开关电源变压器涡流损耗分析(二)
开关电源常见损耗分析与对策
开关电源常见损耗分析与对策
以图一中典型的反激转换器(flyback converter)为例，去分析电源转换器的损耗。
因为反激转换器低价位和广泛的输入范围的特性，在实际应用层面受到欢迎。
对一个开关电源而言，主要的损耗包括了传导损耗(conduction loss)和切换损耗(switching loss)，以及由控制电路所造成的损耗。
表二、三、四分别对这些主要损耗，包括主要的传导损耗和切换损耗，控制电路所造成的损耗，列出了大约的估算，和常用的解决对策。
表二主要的开关损耗
表三主要的传导损耗
表四控制电路的主要损耗
可以很明显的发现无论是传导损耗或切换损耗，都和切换频率有很密切的关系。
降低切换频率可以有效的降低损耗，特别是在轻载时。
但由波宽调变产生器所产生的波宽必须被控制，免得造成磁性元件的饱和。
而且，反激转换器的输出能量可以表示为Po = (Vdc^2 ×Ton^2) /(2 ×Lp ×T) ×η，其中η代表转换效率。
在轻载时，导通时间(Ton)很短暂，增长切换週期(T)，或降低切换频率(fs)，是一个很直觉的想法。
开关电源变压器磁滞损耗分析(二)
开关电源变压器磁滞损耗分析（二）在实际电路中，磁场强度是由励磁电流通过变压器初级线圈产生的，所谓的励磁电流，就是让变压器铁芯进行充磁和消磁的电流。
由（2-24）式很容易看出，虚线a-b-c-d-e-f-a圈起来的面积所对应的就是磁滞损耗的能量；即：磁滞损耗能量的大小与磁滞回线的面积成正比。
由于输入交流脉冲在一个周期内，变压器铁芯中的磁通密度正好沿着磁滞回线跑了一圈，因此，我们可以在一个周期的时间范围内对（2-24）进行积分，即可求得变压器铁芯在一个周期内的磁滞损耗为： A = k×E×Iμ×T= k E× Iμ/f（2-25） （2-25）式中，A为一个周期内变压器铁芯的磁滞损耗，单位是焦耳；E为单位长度导线所产生的感应电动势，单位为伏；Iμ为励磁电流的平均值，单位为安培；T为输入交流电压的周期，单位为秒，f为脉冲频率，或开关电源的工作频率，单位为赫兹；k为比例系数，它是一个与选用单位制和变压器铁芯面积、体积以及初级线圈匝数等参数相关的常量。
在（2-21）、（2-22）、（2-23）、（2-24）式中，没有比例系数k，是为了使问题简单，便于分析。
这里顺便指出，（2-25）式中，我们直接把A用来表示磁滞损耗能量，是因为磁滞损耗能量的大小与磁滞回线的面积成正比，但不是表示磁滞损耗的能量就等于面积A，两者是有本质区别的。
因此，比例系数k在这里非常重要，通过它，可以把互相对应的关系用等号连接起来。
把（2-25）式两边乘以频率f，即可得到磁滞损耗的功率表达式： Pμ＝fA=kEIμ（2-26） （2-26）式中，Pμ为磁滞损耗功率；f为输入交流电压的频率；k为比例系数，k与变压器铁芯的面积、体积以及初级线圈匝数相关；E为单位长度。
开关电源变压器涡流损耗分析(一)
开关电源变压器涡流损耗分析（一）
开关电源变压器涡流损耗分析
开关电源变压器的涡流损耗在开关电源的总损耗中所占的比例很大，如何
降低开关电源变压器的涡流损耗，是开关电源变压器或开关电源设计的一个
重要内容。
变压器生产涡流损耗的原理是比较简单的，由于变压器铁芯除了
是一种很好的导磁材料以外，同时它也属于一种导电体；当交变磁力线从导
电体中穿过时，导电体中就会产生感应电动势，在感应电动势的作用下，在
导电体中就会产生回路电流使导体发热；这种由于交变磁力线穿过导体，并
在导体中产生感应电动势和回路电流的现象，人们把它称为涡流，因为它产
生的回路电流没有作为能量向外输出，而是损耗在自身的导体之中。
单激式开关电源变压器的涡流损耗计算与双激式开关电源变压器的涡流损
耗计算，在方法上是有区别的。
但用于计算单激式开关电源变压器涡流损耗
的方法，只需稍微变换，就可以用于对双激式开关电源变压器的涡流损耗进
行计算。
例如，把双激式开关电源变压器的双极性输入电压，分别看成是两
次极性不同的单极性输入电压，这样就可以实现对于双激式开关电源变压器
涡流损耗的计算。
因此，下面仅对单激式开关电源变压器的涡流损耗计算进
行详细分析。
当有一个直流脉冲电压加到变压器初级线圈的两端时，在变压器初级线圈
中就就有励磁电流通过，并在变压器铁芯中产生磁场强度H和磁通密度B，
