【原创】选线径与温升计算（长篇连载）

选线径有两种方法

A      按电流密度去选线径

B      按槽满率去选线径

先谈谈按电流密度选线径的方法

1．按经验选线径

2. 根据允许温升计算电流密度

3. 根据允许电压调整计算电流密度

4. 按经济条件确定电流密度（本文略）

 6.高频变压器线径要考虑趋肤效应。按趋肤效应要求计算线径

能按经验按经验选线径有什么不好，这是掌握电流密度范围的工程技术人员最好的选线径的方法，没有经验怎么办，热心的前辈会告诉你约为3-5（安/平方毫米），这是一种粗略的估算，先不说数据对不对，如果电流为1A，线经0.63~0.45mm，这是裸线直径，如用QA-1导线带绝缘直径就是0.679~0.491按导线面积来说两者相差1.9倍。初学者很难掌握该取多大电流密度。这种计算方法的

优点是快捷，

缺点是

1,看你的经验准确不准确，在小范围之内你的经验有用，换一个环境你的经验不一定有用，你的经验在某一允许温升范围内、或某一种铁心材料的先决条件下是千真万确的出了你经验范围，你也估算不到电流密度该取多大。查一下“新编电子变压器手册”50HzCD型一级品铁心，电源变压器参数表，电流密度在1.59~-5.22范围内。

2，这种计算方法快是快但遗留给后继的工作量也大，不知绕不绕得下，也不知绕的松满程度。好在设计与打样是一个人这些问题掩盖下来了。

根据允许温升计算电流密度

一个铁心的允许温升与铁心材料确定以后，变压器的允许电流密度可以通过计算公式计算出来。当然不同的允许温升与铁心材料也会不同，为什么不能计算出表格让大家查查表就行了，这是因为除工作量大外，要有温升实际实验数据，过去的变压器参数表是电子工业部牵头，标准化所主办，某个工厂协办提供场地与设备，全国变压器精英出力，实验材料可以报销，是老一辈变压器工作者集体的结晶。电流密度的计算不难，特别是现在可以编成软件来计算。难的是计算公式中有一个铜损，不同温升铜损也不同，要命的实际温升是实验出来的不是计算出来的，而铜损与温升有密切关系、目前的情况是掌握有大量实验温升数据的是现场工程技术人员，他们是拿来主义，不会去关心温升计算问题。没有人去总结，老板也不允许你定下来总结，就是总结出来，你也是整个铁心系列中一部分。每个变压器厂不可能生产全系列铁心，而从事教学工作的并不掌握温升数据，难以出这方面的书。变压器的实验数据难在不同规格的实验数据不能通用，铁路警察个占一方。

在电流密度计算公式中可看温升Δτm是由使用条件确定，散热系数αm要实验确定，散热面积（Fm）根据变压器结构来计算.，Gm为铜线总重量。下面我们讨论确定Gm的因素。

当一个变压器初级圈数确定以后，按线圈绕满来计算Gm有三种情况，

第一升压变压器，次级的线经较初级细

第二1:1隔离变压器，次级的线经接近相同

第三降压变压器，次级的线经较初级粗

有的网友可能会提出这样的问题，你那么啰嗦想干什么，骨架确定以后，铜线的总重量不是就确定了，其实不然，不同的骨架形式。套装、工字、王字型骨架，同样的线径他们能绕下的线不同。因此铜的总重量也不同。同样的功率，初次级线径不同铜的总重量也不同。目前大多数降压变压器次级电压在10伏以下。我们来看一下。一个3瓦变压器用的铁心是EI 41x13,5 用套装式骨架，初级3795匝0.1mm的线。次级129匝0.5mm的线，初级导线的重量是14,4克，次级导线的重量是19.4克。两者相差以初级绕组重量为准为34%。若以次级重量为准，两者相差26%也就是说电流密度会相差12-16%。为什么会相差那么多？因为绕不绕的下是以带绝缘导线的直径来算，例如QA-1导线0,1mm带绝缘直径是0.125mm，0.50导线带绝缘直径是0.544前者裸线面积与带绝缘面积之比为0.64.后者裸线面积与带绝缘面积之比为0.845两者相差32%，与前面导线重量比较相符。为什么要用带绝缘面积比较，这是骨架能否绕线取决于带绝缘面积而电流密度计算出来的是裸线面积。当然计算出来的电流密度普遍来说要精与经验电流密度，但是除了C型铁心系列外，你查不到计算出来的电流密度。

