请教高手，变压器铁损和铜损，我错在哪？

只看该作者 · 2013-9-16 09:59

本帖最后由 DianGongN 于 2013-9-16 10:02 编辑

订购的工频变压器，参数如下：
R型，RN-20，30VA
原边：220V
付边：5.5V/0.7A，5.5V/0.7A，11V/1A，11V/1A

25℃实测绕组直流电阻如下：
220V，97.92Ω
5.5V/0.7A 1.21Ω
5.5V/0.7A 1.21Ω
11V/1A 1.23Ω
11V/1A 1.23Ω

25℃实测原边空载电流： 1.87mA@225Vac

按上面的实际测量值，估算变压器的铁损和铜损如下：
铁损 = 1.87mA * 225V = 421mW(没有功率表，按最大值估算)
铜损 = 2 * (0.7A * 0.7A * 1.21Ω )+2 * (1A * 1A * 1.23Ω) + (30/220)A * (30/220)A * 97.92Ω =5.47W

估算结果表明，铜损是铁损的10倍以上。但变压器的最优设计是铜损=铁损。

请教高人，我错在哪？
是概念错了，还是估算错了，还是测量错了？
谢谢！

2万 · 2013-9-16 10:10

你是用万用表测的电流吧

只看该作者 · 2013-9-16 10:16

PowerAnts 发表于 2013-9-16 10:10
你是用万用表测的电流吧

回PowerAnts 大侠；
空载电流测试：
原边串121.06Ω电阻，加市电，测电阻上的电压=226mV
用的FLUKE 17B万用表测试

2万 · 2013-9-16 10:24

本帖最后由 PowerAnts 于 2013-9-16 10:26 编辑

我对比过功率计和万用表在小电流测量的偏差, 有一例, 功率计测出18mA, 而万用表只有8mA, 原因可能是:
1. 变压器的空载电流, 谐波很多
2. 万用表的交流档小量程误差大

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回到主题: 铜损与铁损是效率最大化设计法, 那是理论设计,计划经济下的框杠.

现在是市场经济, 成本压缩, 变压器厂家都搞铜价=铁价, 这样做出来的变压器最便宜.

如果按铜损=铁损, 做出来的变压器, 起码价格要加2倍

只看该作者 · 2013-9-16 10:26

PowerAnts 发表于 2013-9-16 10:10
你是用万用表测的电流吧

换了仪表，用FLUKE 8846A测量，结果如下：

原边空载电流=1.64mA @ 219Vac

只看该作者 · 2013-9-16 10:45

PowerAnts 发表于 2013-9-16 10:24
我对比过功率计和万用表在小电流测量的偏差, 有一例, 功率计测出18mA, 而万用表只有8mA, 原因可能是:
1. 变 ...

您好！感谢指教！
万用表肯定有误差，我把原边VA数全部估算成铁损为421mW，实际铁损肯定小于421mW.
这个和5.47W差太多，如果我理解没有错，不知道为什么差这么多？

您说的目前设计按铜价=铁价，我定做的变压器55元30VA，是全铜的，窗口是满的。
另外，定做的变压器，和很早以前同规格的变压器比较，外形、重量、电参数都很接近。

还是没有明白我错在哪里，请PowerAnts大侠不吝指教，感谢！

2万 · 2013-9-16 11:12

铜损=铁损是变压器效率最高的工作情况, 但并没有规定要在满栽时达到吧

中小功率的变压器效率最高处, 一般在额定功率的0.5倍以内

只看该作者 · 2013-9-16 14:04

PowerAnts 发表于 2013-9-16 11:12
铜损=铁损是变压器效率最高的工作情况, 但并没有规定要在满栽时达到吧

中小功率的变压器效率最高处, 一般 ...

清楚了，谢谢！
这个曲线太好了，网上没有找到。
我订的变压器和30VA经济型曲线吻合。
理解了变压器铁损=铜损是在效率最高处，确实是这样的。
谢谢PowerAnts精彩解答！

只看该作者 · 2013-9-16 19:38

只看该作者 · 2013-9-16 19:52

不同负载下有不同的铁损，而且很可能是满载铁损最大、空载铁损最小。
空载电流×电源电压=421mW，这个是视在功率，实际损耗功率可能只有几分之一，比如150mW。
而即便这150mW的损耗功率，也不完全是铁损造成的，当然铁损会占绝大比例。
即便有功率计，插座的那种，小功率下是很不准确的，测试零点几VA的时候误差非常大。

最后，1.87mA的空载电流非常小了，定做时有什么要求？

只看该作者 · 2013-9-16 23:12

本帖最后由 DianGongN 于 2013-9-16 23:19 编辑

lymex 发表于 2013-9-16 19:52
不同负载下有不同的铁损，而且很可能是满载铁损最大、空载铁损最小。
空载电流×电源电压=421mW，这个是视 ...

非常感谢lymex大侠的解答!

按我自己的理解,铁损由激磁损耗和涡流损耗构成,只和原边电压值频率波形有关。变压器满载和空载时，铁芯中磁场分量没有区别，负载电流产生的磁势和原边电流增量产生的磁势正好抵消，铁损不变。不知道理解的对不对，请lymex指正。

421mW确如lymex所指出是视在功率，铁损确实应该比这个小。

空载电流小，可能是R型变压器的特点，确实是1.87mA。定做的时候没有特别要求，厂家说是进口硅钢带，全铜绕组，价格也不算贵。我测了1VA的EI型变压器，空载电流有4.5mA，出乎意料。