两者由下式决定：
B =ΔB*t/τ＋B(0) （2-44）
H =ΔH*t/ΔH＋H(0) （2-45）
上式中ΔB和ΔH分别为磁通密度增量和磁场强度增量，τ为直流脉冲宽度，。
电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析
电力变压器涡流损耗和温升的计算与分析一、本文概述电力变压器作为电力系统的关键设备，其运行效率与稳定性直接影响到电力系统的整体性能。
在变压器的运行过程中，涡流损耗是一个不可忽视的问题，它不仅会降低变压器的效率，而且会导致变压器温度升高，从而影响其使用寿命和安全性。
因此，对电力变压器的涡流损耗和温升进行深入的计算与分析，对于提高变压器的运行效率、优化其设计以及确保其安全稳定运行具有重要意义。
本文旨在探讨电力变压器的涡流损耗和温升的计算方法，并基于理论分析和实际案例，对涡流损耗和温升的影响因素进行深入研究。
文章将首先介绍涡流损耗和温升的基本概念，然后详细阐述其计算方法和相关数学模型。
接着，通过实际案例分析，探讨不同因素（如变压器结构、材料属性、运行环境等）对涡流损耗和温升的影响，并提出相应的优化措施。
本文将对电力变压器涡流损耗和温升的研究趋势和前景进行展望，为电力变压器的设计和运行提供理论支持和实践指导。
二、电力变压器基础知识电力变压器是电力系统中不可或缺的组成部分，其主要功能是通过电磁感应原理，将某一电压等级的交流电能转换为另一电压等级的交流电能。
这一过程中，变压器会遭受多种损耗，其中涡流损耗是重要的一种。
为了有效评估和控制这些损耗，需要对电力变压器的基础知识有深入的了解。
电力变压器主要由铁芯、绕组、绝缘材料和油箱等部分组成。
铁芯是变压器的磁路部分，由硅钢片叠装而成，以减少涡流损耗。
绕组则是变压器的电路部分，通常由绝缘铜线绕制而成。
变压器的工作原理基于电磁感应，当一次侧绕组通入交流电时，产生的磁通在铁芯中产生感应电动势，从而在二次侧绕组中产生电流。
涡流损耗是由于铁芯中的磁通变化而产生的。
当磁通在铁芯中变化时，会在硅钢片中产生感应电流，即涡流。
这些涡流会在硅钢片中产生热量，导致变压器的温度升高。
涡流损耗的大小与铁芯的磁导率、电阻率、硅钢片的厚度以及磁通的变化频率有关。
为了减少涡流损耗，通常会采用以下措施：一是使用高电阻率的硅钢片，以增加涡流的路径长度，从而降低涡流的大小；二是减小硅钢片的厚度，以减少涡流的体积；三是将硅钢片进行绝缘处理，以减少涡流之间的相互影响。
变压器的涡流损耗-
变压器的涡流损耗-序号：一标题：深入探究变压器的涡流损耗及其影响因素涡流损耗是变压器运行中的一个重要问题，它不仅会耗散电能，还会引起变压器发热，影响其工作效率和寿命。
了解涡流损耗的原理、计算方法和影响因素对于变压器的设计和运行非常重要。
在本文中，将深入探究变压器的涡流损耗，包括其定义、计算公式、减少涡流损耗的方法以及涡流损耗对变压器的影响。
序号：二涡流损耗，又称为感应损耗，是指由于变压器的铁心中存在感应电流而产生的能量损耗。
涡流损耗的大小与感应电流的强度和路径有关，当感应电流越大、路径越长时，涡流损耗也越大。
计算涡流损耗的常用公式为P = K × B^2 × f^2 × V，其中P表示涡流损耗，K为常数，B为磁感强度，f为频率，V为体积。
根据这个公式可以看出，涡流损耗与频率的平方成正比，因此在高频率下涡流损耗会更大。
序号：三为了减少涡流损耗，可以采取一些措施。
通过选择合适的材料来降低涡流损耗。
在变压器中，通常会使用高电阻率的材料，如硅钢片，来减少感应电流的路径，从而降低涡流损耗。
可以通过优化变压器的结构来减少涡流损耗。
在变压器的铁心上添加隔板，可以改变感应电流的路径，从而降低涡流损耗。
合理设计变压器的绕组也可以减小涡流损耗。
序号：四涡流损耗对变压器的影响是多方面的。
涡流损耗会导致变压器发热，这会降低变压器的效率。
当变压器的涡流损耗过大时，不仅会浪费电能，还会加剧变压器的温升，甚至损坏变压器。
涡流损耗还会产生噪音，影响变压器的工作环境和稳定性。
涡流损耗还会引起电磁干扰，影响其他电子设备的正常运行。
序号：五总结回顾：本文深入探究了变压器的涡流损耗及其影响因素。
介绍了涡流损耗的定义和计算公式，解释了涡流损耗与频率的关系。
提出了降低涡流损耗的方法，包括选择合适的材料和优化变压器的结构。
