,FIT,SO,CO,MO) (1)其中PO、PS、IS、FIT,分别表初始种群、种群大小、编码长度以及适应度值,SO、CO、MO分别代表选择、交叉、变异,故分层遗传算法可以用下式描述: GAij=(POij,PSij,ISij,FITij,SOij,COij,MOij) (2) 其中下标i和j表示分层遗传算法第i层第j个模块,GAij表示用独立遗传算法求解第i层第j个模块。由于上层和下层以及同层相邻模块之间的影响,考虑上层和下层之间的影响,GAij可以表示为式(3)。 GAij={POij(GAi-1,j),PSij(GAi-1,j),ISij(GAi-1,j),FITij(GAi-1,j),SOij (GAi-1,j),COij(GAi-1,j),MOij(GAi-1,j)}(3) 如果考虑同层相邻模块的影响则GAij表示为式(4)。 GAij={POij(GAi-1,j,GAi-1,j,GAi-1,j),PSij(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1), ISij(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1),FITij(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1), SOij(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1),COij(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1), MO(GAi-1,j,GAi,j-1,GAi,j +1)}(4)

海洋平台优化设计的研究进展

《海洋与环境》课程论文 海洋平台优化设计的研究进展 课程海洋与环境 学生姓名 学号 所在学院 所在班级 任课教师 提交时间

海洋平台优化设计的研究进展 国内外海洋平台的静力优化设计研究相对较多。目前海上结构的设计规范大多采用的是工作应力 ( WSD) 方法。L RF D( 荷载抗力分项系数设计)方法结合WSD方法和可靠性理论的优点, 既考虑了抗力与各种荷载的随机性又继承了WS D 设计方法。Ma nuel 等在传统设计( WSD/ LR FD) 方法的基础上充分运用了可靠性技术, 对受波浪荷载的海洋平台进行设计。胡云昌等对渤海北部结冰海域海洋平台的LRFD设计表达式的系数进行标定并优化,大大提高了材料的利用率。基于LRF D法海洋平台优化设计简便实用, 但必须根据不同的海域特点进行相关参数的标定。海洋平台优化设计的约束不仅需考虑到结构自身的强度, 刚度和稳定性约束, 还需考虑桩基承载力约束 ( 桩- 土相互作用) 等, 而桩与地基的作用很大程度上主导了结构抗力的不确定性和敏感性。封盛等研究了如何处理应力约束、桩基横向承载力约束和构件长细比约束, 即取构件截面最大Mise s应力, 桩顶侧位移或最大抗力比和受压构件长细比; 基于此对海洋平台优化设计, 减少了约束条件数目, 提高优化模型的求解效率。海洋平台结构优化设计研究主要集中在尺寸优化, 国内外不少学者充分地利用各种优化技术和先进的分析软件对海洋平台结构进行优化设计。鲍国斌等提出张力腿平台的尺寸优化模型, 并以平台造价为目标函数, 考虑尺寸约束, 运动约束和强度约束, 用约束变尺度法进行了优化设计, 为张力腿平台的概念设计提供了一种有效的工具。杨树耕等在建立桶

某电力变压器继电保护设计(继电保护)

1 继电保护相关理论知识 1.1 继电保护的概述 研究电力系统故障和危及安全运行的异常工况,以探讨其对策的反事故自动化措施。因在其发展过程中曾主要用有触点的继电器来保护电力系统及其元件(发电机、变压器、输电线路等),使之免遭损害,所以沿称继电保护。 1.2.1 继电保护的任务 当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。 1.2.2继电保护基本原理和保护装置的组成 继电保护装置的作用是起到反事故的自动装置的作用,必须正确地区分“正常”与“不正常”运行状态、被保护元件的“外部故障”与“内部故障”,以实现继电保护的功能。因此,通过检测各种状态下被保护元件所反映的各种物理量的变化并予以鉴别。依据反映的物理量的不同,保护装置可以构成下述各种原理的保护:(1)反映电气量的保护 电力系统发生故障时,通常伴有电流增大、电压降低以及电流与电压的比值(阻抗)和它们之间的相位角改变等现象。因此,在被保护元件的一端装没的种种变换器可以检测、比较并鉴别出发生故障时这些基本参数与正常运行时的差别.就可以构成各种不同原理的继电保护装置。 例如:反映电流增大构成过电流保护; 反映电压降低(或升高)构成低电压(或过电压)保护; 反映电流与电压间的相位角变化构成方向保护; 反映电压与电流的比值的变化构成距离保护。 除此以外.还可根据在被保护元件内部和外部短路时,被保护元件两端电流相位或功率方向的差别,分别构成差动保护、高频保护等。 同理,由于序分量保护灵敏度高,也得到广泛应用。 新出现的反映故障分量、突变量以及自适应原理的保护也在应用中。

