電子變壓器(PowerElectronicTransformer，PET)又稱電子電力變壓器，是一種通過電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量傳遞和電力變換的新型變壓器。對(duì)現(xiàn)有的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和總結(jié)，可以對(duì)電力電子變壓器作出如下定義：所謂電力電子變壓器，是一種將電力電子變換技術(shù)與基于電磁感應(yīng)原理的高頻電能變換技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將一種電力特征的電能變換為另一種電力特征的電能的靜止電力設(shè)備。這里所說的電能的電力特征主要是指電壓(或電流)的幅值、頻率、相位、相數(shù)、相序和波形等方面。

電子變壓器特點(diǎn).

①體積小，重量輕;

②用空氣可冷卻，不需絕緣油進(jìn)行隔離，減少污染，且維護(hù)方便，安全性好;

③能夠使變壓器的副方輸出恒定幅值的電壓;

④能夠改善電能質(zhì)量，可以得到正弦波形的輸入電流、輸出電壓且能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)，且變壓器兩側(cè)的電壓、電流均可控，因而能任意調(diào)節(jié)功率因數(shù);

⑤具有斷路器的功能，大功率電力電子器件可瞬時(shí)(在微妙級(jí)時(shí)間內(nèi))關(guān)斷故障大電流，省去了繼電保護(hù)裝置。

另外，電力電子變壓器還具有一些特殊的用途如：與蓄電池連接之后，可以提高供電的可靠性;能夠?qū)崿F(xiàn)三相變兩相或三相變四相等特殊變換功能;能夠同時(shí)輸出交流電和直流電等。在文獻(xiàn)中，作者對(duì)常規(guī)電力變壓器和自平衡電力電子變壓器進(jìn)行了仿真對(duì)比和分析，文獻(xiàn)主要針對(duì)五種工況進(jìn)行了仿真研究，從仿真的結(jié)果來看，PET無論是在滿載額定運(yùn)行、低壓側(cè)一相斷線、三相短路，以及高壓側(cè)電壓三相不平衡和有諧波污染等工況下都有較好的輸入輸出特性，能夠避免一側(cè)系統(tǒng)的不平衡對(duì)另一側(cè)系統(tǒng)的影響，因而較常規(guī)電力變壓器具有更加優(yōu)良的性能。

電子變壓器是低頻變壓器的設(shè)計(jì).

(1) 電源變壓器的鐵心. 它一般采用硅鋼片. 硅鋼片越薄,功率損耗越小,效果越好.整個(gè)鐵心是有許多硅鋼片疊成的,每片之間要絕緣.買來的硅鋼片, 表面有一層不導(dǎo)電的氧化膜, 有足夠的絕緣能力.國產(chǎn)小功率變壓器常用標(biāo)準(zhǔn)鐵心片規(guī)格見后續(xù)文章.

(2) 電源變壓器的簡易設(shè)計(jì).設(shè)計(jì)一個(gè)電源變壓器,主要是根據(jù)電功率選擇變壓器鐵心的截面積,計(jì)算初次級(jí)各線圈的圈數(shù)等.所謂鐵心截面積S是指硅鋼片中間舌的標(biāo)準(zhǔn)尺寸a和疊加起來的總厚度b的乘積.如果電源變壓器的初級(jí)電壓是U1,次級(jí)有n個(gè)組,各組電壓分別是U21,U22,┅,U2n, 各組電流分別是I21,I22,┅,I2n,...計(jì)算步驟如下:

第一步,計(jì)算次級(jí)的功率P2.次級(jí)功率等于次級(jí)各組功率的和,也就是 P2 =U21*I21+U22*I22+┅+U2n*I2n.

第二步, 計(jì)算變壓器的功率P.算出P2后.考慮到變壓器的效率是η,那么初級(jí)功率P1=P2/η,η一般在0.8～0.9之間.變壓器的功率等于初,次級(jí)功率之和的一半,也就是P=(P1+P2)/2

第三步, 查鐵心截面積S.根據(jù)變壓器功率,由式(2.1)計(jì)算出鐵心截面積S,并且從國產(chǎn)小功率變壓器常用的標(biāo)準(zhǔn)鐵心片規(guī)格表中選擇鐵心片規(guī)格和疊厚.

第四步, 確定每伏圈數(shù)N.根據(jù)鐵心截面積S和鐵心的磁通密度B,由式(2.2)得到初級(jí)線圈的每伏圈數(shù)N.鐵心的B值可以這樣選取: 質(zhì)量優(yōu)良的硅鋼片,取11000高斯;一般硅鋼片,取10000高斯;鐵片,取7000高斯.考到導(dǎo)線電阻的壓降, 次級(jí)線圈每伏圈數(shù)N'應(yīng)該比N增加5%～10%,也就是N'在1.05N～1.1N之間選取.

第五步,初次級(jí)線圈的計(jì)算.初級(jí)線圈N1=N*U1.次級(jí)線圈N21=N'*U21,N22=N'*U22 ┅,N2 =N'*U2n.

第六步, 查導(dǎo)線直徑.根據(jù)各線圈的電流大小和選定的電流密度,由式(2.3)可以得到各組線圈的導(dǎo)線直徑.一般電源變壓器的電流密度可以選用3安/毫米?

第七步, 校核. 根據(jù)計(jì)算結(jié)果,算出線圈每層圈數(shù)和層數(shù),再算出線圈的大小,看看窗口是否放得下.如果放不下,可以加大一號(hào)鐵心,如果太空,可以減小一號(hào)鐵心.采用國家標(biāo)準(zhǔn)GEI鐵心,而且舌寬a和疊厚b的比在1:1～1:1.7之間, 線圈是放得下的.

電源電子變壓器作為一種產(chǎn)品，自然帶有商品的屬性，因此其設(shè)計(jì)原則和其他商品一樣，是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價(jià)格比最好。有時(shí)可能偏重性能和效率，有時(shí)可能偏重價(jià)格和成本。現(xiàn)在，輕、薄、短、小，成為它的發(fā)展方向，是強(qiáng)調(diào)降低成本。其中成為一大難點(diǎn)的高頻電源變壓器，更需要在這方面下功夫。如果能認(rèn)真考慮一下它的設(shè)計(jì)原則，追求更好的性能價(jià)格比，傳送不到10VA的單片開關(guān)電源高頻變壓器，應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)出更輕、薄、短、小的方案來。不談成本，市場的價(jià)值規(guī)律是無情的!許多性能好的產(chǎn)品，往往由于價(jià)格不能為市場接受而遭冷落和淘汰。往往一種新產(chǎn)品最后被成本否決。一些“節(jié)能不節(jié)錢”的產(chǎn)品為什么在市場上推廣不開值得大家深思。