分析了涡流损耗对变压器的影响，强调了涡流损耗对变压器效率、温升、噪音和电磁干扰等方面的影响。
关于三相电力变压器涡流损耗的计算研究
关于三相电力变压器涡流损耗的计算研究摘要：随着经济发展和生产力发展的需要，人们对电能需求不断增加，同时国家电网规模在不断扩大，在发电过程中电力变压器是其重要设备之一，当电力变压器的容量在不断增加以后，也会随之产生一定的附加损耗，或产生局部过热等现象，对变压器运行的稳定性产生影响，进而会影响到变压器的使用寿命。
本文就以三相电力变压器为例，对变压器涡流损耗进行计算。
关键词：三相电力变压器；涡流损耗；计算在电力系统中三相电力变压器是一个重要的输电设备，通过输送电能或进行电能分配等方式，对电压进行调节，从而满足人们生产及生活中对电能的需要。
随着城市化进程加快，生产与日常生活中的用电量增加，电压器容量也随之增加，在变压器内部存在严重的漏磁场，进而产生涡流损耗分布不均，变压器内部设备出现局部过热现象，严重影响到电压器的使用寿命[1]。
为保证变压器设备的使用寿命，降低电能损耗，本文就以三相电力变压器为例，对变压器的涡流损耗以及漏磁场的分布规律进行简单的计算和研究。
一．变压器涡流损耗分析（一）变压器出现漏磁场的原因分析在变压器接通电源后会产生磁通量，其中励磁电压会产生主磁通，同时励磁电压大小对主磁通大小也起着决定性的作用，当工作电压在额定情况下，励磁所产生的主磁通密度不饱和，为让变压器在运行过程中得到良好的散热效果，在线圈和铁心之间保留油道，主磁通中部分磁通进入油隙或线圈中，在变压器能量转换中并没参与，而这些没有参与能量转换的磁通就是漏磁通。
漏磁通和主磁通一样，同时存在于封闭的电回路中，属于不同相位的相量。
主磁通路径是铁磁，在流通中会由铁心产生闭合磁路[2]。
而漏磁通则是磁路在经过变压器绕组进入压板再回到绕组空间，闭合磁路是在绕组和铁心柱中空间闭合，部分是通过高低压绕组空道回到绕组空间后闭合，导致漏磁场出现不均匀分布的情况，产生局部过热。
（二）变压器涡流损耗分析当绕组中出现感应电动势时，由于变压器的绕组电路是闭合电路，出现感应电流，但绕组之间各并联线路是闭合的，因此感应电流会在并联导线之间分布，或沿着绕组导线的横截面分布，导体电流分布不均情况下会受到排挤，在变压器工作中绕组电阻增加。
开关变压器第十讲 单激式变压器内部损耗分析汇总
图2-25中，U是电源电压，通过控制开关K不断地接通和关断，就可以把电源电压调制成单极性电压脉冲；N为变压器初级线圈，D为反激输出整流二极管；R1为反激输出负载电阻；C1为滤波电容；R为取样电阻，通过测量R两端的电压，就可以知道流过变压器初级线圈的电流；取样电压被送到示波器Dp进行显示。
图2-26是图2-25电路中变压器初级线圈两端电压以及电流波形图。
图2-25中，通过改变控制开关K的占空系数，可使变压器初级线圈正好工作于电流临界连续状态或电流断续状态，即：流过变压器初级线圈中的电流在下一次控制开关K接通之前为0。
图2-26中是控制开关K的占空系数约等于0.5时，变压器初级线圈两端的电压和电流波形。
当控制开关K 的占空系数约为0.5时，图2-25电路基本工作于电流临界连续或电流微断续状态。
图2-25中，C1滤波电容的作用是取反电动势的平均值，以便于测量；励磁电流产生反激输出的波形如图2-26-a中虚线所示，不过此波形是半波平均值，并且其幅度受负载电阻大小的影响很大，其幅值就是滤波电容C1两端直流电压的幅值，此值一般小于输入电压幅度。
在对电流、电压、功率进行进行计算或测量的时候，最好采用半波平均值（或半周平均值）概念，以便与开关电源工作的时间对应。
半周平均值概念请参看（2-19）式和（2-20）式；半波平均值概念请参看第一章的内容。
这里再重复一次半波平均值的计算方法。
磁滞损耗半波平均功率Pc可根据（2-76）式或（2-77）式求得，不过在求Pc时，还须先求反激输出电压在负载电阻R1上的半波平均功率Pr1；而计算反激输出电压在负载电阻R1上的半波平均功率Pr1时，还得先求反激输出电压在负载电阻R1上的全波平均值Pra；而全波平均值Pra就是反激输出电压在负载电阻R1上损耗的功率。
计算反激输出电压在负载电阻R1上的功率Pra时，需要测量滤波电容C1两端的电压Uc；不过C1两端的电压是一个直流，相当于反激输出电压的平均值；反激输出电压的幅值也是滤波电容C1两端的直流电压幅值，不过这个幅值不是通过一次反激电压输出就能积分出来的，它需要经过很多次反激电压输出，并经过多次积分后，才能使输出电压最后稳定下来。