开关电源隔离驱动变压器设计方案

开关电源隔离驱动变压器设计 因为电子设备的电路变得更为复杂,故要求成熟的电气工程设 计参数具有更加临界的数值。在设计电路的每一个阶段,精确的工程计算是基本的要求。同时,在其零部件设计时,这一点也是同样重要的。所以,必须精心地设计开关电源(SMPS中门脉冲驱动变压器的每一个零部件。 门脉冲驱动变压器在开关电源中被要求用来控制电路之间的 同步动作。这些器件用来为开头电源半导件元器件如高压功率MOSFET或IGBTs提供电脉冲。这种变压器也用作电压隔离和阻抗匹配。门脉冲驱动变压器是用来驱动电子开关器件门电路的基本脉冲变压器。设计这类变压器时,是假定其脉冲的上升、下降和上冲时间都是最佳的值。使用中要辨别它们是门脉冲驱动变压器还是其它变压 在基础门脉冲驱动变压器设计中,存在一系列设计变数,其中 的每个变数由其专项应用决定。它们的一些通用简图及其相应的转换关系见图1所示

1^:2 1 :1 1 : 2 3 1-------- ---------- 3 11-14OT ??? ? 2OT - 2OT2OL 40120T . wuw* a I'ttngon. com -4 2— 4 6 ■4OT (a) (b) (c} Ifll 代&门!ft 11咏冲驳戍变!L器的嗎电Jfi细态 典型的门脉冲驱动变压器是用铁氧体磁心设计制造的,这样可以降低成本。常用磁心的外形大多数是EE EER ETD型。它们都是 由“E”型磁心和相应的骨架组成。这些骨架可以采用表面安装法或通 孔安装法装配。在有些情况下,也采用环形磁心设计制作门脉冲驱动变压器。典型的脉冲变压器设计所要求的参数列于表1。

课题——初中数学作业优化设计的研究研究报告

莱阳市2014年小课题研究 《初中数学作业优化设计研究》 研究报告 工作单位:莱阳市姜疃中心初级中学 课题编号:LYXKT14072 课题主持人:赵纯纯 课题组成员:姜国臣辛德飞吴庆龙 报告执笔人:赵纯纯 【序言】 “数学作业优化设计”是指教师在设计作业时,根据不同层次学生的情况,设计出不同的、适合各类学生的作业;设计出为学生所喜闻乐见的作业;设计出对提高教学质量、发展学生数学思维有用的作业。其目的是帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业,从而达到良好的学习效果。 《初中数学作业优化设计研究》是莱阳市姜疃中心初级中学赵纯纯老师承担的莱阳市级2014年度小课题,2014年4月获准立项并开始研究,经过课题组和实验学校教师近一年的努力,已经达到了课题研究的基本目标,此报告即课题研究的总结。 一、课题的提出 《数学课程标准》(实验稿)明确指出:“义务教育阶段的数学课程应突出体现基础性、普及性和发展性,使数学教育面向全体学生,实现:人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同的人在数学上得到不同的发展。

