苏联小电力变压器设计方法的介绍

怎样给自己装的收音机，配上一个变压器，这是大家所经常会遇到的问题。解决这个问题的方法，最好通过一个实际例子来说明。

假设有一部五灯收音机，选用的电子管是6SA7、6SK7、6SQ7、6V6和5y3。5y3是整流管，其他电子管的直流电压和电流都靠它供给。5y3是否足够供给呢，我们可以从电子管特性表里把有关的数值摘录下来进行初步分析：

把前四个电子管的阴极电流总起来得14＋11.6＋0.9＋54＝80.5毫安。5Y3能用到约500伏的电压和120毫安的电流，而现在只需要它供给250伏的电压和80.5毫安的电流，说明它是没有问题的。

因此，我们就决定用5y3做整流管，并选择一个最普通的电容器输入式的整流滤波线路如图1。图1中滤波电容器的容量是8微法，滤波线圈的电阻是200欧。

现在，我们要解决下列几十问题：

1．各线圈的伏安数是多少，用什么样的线绕成？

2．用什么样的铁心，尺寸如何，各绕多少圈？

解决了以上两个问题，我们的变压器就完全可以自己制作了。

关于变压器的设计，经验公式是很多的。本文引用的是苏联小电力变压器设计公式和图表。

我们先将各线圈编上号码：初级220伏线圈——1;次级升压线圈——2；次级6.3伏线圈——3；次级5伏线圈——4。

例如：P代表伏安数，那末P2就是升压线圈的伏安数。

U代表电压，U\(_{1}\)就是初级线圈的电压。

I代表电流，I\(_{3}\)就是6.3伏灯丝线圈的电流。

w代表圈数，n代表层数，w\(_{1}\)和n1就分别代表初级线圈的圈数和层数。余类推。

令滤波器的输入直流电压为U\(_{0}\)，电流为I0，各次级线圈总伏安数为P\(_{T}\)＝P2＋P\(_{3}\)＋P4，变压器的效率为η。

对于全波整流不充气电子管的线路，苏联有几个极实用的计算公式，

在我们的例子里，输出直流电压为250伏，直流电流为80.5毫安，在滤波线圈的200欧电阻里，降压为200×80.5＝16.1伏。故U\(_{0}\)为250＋16.1=266.1伏。U2=2.2U\(_{0}\)=586伏，即两端对中心抽头处电压各为\(\frac{586}{2}\)=293伏I2＝1.2I\(_{0}\)＝1.2×80.5＝96.6毫安；P2＝0.7×586×96.6＝39.4伏安；

P\(_{3}\)＝6.3（0.3＋0.3＋0.3＋0.45）＝8.5伏安；P4＝5×2＝10伏安。

∴P\(_{T}\)=P2+P\(_{3}\)+P4=39.4＋8.5＋10=58.9伏安。

变压器的效率η,我们知道应当与铁心的品质,磁流密度及铜线损耗都有关系。苏联的资料包括了这些因素,给出可靠的经验数据如下:

我们的例子里，P\(_{T}\)＝58.9伏安，可选择η=0.85,Δ=2,得P1=58.90.85=69.4伏安。因此I\(_{1}\)=1.1P1;U\(_{1}\)=1.1×\(\frac{69.4}{220}\)=69.4;200=0.347安。并由Δ=2,求出线径d与线上电流I的关系为:Iπ;4d\(^{2}\)=2,即d=0.8\(\sqrt{I}\)。

查苏联铜线表（我国铜线表完全相同，请看本刊9期20页）有现成铜线直径0.47、0.25、0.93及1.16四种合用。

因此，本节计算结果可综合列出如下：

P\(_{1}\)=69.4伏安，U1=220伏，I\(_{1}\)=0.347安，d1=0.47公厘，

P\(_{2}\)=39.4伏安，U2=586伏中心抽头，I\(_{2}\)=96.6毫安，d2=0.25公厘，

P\(_{3}\)=8.5伏安，U3＝6.3伏，I\(_{3}\)=1.35安，d3＝0.93公厘，

P\(_{4}\)=10伏安，U4＝5伏，I\(_{4}\)＝2安，d4＝1.16公厘。

我们首先按一般情形选定用漆包线（ПЭ),并用壳式铁心，形状如图2。它的几个主要尺寸为a·b·c及h。其中ab为铁心截面积Q\(_{c}\)，hc为铁心窗口面积Qo，即Q\(_{o}\)Qc=a·b·c·h。

窗口面积Q\(_{o}\)与绕线圈所用铜线直径及绝缘物所占面积有关，也就是Qo与P\(_{T}\)有关，因为上节我们求线径时，是根据各线圈的伏安数来计算的。同时，铁心截面积Qc与磁流密度有关，而滋流密度又是与各线圈的伏安数有关的。即Q\(_{o}\)和Qc都与P\(_{T}\)有关。苏联资料给出QoQ\(_{c}\)的乘积对PT的关系曲线如图3。

例如我们的例子，P\(_{T}\)＝58.9伏安，查图3曲线得QoQ\(_{c}\)＝125。

苏联小型变压器的铁心，已经标准化，计有Ш—11……Ш—40等式样，其中a·b·c·h的乘积与125适合的为Ш—25号，它的尺寸如下：

a＝2.5公分，c＝2.5公分，h＝6公分，b为叠置厚度，看需要而定。

我们就选用Ш—25型钢片，它的最小叠置厚度为

我们可试取b＝3.5公分，得Q\(_{c}\)＝3.5×2.5＝8.75平方公分。

有了Q\(_{c}\)以后，苏联资料中简单的指出在B＝10000情形下，求各线圈圈数的方法为：

本节计算的结果，均用图4表示。

检验上面计算的给果是否正确，主要是看这些线圈是否能够绕得下，窗口面积是否适合。检验时，我们采用线圈架的标准厚度为2公厘，层间绝缘厚度为0.07公厘，线圈间的绝缘厚度为1公厘，并须参考苏联铜线表每公分长度所能绕之圈数（本刊9期20页）。检验步骤如下：

1．线圈排列的长度=h-2×2=60-4＝56公厘

2．线圈1在56公厘内可绕的圈数w＇\(_{1}\)=19.8×5.6＝111圈

线圈1的高度=12(\(\frac{10}{19.8}\)+0.07)+1=12×0.575+1=7.85公厘

3．线圈2的w＇\(_{2}\)=37×5.6＝207圈，

4.线圈3的w＇\(_{3}\)=10.2×5.6=57，

5．线圈4的w＇\(_{4}\)=8.2×5.6=45.9，

6．变压器各线圈的总高度=7.85＋6.8＋1.98＋2.22=18.85公厘

7.线圈和铁心间的空隙为:25-18.85-4=2.15公厘

所以设计是正确的。检验结果如图5。

（本刊根据“小电力变压器及滤波扼流圈的计算”一书编写）