大功率高压开关电源变压器的损耗分析及散热控制
变压器运行时产生的热量以热传导、热对流及热辐射的基本传热方式传递到周围介质中去，对于油浸式变压器，尤其是自然油循环变压器，热传导，热对流为主要传热方式，热辐射次之，有时可以忽略不计。通常油浸式变压器两侧并排的安装多组片式散热器，每组片式散热器由上下集油管与一定的数量的散热片组成，其中，每片散热片由两片冷轧钢板压焊而成。油浸式自冷变压器没有油泵，变压器油主要依靠重力和密度差引起的浮升力来实现循环流动。变压器油在吸收铁芯、绕组、线圈等产生的热量后温度升高，高温油与低温油之间存在密度差，在浮升力的作用下，被加热的变压器油密度小向上流动到油箱顶部，进入片式散热器的上集油管带走热量，变压器油被冷却，密度大，又依靠重力的作用自上而下流经片式散热器的各个散热片。在这个过程中变压器油与散热片内壁进行对流换热将热量传递到散热片的外表面，由于组成一组散热器的散热片数量多，且各组片间距小，所以除了最外侧的散热片，大部分散热片的热量是由底端流入的空气运走的，散热片外表面由于具有温度差与周围空气进行大自然对流换热，同时靠近外侧的散热片还与周围环境间进行辐射换热从而将热量散出，最后被冷却的变压器油由下集油管流回到变压器的油箱，可见油浸式变压器是通过变压器油的循环流动来实现整个散热过程。
凹四面体花纹两个相邻面之间存在一定的夹角，空气流经凹四面体花纹时，会沿着两个相邻面倾斜的角度流动，一部分空气流动方向向左，一部分向右流动，凹四面体花纹不断改变空气流动的方向，同样起到减薄边界层的作用，同时这种花纹结构会稍微增强速度场与温度场间的协同性。但从图中看出在凹四面体花纹处产生的涡旋不明显，因此对空气的扰动层度较凸四面体花纹差，为后文对比分析两种不同花纹排布的新型油道的散热效率打下基础。
关键词：大功率；变压器；散热控制
1引言
变压器损耗的原因及影响因素分析
变压器损耗的原因及影响因素分析变压器作为电力系统中非常重要的设备之一，其正常运行对电力系统的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
然而，在变压器的实际工作过程中，损耗问题是一直以来需要关注和解决的难点之一。
本文将对变压器损耗的原因及影响因素进行深入分析，旨在找到有效的解决方法。
一、变压器损耗的原因1. 铁损耗：铁损耗是变压器工作时电流在铁芯中形成的涡流所产生的能量损耗。
铁损耗主要包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。
磁滞损耗是由于铁芯在磁场中反复磁化和消磁产生的能量损耗，而涡流损耗是由于磁场的变化引起铁芯内涡流产生的能量损耗。
2. 铜损耗：铜损耗是变压器中线圈内电流通过不同金属导体时产生的能量损耗。
变压器的铜损耗主要来自于线圈内电流的电阻性损耗，这是由于线圈材料的电阻使得电能转化为热能的过程。
3. 空载损耗：空载损耗是指在变压器无负载运行时所消耗的能量。
空载损耗包括铁损耗和冷却损耗两部分。
冷却损耗是指变压器中的油、铁心和线圈等部件对环境的传热所产生的能量损耗。
4. 负载损耗：负载损耗是指在变压器有负载运行时所消耗的能量。
负载损耗主要来自于线圈的铜损耗，以及由于负载电流通过涡流引起的铁损耗。
二、变压器损耗的影响因素1. 负载率：负载率是指变压器实际负载与额定负载之间的比值。
变压器的损耗随着负载率的变化而发生变化，负载率越高，损耗越大。
2. 工作温度：变压器的损耗与其工作温度密切相关。
当变压器的工作温度升高时，损耗也会相应增加。
因此，在变压器的设计和运行过程中，需要注意控制其工作温度，以降低损耗。
3. 线圈材料：线圈材料的选择也会对变压器的损耗产生影响。
不同的线圈材料具有不同的电阻和导热性能，因此选择合适的材料可以减少损耗。
4. 冷却方式：变压器的冷却方式也会对损耗产生影响。
冷却方式包括自然冷却和强迫冷却两种，采用不同的冷却方式可以改变变压器的工作温度，并影响损耗大小。
5. 运行状态：变压器在不同的运行状态下，其损耗也会有所不同。
变压器磁滞损耗和涡流损耗
变压器磁滞损耗和涡流损耗变压器就像我们生活中的小助手，默默地为我们提供电力。
