发布时间:2025-09-29 15:31:01 浏览人数:0人
电压范围:原边常见 380V/660V,副边常见 0.1V-220V(如电解铝用 0.2V,焊接用 36V);
电流特征:副边电流随场景差异极大,小至 500A(小型电镀),大至 100000A(大型电解);
核心需求:低损耗(大电流下铜损敏感)、强散热(电流大发热剧烈)、高稳定性(电流波动需≤2%)。
二、低压大电流变压器核心技术特点:应对大电流挑战
导体选择:优先用高导电率材料,避免铜损过高:
中电流(500A-5000A):选铜排 / 铜扁线(导电率≥58MS/m),如 3×50mm 铜排(载流量约 800A);
大电流(≥5000A):选铜箔 / 铜带(增大散热面积)或空心铜管(可通水冷却),如 100×10mm 铜箔(载流量约 5000A);
成本敏感场景:可选铝排(导电率 35MS/m),但需增大截面积(比铜排大 50%,如 3×75mm 铝排载流量约 800A)。
绕组结构:采用 “多层平铺式” 或 “饼式绕制”,减少漏抗(≤5%),避免大电流下漏磁发热 —— 如电解用变压器,绕组漏抗控制在 3% 以内,确保输出电流稳定。
强迫风冷(AC):中电流(500A-3000A)场景,配备轴流风扇(风速≥2m/s),通过风道直接冷却绕组,温升控制在 60K 以内(环境 40℃时,绕组温度≤100℃);
水冷系统(DC):大电流(≥3000A)场景,绕组用空心铜管绕制,通入去离子水(电阻率≥10MΩ・cm)循环冷却,散热效率比风冷高 3-5 倍,温升可降至 40K 以内(如 50000A 电解变压器,水冷后铜损温度稳定在 70℃);
油箱散热:油浸式低压大电流变压器(如 1000kVA/0.2V),通过绝缘油循环 + 外部散热片,适配户外大电流场景(如大型电镀车间)。
铁芯设计:采用低损耗冷轧取向硅钢片(如 30Q130,铁损 P1.5/50≤1.0W/kg),降低铁损(占总损耗 10%-20%);因副边电压低,铁芯磁密可适当提高(1.6-1.8T),减小铁芯体积;
绝缘工艺:因低压(≤0.4kV),绝缘重点是绕组层间与对地绝缘:
层间绝缘:用 0.1-0.2mm 环氧玻璃布纸(耐温 Class H),避免层间击穿;
对地绝缘:用 5-10mm 环氧玻璃布筒,绝缘电阻≥100MΩ(25℃时),满足低压场景安全要求。
三、低压大电流变压器分类:按用途划分(核心维度)
核心公式:单相 I₂ₙ=Sₙ/U₂ₙ,三相 I₂ₙ=Sₙ/(√3U₂ₙ)(Sₙ= 额定容量,U₂ₙ= 副边额定电压);
选型原则:I₂ₙ≥1.1 倍负载额定电流(避免过载),如电解槽负载电流 8000A,选 I₂ₙ=8800A 的变压器。
电解场景:U₂ₙ= 负载所需电压 + 线路压降(通常留 5%-10% 余量),如电解铝槽需 0.2V,选 U₂ₙ=0.22V(留 10% 压降);
焊接场景:U₂ₙ= 焊接工艺电压(如电弧焊选 36V,电阻焊选 10V),无需留余量(焊接电流波动大,电压需稳定)。
Class H 绝缘:允许温升≤80K(环境 40℃时,绕组温度≤120℃);
水冷变压器:因散热好,温升通常控制在 40K 以内(如 50000A 电解变压器,温升≤35K);
风冷变压器:中电流场景温升≤60K(如 2000A 焊接变压器,温升≤55K)。
中大型变压器(Sₙ≥100kVA):效率≥95%(如 1000kVA/0.2V 变压器,效率≥96%);
小型变压器(Sₙ≤100kVA):效率≥92%(如 50kVA/36V 焊接变压器,效率≥93%);
提升效率手段:用铜导体(比铝高 3%-5% 效率)、低损耗铁芯、优化散热。
明确负载类型与参数:
先确定场景(电解 / 焊接 / 电镀),再获取负载的额定电压(Uₗ)、额定电流(Iₗ)、工作制(连续 / 短时);
例:电解铜槽,Uₗ=2V,Iₗ=5000A,连续工作制,需选 U₂ₙ=2.2V、I₂ₙ=5500A 的水冷变压器。
确定散热方式:
电流≤3000A、连续工作制:选强迫风冷(成本低、维护简单);
电流≥3000A、连续工作制:选水冷(散热效率高,适应大电流发热);
短时工作制(如焊接,单次工作≤10 分钟):选风冷(短时发热可控)。
计算额定容量与导体:
容量 Sₙ=U₂ₙ×I₂ₙ(单相)或 Sₙ=√3×U₂ₙ×I₂ₙ(三相);
导体选型:按电流密度(铜≤3A/mm²,铝≤2A/mm²)计算截面积,如 5000A 铜导体,截面积≥5000/3≈1667mm²(选 100×17mm 铜排)。
验证温升与效率:
要求厂家提供温升曲线(电流 - 温升关系),确保额定电流下温升≤标准值;
效率需满足场景需求(如连续工作制需高效率,减少长期能耗;短时工作制可适当降低效率要求)。