变压器温升的计算方法及公式

2011-08-10 10:56:17来源: 互联网

采用空气冷却的变压器,它的温升除了与磁心损耗和绕组铜损之和有关外,还和辐射表面的面积有关。气流流经变压器,变压器的温度会降低,降低的程度与气流速度(in(3) /min)有关。

  想要精确、系统地计算出变压器的温升是不容易的,但可以通过一些经验曲线来得到温升值,误差只在10℃以内。这些曲线是基于辐射表面面积的热敏阻抗这一概念得来的。散热片热敏阻抗Rt的定义为散热片每耗散1W功率所带来的温升(通常以℃为单位),温升的增加dT与耗散功率P之间的关系为:dT=PRt。

  一些厂家还给出了不同产品的R,值,这就间接说明了磁心外表面的温升为Rt与磁心损耗和铜损之和的乘积,有经验的用户通常会假定内表面最热点(一般位于磁心的中心柱)的温升比磁心外表面温升高10~15℃。

  温升不仅和辐射表面的面积有关,还与磁心总的耗散功率有关。辐射表面的耗散功率越大,辐射表面和周围空气的温差就越大,表面也就更容易冷却,也就是说表面的热敏阻抗越低。

  因此,在估算变压器的温升时,往往将变压器`总的外表面积看成是一个等效散热片的辐射表面积。总的外表面积为

  (2×宽度×高度+2×宽度×厚度+2×高度×厚度)

  等效散热片的热敏阻抗可以根据总的耗散功率(磁心损耗与铜损之和)来校正。

  散热片的热敏阻抗与表面积的关系曲线如图(a)所示。这是一条经验曲线,它是根据大量的不同厂家、不同尺寸和不同形状的散热片的平均值得来的。图中标出的都是1 W功率级的热敏阻抗值,它位于双对数坐标中的直线上。

  尽管片状散热片的热敏阻抗在某种程度上与叶片的形状、叶片之间的空隙和叶片是否黑化或镀铝有关,但这些都只是次要因素。在某种程度上可以说热敏阻抗完全由散热片辐射表面的面积决定。

  不同的散热片厂家的产品目标中也会给出如图(b)所示的热敏阻抗与耗散功率的关系曲线。

  综合图(a)和图(b)可以得到图(c)所示的不同散热片面积的温升与功率损耗的关系曲线。此曲线用起来更直接更方便。它提供了不同散热面积(对角线)和耗散功率的散热片的温升值。因此可以直接从图中读出变压器外表面的温升,因为总损耗和辐射表面总面积都已给出。

  (a)散热片热敏阻抗与表面积的关系曲线

  (b)热敏阻抗与耗散功率的关系曲线

  (c)不同散热片面积的温升与功率损耗的关系

不同散热片面积的温升与功率损耗的关系。根据变压器散热片的等效面积计算温升。

关键字:变压器  温升  空气

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0810/article_11221.html
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