可是，你知道吗？它在工作的时候，也会有一些“损耗”！今天就来聊聊这其中的磁滞损耗和涡流损耗，听起来可能有点高大上，但别担心，我会把它说得通俗易懂。
磁滞损耗就是变压器在不断地磁化和去磁化过程中，产生的一种能量损耗。
想象一下，一个人每天都要搬一次家，反复搬来搬去，真是费劲啊。
磁滞损耗就是这种反复“搬家”的能量消耗，磁场不断变化，能量也就悄悄溜走了。
说到这里，你可能会想，难道就没有办法解决吗？科学家们可没有闲着，他们发明了很多方法来减少这种损耗。
比如，用更好的材料来制造变压器的核心，像是高品质的硅钢片。
这就像是你在搬家时，找一个大车子，能装更多的东西，自然省力许多。
好吧，继续聊涡流损耗。
这个名字听起来有点怪，但实际上很简单。
它指的是当变压器的铁心中出现了电流，就像小漩涡一样，在铁心内部形成了一些小电流。
这些小电流虽然不大，但聚沙成塔，最终也会导致能量的损失。
为什么会产生涡流呢？其实是因为变压器在工作时，铁心受到磁场的影响。
就像你在池塘里扔一块石头，水面会出现涟漪，涡流损耗就是这种“涟漪”造成的能量消耗。
听起来是不是有点像自然界的魔法呢？为了减少涡流损耗，设计师们也想出了不少妙招。
比如，把铁心做得更薄，或者使用一些特殊的材料。
就像烤蛋糕，材料选择得当，才能做出松软可口的美味。
综合来看，这两种损耗到底有多重要呢？嘿，别小看它们！它们可是变压器效率的重要“敌人”。
如果损耗过大，变压器的工作效率就会大打折扣，甚至会影响到我们家庭的电费开销。
就像你吃了一块超甜的蛋糕，吃完后发现牙疼，那滋味可不好受。
损耗还可能导致设备过热，影响使用寿命。
想想，如果你一台心爱的电器频频出问题，那心情肯定就像在寒冬里等公交，漫长又无奈。
这就是变压器工作中的“潜规则”，虽然我们平时没怎么注意，但它们却在默默影响着我们的生活。
所以，了解这些损耗，不仅是为了增进知识，更是为了让我们的生活更加高效。
变压器的涡流损耗
变压器的涡流损耗一、引言变压器是电力系统中用于变换电压的重要设备，在电能传输和配电中起着至关重要的作用。
在变压器的运行中，存在着多种损耗，其中涡流损耗是一种重要的损耗机制。
本文将全面、详细、完整且深入地探讨变压器的涡流损耗问题。
二、涡流损耗的概念涡流损耗是指在变压器的铁芯中，由于铁芯受到交流电磁感应的影响，导致铁芯中产生涡流，从而产生能量转化为热能而造成的损耗。
涡流损耗是变压器的主要损耗之一，也是使变压器发热的主要原因之一。
三、涡流损耗的原理涡流是由于变压器的铁芯中存在感应电流而产生的。
当变压器的铁芯受到交流电磁感应时，铁芯中将会产生涡流。
涡流的方向与感应电磁场的方向相反，使得涡流在铁芯中形成闭合回路。
由于涡流在铁芯中流动时，会遇到较大的电阻，因此会将电能转化为热能，从而产生涡流损耗。
涡流损耗的大小取决于多个因素：1.铁芯的材料：铁芯的导磁性能是影响涡流损耗的重要因素之一。
导磁性能越好的铁芯，产生的涡流越小，涡流损耗也就越小。
2.铁芯的几何形状：铁芯的几何形状对涡流损耗也有一定的影响。
当铁芯的截面积变大时，涡流的路径变长，涡流损耗也就增大。
3.变压器的工作频率：变压器的工作频率越高，交流电磁感应的影响也就越大，涡流损耗也就越大。
四、减小涡流损耗的方法为了减小涡流损耗，提高变压器的效率，可以采取以下几种方法：1.选择合适的铁芯材料：选择导磁性能好的铁芯材料，比如硅钢片，可以减小涡流的大小，从而降低涡流损耗。
2.优化铁芯的几何形状：通过优化铁芯的几何形状，比如增加铁芯的截面积，可以延长涡流的路径，减小涡流的大小，从而降低涡流损耗。
3.降低工作频率：降低变压器的工作频率，可以减小交流电磁感应的影响，从而降低涡流损耗。
4.使用涡流损耗小的铁芯材料：在一些特殊应用场景中，可以选择使用涡流损耗小的铁芯材料，比如铝或铜，来替代传统的铁芯材料，从而减小涡流损耗。
五、涡流损耗的影响因素涡流损耗的大小受到多种因素的影响，以下是一些重要的影响因素：1.变压器的容量：变压器的容量越大，涡流损耗也就越大。
开关电源变压器损耗计算
开关电源变压器损耗计算
计算开关电源变压器的损耗，可以采用下面的方法：
1. 计算铁心损耗：开关电源变压器的铁心损耗包括磁滞损耗和涡流损耗，可以通过铁心材料的特性曲线和变压器铁心的磁通密度来计算。
一般情况下，铁心损耗占总损耗的比重较小，通常在5%以下。