根据允许电压调整计算电流密度其计算公式如下

从公式计算来看根据允许电压调整计算电流密度不存在实验数据问题，但过去允许电压调整只允许5%，而现在一些适配器设计已达到50%，这一类变压器应用的范畴比较小。

B  按槽满率去选线径

什么叫槽满率。就是检验骨架中可绕线面积导线的松满程度，槽满率是借鉴线绕电机在设计中一项重要指标，利用电机的计算经验用在变压器设计上，是检验设计好的线圈能否嵌进电机槽满率这个检验数据已经有百年历史了，数据如下

这点可能看不懂槽满率70%左右是指圆导线面积槽满率，如换算成矩形导线槽满率在90%左右，对于扁导线面积来说槽满率在80%左右，为什么扁导线与矩形面积圆导线会有19%的差距，我估计是扁导线不易绕满。

槽满率优缺点：

优点：1.圈数确定以后，可绕下的最大线径也就确定了

        2.线圈绕线的松满程度一目了然。

       3，适合初学者选线径。也适合用来编写软件

缺点：1.计算出来的是带绝缘最大直径。要换算到导线裸径

        2.同样铁心尺寸。线径与功率无关，功率不满时要人工微调线径

需要注意的是，次级有几个绕组要按输出功率比例分配绕线面积，工字型骨架初、次级按五、五开或5.5比4,5比例分配绕线面积。

根据导线机械强度计算线径，、

如果算出来的线径很小，一般铜导线的最小直径不小于0.05。小于0.05mm的导线，普通绕线机不能绕，这时要将导线加粗到0.05-0.06mm在经济是是合算的。对环形变压器来说。小与0.4mm的铝线是不被采用的。

温升计算

变压器温升计算的公式少说也有十来种。每本书温升计算公式几乎都不同。为什么会有那么多计算公式下面介绍各种温升计算公式，他要找起来比较麻烦不能立刻与网友共享，请谅解。

　　2热阻法

　　热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确，因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。有了厂家提供的热阻数据，简单、实用何乐而不为。高频变压器可采用这一方法。而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。热阻法的具体计算公式如下:

　　式中，

　　温升ΔT(℃)

　　变压器热阻Rth(℃/w)

　　变压器铜损PW(w)

　　变压器铁损PC(w)

散热面积法

　　散热面积法基于热量全部由变压器表面积散发出去，这种算法有三种类型：

　　4.1 统算法

　　不管变压器的铁损铜损统统加起来，让他从变压器表面积散发出去，环型变压器常采用这一形式。有两种公式：

　　1)第一种形式:

　　α——变压器散热系数(w/cm2·℃)

　　At——变压器散热表面积cm2

　　2)第二种形式:

  铁心采用热容量法线圈采用散热系数法：

a.)     热交换法：

热交换法的理论认为若铁心的温度与线圈的温度不同，为达到温度平衡铁心与线圈之间必需进行热交换，热交换有三种形式一是铁心温度高线圈温度低，铁心向线圈传热，二是铁心温度低线圈温度高，线圈向铁心传热，三是铁心温度与线圈温度相等，互不传热，这样计算方法与统算法相似，只不过他要先计算出铁心与线圈的温度后才能下结论，统算法是不管三七二十一，铁心与线圈温度是多少只有一种算法，

感谢楼主无私奉献