这是数学新课程标准对数学教育提出的要求。从农村学校现状分析,学生大多存在着基础知识及基本能力之间差异。面向全体学生就不能无视这种差异,而应因人定标、因材施教。发展性教学理论认为“差异是一种资源”,而承认差异,尊重差异,更是我们实行素质的一个重要理念。在“让每个学生都能得到最优发展”教育观下,我们必须认清应试教育下作业中存在的问题,并提出符合素质教育标准的形式多样的数学作业形式。素质教育要求下的教师,设计作业不应仅停留在知识的层面,而应蕴含丰富的教育因素,应有利于调动学生的积极性,着眼于全体学生的可持续发展,力争让每个学生在适合自己的作业中都取得成功,获得轻松、愉快、满足的心理体验。 当前的数学课堂教学存在诸多不尽如人意的地方,如:部分教师数学课堂练习的设计缺乏层次性,量也偏少,课堂时效性不高;很多老师没有习惯进行当堂检测,学生学习紧张度不够,效率不高;每个班级都存在一定数量后进生,他们甚至无法独立完成当堂知识巩固练习,令老师头疼不已。 因此,我们考虑通过对数学作业的最优化设计研究,提高学生的学习主动性和课堂效率,解决后进生问题。 二、课题的设计 (一)课题的界定 “数学作业优化设计”是指教师在设计、布置作业时,根据不同层次学生的各种情况,如课堂表现、掌握程度、已有水平等,设计出不同的、适合各类学生的作业,从而帮助、促使不同层次的学生都能有效地完成作业,通过不同层次的练习达到良好的学习效果。作业的设计要有利于学生在完成适合自己的作业中都取得成功,获得轻松、愉快、满足的心理体验,有利于优化学生的思维品质。 (二)研究内容与目标 1.研究目标 本课题实验试图探索在现行的数学授课中,更好的因材施教,制定科学合理的作业设计策略,建立科学的适合学生身心发展规律的作业评价体系,最大限度的提高学生学习的主动性和积极性,让学生在快乐中学习,充分体会到学习的喜悦,使不同层次的学生学有所得、学有所获。 在实验研究过程中,我们力求体现如下目标:

设计变压器的基本公式精编版

设计变压器的基本公式 为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作,可用下式计算最大磁通密度(单位:T) Bm=(Up×104)/KfNpSc 式中:Up——变压器一次绕组上所加电压(V) f——脉冲变压器工作频率(Hz) Np——变压器一次绕组匝数(匝) Sc——磁心有效截面积(cm2) K——系数,对正弦波为4.44,对矩形波为4.0 一般情况下,开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。 变压器输出功率可由下式计算(单位:W) Po=1.16BmfjScSo×10-5 式中:j——导线电流密度(A/mm2) Sc——磁心的有效截面积(cm2) So——磁心的窗口面积(cm2) 3对功率变压器的要求 (1)漏感要小 图9是双极性电路(半桥、全桥及推挽等)典型的电压、电流波形,变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。 图9双极性功率变换器波形 功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关,仅就变压器而言,减小漏感是十分重要的。 (2)避免瞬态饱和

一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B-H曲线接近拐点处,因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快,持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大,在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压,脉冲变压器的饱和,即使是很短的几个周期,也会导致功率开关管的损坏,这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。 (3)要考虑温度影响 开关电源的工作频率较高,要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小,随着工作温度的升高,饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时,除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外,还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小,一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响,按开关电源工作环境温度为40℃考虑,磁心温度可达60~80℃,一般选择Bm=0.2~0.4T,即2000~4000GS。 (4)合理进行结构设计 从结构上看,有下列几个因素应当给予考虑: 漏磁要小,减小绕组的漏感; 便于绕制,引出线及变压器安装要方便,以利于生产和维护; 便于散热。 4磁心材料的选择 软磁铁氧体,由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点,而被广泛应用于开关电源中。 软磁铁氧体,常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列,锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3,MnCO3,ZnO,它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等,用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3,NiO,ZnO 等,主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。 在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心,而且视其用途不同,材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心,其材料牌号多为R4K~R10K,即相对磁导率为4000~10000左右的铁氧体磁心,而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料,其Bs为0.5T(即5000GS)左右。 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求:

传输线巴伦的原理设计、制作及测试

传输线平衡器(巴伦)的原理、设计、制作及测试 一、平衡器(巴伦)的由来 平衡器即Balancing Device,其主要作用是完成由单端传输(如:同轴线、微带线等)变换为差分传输(如:半波振子天线,推挽电路等)之间的变换,又称为平衡-不平衡变换器即Balance-Unbalance,英文将其合并缩写成一个新词Balun,音译为巴伦。以下文中所提到的平衡器、平衡-不平衡变换器、巴伦,都是指这一类器件。 巴伦在无线电中有着广泛的用途,由于其原理结构多种多样,并且可以互相组合,使得许多朋友在自制巴伦时有无从下手的感觉,哪种结构适合?如何选择材料?如何计算制作参数?如何衡量巴伦的性能?对于我们业余爱好者,主要就是用在天线的馈电和高频功放中,完成平衡-不平衡及阻抗变换的作用,工作在短波1.8MHZ~30MHZ,并要求取材和制作容易。结合我对巴伦的认识理解,认为传输线结构的巴伦,更适合短波通信,其性能好、取材方便、制作容易,但其理论不易理解,造成很多朋友将其搞成了磁耦合变压器结构,出现频带窄、功率容量小、驻波不平坦的问题,结果当然达不到传输线变换器的效果。下面就我个人对传输线变换器的粗浅理解,简单描述一下做巴伦的情况,如需要更深入的了解可以参考有关文献资料,有不当之处,还请各位前辈指正,谢谢!

二、传输线平衡器(巴伦)的简单原理 平衡器有很多种,按平衡条件可以分为四大类:扼流式(扼制不平衡电流)、对称式(对地阻抗平衡)、倒相式(电压倒相)、磁耦合式(电流共扼)。我这里主要描述一下基于传输线变换器的平衡-不平衡变换,同时具备阻抗变换作用的巴伦,兼有扼流式和磁耦合式的特征。

传输线变压器

传输线阻抗变换器又称为传输线变压器,它以传输线绕制在磁芯上而得名。这种阻抗变换器兼备了集总参数变压器和传输线的优点,因而可以做得体积小、功率容量大、工作频带相当宽(f max:f min>10)。它除具有阻抗变换作用外,采用适当的连接方式还可以完成平衡一平衡、不平衡一不平衡、平衡一不平衡、不平衡一平衡的转换,在长、中、短波及超短波波段获得了广泛的应用。 基本类型的传输线变压器阻抗变换比为1:N2或N2:1,N为整数。通常是用一对双线传输线或扭纹的三线传输线绕在一个磁芯上,或是用两对传输线分别绕在两个磁芯上,经过适当的连接得到不同阻抗变换比的平衡或不平衡输出的阻抗变换器,其工作原理基本相同,本节只对典型的传输线变压器进行分析。 一、1:1不平衡一平衡传输线变压器 图6—22为1:1不平衡一平衡传输线变压器的结构示意图,它是将一对传输线绕制在一个适当型号的磁芯上而构成。为改善低频端特性,有时又增加一个平衡绕组,如图中的“5—6”绕组。图6—23为其原理图。 设传输线特性阻抗为Z C,其输出端接负载阻抗R L,输入端接信号源(E为电动势,R g 为内阻)。V l、I1和V2、I2分别表示输入和输出端复数电压、电流。令负载开路时的初级阻抗以Z p(ω)表示,此时,绕组AO’中的电流为 称为激磁电流或磁化电流。 在有载的情况下,由于“1—2”和“3—4”是一对紧耦合的平衡传输线,因此,“3—4”线将通过与“1—2”线的耦合从电源获取电流。若耦合电流为I C,则由传输线方程可得

其中,l为传输线长度,β为相位常数。因为电源输出电流I1,是激磁电流I P,与耦合电流I C之和,故有I C=I1-I P。 由以上关系式,可以求出V l、I1和V2、I2的方程式为 其中

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