2. 计算铜损耗：开关电源变压器的铜损耗是由变压器线圈中的电流通过导线时产生的热量而导致的。
铜损耗的大小取决于变压器的额定电流和绕组的电阻值。
在设计开关电源变压器时，需要根据变压器线圈的截面积和电阻值来计算铜损耗。
3. 计算其他损耗：开关电源变压器还可能存在其他的损耗，如液体绝缘材料的损耗、绝缘损耗以及机械损耗等。
这些损耗的大小往往比较难以估算，可以通过实验来确定。
总的来说，开关电源变压器的损耗计算是一个较为复杂的过程，需要掌握一定的电路和材料知识。
为了确保变压器的工作稳定和可靠，需要对其损耗进行适当的估算和优化设计。
开关电源变压器损耗计算
开关电源变压器损耗计算
开关电源变压器的损耗主要包括铜损和铁损两部分。
1. 铜损：铜损是由于变压器线圈的电阻引起的损耗。
它可以通过以下公式计算：
P_cu = I^2 * R
其中，P_cu表示铜损功率，I表示变压器的额定电流，R表示线圈的总电阻。
2. 铁损：铁损是由于磁场变化引起的损耗，分为磁滞损耗和涡流损耗两部分。
- 磁滞损耗可以通过以下公式计算：
P_h = K_h * f * B^x
其中，P_h表示磁滞损耗功率，K_h为磁滞损耗系数，f表示变压器的工频，B表示磁场强度，x为磁滞指数。
- 涡流损耗可以通过以下公式计算：
P_e = K_e * f^2 * B^2 * t^2
其中，P_e表示涡流损耗功率，K_e为涡流损耗系数，f表示变压器的工频，B表示磁场强度，t为变压器的铁心厚度。
总损耗可以通过铜损和铁损相加得到：
P_total = P_cu + P_h + P_e
需要注意的是，损耗的具体计算需要参考变压器的设计参数和材料特性，上述公式中的系数需要根据具体情况进行确定。
同时，在实际应用中，还需要考虑变压器的负载率和温升等因素对损耗的影响。
涡流损耗 (2)
涡流损耗1. 概述涡流损耗是电动机、变压器、发电机、磁性材料等电磁设备中常见的能量损耗方式之一。
当交变电流通过导体或磁性材料时，会产生涡流，这种涡流会导致能量的转化为热能，进而损耗。
本文将详细介绍涡流损耗的原理、计算公式以及降低涡流损耗的方法。
2. 涡流损耗的原理涡流损耗的发生基于两个物理现象：法拉第电磁感应定律和欧姆定律。
法拉第电磁感应定律表明，当导体或磁性材料中的磁场发生变化时，会在其中产生感应电流。
而欧姆定律告诉我们，电流通过导体时会遇到电阻，进而使电流转化为热量。
当交变电流通过导体或磁性材料时，由于电流方向的不断变化，导体中会产生相应方向变化的磁场，从而引发涡流。
涡流的大小与材料的电导率、频率和磁场强度有关。
涡流损耗的大小与涡流的强度和导体的电阻相关。
涡流越强，电阻越大，涡流损耗就越大。
3. 涡流损耗的计算公式涡流损耗通常通过以下公式进行计算：涡流损耗公式涡流损耗公式其中，•Pe 表示涡流损耗（单位为瓦特）；•Ke 为常数，与材料的电导率和导体形状有关；• B 是磁感应强度（单位为特斯拉）；• f 是交变电流的频率（单位为赫兹）；•Vm 是导体的体积或磁性材料的体积（单位为立方米）；•t 是涡流损耗的时间（单位为秒）。
通过上述公式，我们可以计算出特定条件下的涡流损耗。
4. 降低涡流损耗的方法降低涡流损耗有多种方法，以下是几种常见的方法：4.1. 选择合适的导体材料导体材料的电导率与涡流损耗密切相关。
选择电导率较大的导体材料，可以减小涡流损耗。
铜是一种常用的导体材料，其电导率较高，因此常被用于高频电磁设备中。
4.2. 减小交变电流频率涡流损耗与交变电流频率的平方成正比。
因此，降低交变电流的频率可以有效减小涡流损耗。
在设计电磁设备时，可以通过调整电路参数或采用更低频率的电源来实现。
4.3. 选择合适的导体形状导体形状对涡流损耗也有影响。
通常情况下，导体的横截面积越大，涡流损耗就越小。
因此，在设计电磁设备时，可以尽量选择横截面积较大的导体，以减小涡流损耗。
变压器损耗的原因及影响因素分析
变压器损耗的原因及影响因素分析哎呀，说起变压器损耗，这事儿可就多了去了。
我以前在做电力工程的时候，那可是和变压器打交道最多的。
今天咱们就聊聊这个话题，看看变压器损耗的原因和影响因素都是啥。
首先，我得说，变压器损耗主要有两种：一种叫铜损，另一种叫铁损。
铜损嘛，就是变压器线圈里的铜导线因为电流通过产生的热量造成的损耗。
这就像你拿根电线加热，热量自然就损耗了能量。
而铁损呢，就是变压器铁芯在交变磁场中产生涡流，以及磁滞现象引起的损耗。
简单来说，就是变压器里的铁芯“发烧”了。
那变压器损耗的原因有哪些呢？第一个，变压器设计不合理。
比如，线圈匝数、铁芯尺寸等方面没有按照标准来，自然损耗就大了。
第二个，变压器运行环境不理想。
比如，温度过高、湿度过大，这些都容易造成变压器绝缘性能下降，损耗增加。
第三个，变压器负载不匹配。
比如，负载过轻或者过重，都会让变压器损耗增加。
那影响变压器损耗的因素有哪些呢？首先是材料。
变压器用的线圈材料、铁芯材料，还有绝缘材料，这些都直接影响到损耗的大小。
比如，好的绝缘材料就能降低损耗。
其次是运行参数。
变压器的工作电压、工作电流、工作频率，还有负载率，这些都是影响损耗的重要因素。
最后，还有制造工艺。
比如，线圈的绕制、铁芯的叠压等，这些工艺的优劣也会影响到变压器的损耗。
我记得有一次，我们单位接了一个变压器改造项目，那变压器运行了十年，损耗已经很高了。
我们检查后发现，主要问题出在铁芯上，磁滞损耗太大了。
我们就更换了铁芯，结果损耗明显降低了。
所以说，要想降低变压器损耗，就得从设计、制造、运行等多个环节入手。
比如，可以优化变压器的设计，提高材料质量，改善运行环境，控制运行参数等。
这样，变压器才能更加高效地运行。
哎，说起来这些，我还真是感慨万千。
变压器虽然是个普通的设备，但它关系到电力系统的稳定运行，可不能小看了。
咱们平时可能觉得变压器离我们很遥远，但其实，它就在我们身边，默默地为我们服务着。
所以，咱们在享受电力带来的便利的同时，也要关心一下变压器的情况，让它更好地为我们服务啊！。
变压器的涡流损耗
变压器的涡流损耗变压器的涡流损耗是指在变压器中，由于铁芯和绕组中电流的存在，导致涡流产生，并对铁芯和绕组产生能量损耗的现象。
涡流损耗是变压器中的一种重要损耗形式，直接影响着变压器的效率和运行成本。
涡流是指在变压器中，由于变压器芯片和绕组中的电流存在，导致了铁芯中产生的感应电流。
这种感应电流在铁芯中形成闭合回路，从而产生了涡流。
涡流的存在会导致能量的转化和损耗，使得变压器发热，降低变压器的效率。
造成涡流产生的原因主要有两个方面：一是变压器芯片和绕组中电流的存在，二是铁芯材料的电导率。
当变压器工作时，绕组中的电流会形成磁场，这个磁场会穿过铁芯，从而在铁芯中产生感应电流。
另外，铁芯材料的电导率也会影响涡流损耗的大小。
电导率越高，涡流损耗就越小，反之则越大。
涡流损耗的大小与变压器的频率和材料的导电性能有关。
一般来说，涡流损耗与频率成正比，即频率越高，涡流损耗越大。
而材料的导电性能越好，涡流损耗越小。
因此，对于高频率变压器来说，涡流损耗是一个比较严重的问题，需要采取一些措施来降低涡流损耗。
降低涡流损耗的方法有很多，其中一种常用的方法是采用硅钢片作为变压器的铁芯材料。
硅钢片具有较高的电导率和较低的磁滞损耗，能够有效地减小涡流损耗。
另外，对于高频率变压器，还可以采用层压结构的铁芯，通过增加铁芯的局部电阻来减小涡流损耗。
除了采用合适的材料和结构来降低涡流损耗外，还可以通过优化变压器的设计和工艺来减小涡流损耗。
例如，在设计变压器时，可以合理安排绕组的布局和导线的选择，减小绕组中的电阻和电感，从而减小涡流损耗。
此外，在制造过程中，要注意保持变压器的绝缘性能和接触性能，避免产生额外的涡流损耗。
涡流损耗是变压器中的一种重要损耗形式，直接影响着变压器的效率和运行成本。
为了降低涡流损耗，可以采用合适的材料和结构，并优化变压器的设计和工艺。
通过这些措施，可以有效地减小涡流损耗，提高变压器的效率和可靠性。
涡流损耗
1
f
通过电阻R两端的电流和电压为
i 2Isint
ur 2IRsint
这时电感L两端的电压为
uLLddti 2ωLIcosωt
u u L 与 R的相位关系如图(b)所示， u L 总比
u
R
超
前
2
，因此电阻与电感两端的总电压为
U U R 2 U L 2I R 22L 2IZ
Z R22L2
式中 Z——线圈的阻抗 I ——通过线圈的电流
总电压U与UR的相位角为
tg UL L
UR R
线圈阻抗向量图如图（c）所示。易知， 电压三角形与阻抗三角形相似
实际应用中，用复数表示阻抗。
ZRjL
其中 R——线圈电阻
——电流频率
L——线圈电感
j ——虚数的单位， j 1
Z1与R1、 L1 和K有关 。
对于非磁性材料，磁导率为
0eef
对于磁性材料，磁导率为
0reef
式中
0 ———真空磁导率；
r ————相对磁导率 ；
eef ————有效磁导率；
在讨论有效磁导率的计算公式之前先做如下三个假设：
（1） 圆柱体充分长，并完全充满线圈。 （2） 激励电流为单一的正弦波。 （3） 试件的电导率、磁导率不变。
在以上假设条件下，根据磁通量的概念，可以 得出 圆柱体内得总磁通为
BS 0reeH f 0r2
根据理论麦克斯韦方程组可以求出圆柱体 内实际的总磁通，并由此导出有效磁导率。
式中ee f 0r H0r2K 2•rJ J1 0((K K))rr
K jj2f
故积分常数C1 = C2 = C/2 ，因此 H zCck hx
涡流损耗__概述说明以及解释
涡流损耗概述说明以及解释1. 引言1.1 概述涡流损耗是在电磁感应中常见的一种能量转化形式，也是电器设备和电力系统中不可避免的现象。
当导体中有交变磁场通过时，会在导体表面产生涡流电流，从而引起能量损耗。
涡流损耗的减小对于提高设备效率、降低能耗至关重要。
本文主要围绕涡流损耗展开，深入介绍涡流现象及其定义、分类以及影响因素等内容。
此外，我们还将研究涡流损耗的作用机理和常见表现形式，并参考实例进行分析和解释。
最后，本文还将探讨测量和评估涡流损耗的方法与技术进展，并对未来研究方向提出展望和建议。
1.2 文章结构本文共分为五个主要部分。
首先，在引言部分我们将对文章进行整体概述，并介绍各个章节的内容安排。
第二部分将详细定义涡流损耗并介绍其分类及影响因素；第三部分将阐释涡流损耗的作用机理以及常见的表现形式，并结合实例进行分析和解释；第四部分将探讨测量和评估涡流损耗的方法与技术进展，包括传统测量方法、新兴测量技术以及综合评估指标和模型发展情况的概述；最后，在结论与展望部分，我们将对研究内容进行总结回顾，并探讨未来研究方向的展望和建议。
1.3 目的本文的目的在于全面介绍涡流损耗，深入剖析其作用机理、表现形式以及影响因素，并系统阐述了测量和评估涡流损耗的方法与技术。
通过这篇长文，希望读者能够加深对涡流损耗的理解，了解其重要性，并掌握相关领域中正在发展的新技术和方法。
最终推动涡流损耗在电气工程中的应用和优化。
2. 涡流损耗的定义2.1 涡流现象简介涡流是一种在导体中产生的电磁现象，当导体中有变化的磁场时，会引发涡流。
涡流会形成一个环形电流在导体内部循环流动，这种电流由于存在电阻而会产生能量损耗，即涡流损耗。
2.2 损耗定义与分类涡流损耗指的是导体中由于涡流引起的能量转化为热能而散失的能量。
根据涡流引起的主要因素和产生机制不同，可以将涡流损耗分为以下几类：2.2.1 频率相关性：频率高低对涡流损耗具有显著影响。
在高频情况下，由于磁场变化更快速，导致涡流强度增大，相应地造成更高的能量损耗。
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开关电源变压器涡流损耗分析（二）
当铁芯或铁芯片表面磁场强度的最大值Hm高于磁场强度的平均值Ha 时，其差值为：
该数值和磁场强度增量∆H之比等于：μaδ2/12ρcτ，它表征涡流的影响，并与平均导磁率μa及铁芯片厚度δ的平方成正比，与铁芯片材料的电阻率
ρc及脉冲宽度τ成反比。
根据（2-62）式可知，铁芯或铁芯片表面的磁场由两个部分组成：
(1)平均磁场，它随时间线性增长，由线圈中固定的电动势感应所产生；
(2)常数部分，它不随时间变化，由补偿涡流的产生的去磁场所形成。
对应铁芯片表面的两部分磁场，我们可以把它们分别看成是由和两部分电流产生的。
根据安培环路定律：磁场强度矢量沿任意闭合路径一周的线积分，等于穿过闭合路径所包围面积的电流代数和。
以及磁路的克希霍夫定律：在磁场回路中，任一绕行方向上磁通势NI（N为线圈匝数，I为电流强度）
的代数和恒等于磁压降Hili（Hi 为磁场强度，li为磁路中磁场强度为Hi的平均长度）的代数和。
即：
Hm=N*i/l =N(iμ+ib)/l（2-64）
（2-64）式中，l为磁回路的平均长度；i =iμ +ib ，iμ为变压器线圈中的励磁电流；ib为因涡流影响使流过变压器线圈电流增加的电流。
根据（2-62）式和（2-7）式求得：
图2-20-a就是根据（2-67）、（2-68）式画出的开关变压器受涡流影响时，
输入端磁化过程的等效电路图。