電子變壓器(PowerElectronicTransformer，PET)又稱電子電力變壓器，是一種通過電力電子技術實現(xiàn)能量傳遞和電力變換的新型變壓器。對現(xiàn)有的電力電子變壓器拓撲結構進行分析和總結，可以對電力電子變壓器作出如下定義：所謂電力電子變壓器，是一種將電力電子變換技術與基于電磁感應原理的高頻電能變換技術進行結合，實現(xiàn)將一種電力特征的電能變換為另一種電力特征的電能的靜止電力設備。這里所說的電能的電力特征主要是指電壓(或電流)的幅值、頻率、相位、相數(shù)、相序和波形等方面。

電子變壓器特點.

①體積小，重量輕;

②用空氣可冷卻，不需絕緣油進行隔離，減少污染，且維護方便，安全性好;

③能夠使變壓器的副方輸出恒定幅值的電壓;

④能夠改善電能質量，可以得到正弦波形的輸入電流、輸出電壓且能夠實現(xiàn)單位功率因數(shù)，且變壓器兩側的電壓、電流均可控，因而能任意調節(jié)功率因數(shù);

⑤具有斷路器的功能，大功率電力電子器件可瞬時(在微妙級時間內)關斷故障大電流，省去了繼電保護裝置。

另外，電力電子變壓器還具有一些特殊的用途如：與蓄電池連接之后，可以提高供電的可靠性;能夠實現(xiàn)三相變兩相或三相變四相等特殊變換功能;能夠同時輸出交流電和直流電等。在文獻中，作者對常規(guī)電力變壓器和自平衡電力電子變壓器進行了仿真對比和分析，文獻主要針對五種工況進行了仿真研究，從仿真的結果來看，PET無論是在滿載額定運行、低壓側一相斷線、三相短路，以及高壓側電壓三相不平衡和有諧波污染等工況下都有較好的輸入輸出特性，能夠避免一側系統(tǒng)的不平衡對另一側系統(tǒng)的影響，因而較常規(guī)電力變壓器具有更加優(yōu)良的性能。

電子變壓器是低頻變壓器的設計.

(1) 電源變壓器的鐵心. 它一般采用硅鋼片. 硅鋼片越薄,功率損耗越小,效果越好.整個鐵心是有許多硅鋼片疊成的,每片之間要絕緣.買來的硅鋼片, 表面有一層不導電的氧化膜, 有足夠的絕緣能力.國產小功率變壓器常用標準鐵心片規(guī)格見后續(xù)文章.

(2) 電源變壓器的簡易設計.設計一個電源變壓器,主要是根據(jù)電功率選擇變壓器鐵心的截面積,計算初次級各線圈的圈數(shù)等.所謂鐵心截面積S是指硅鋼片中間舌的標準尺寸a和疊加起來的總厚度b的乘積.如果電源變壓器的初級電壓是U1,次級有n個組,各組電壓分別是U21,U22,┅,U2n, 各組電流分別是I21,I22,┅,I2n,...計算步驟如下:

第一步,計算次級的功率P2.次級功率等于次級各組功率的和,也就是 P2 =U21*I21+U22*I22+┅+U2n*I2n.

第二步, 計算變壓器的功率P.算出P2后.考慮到變壓器的效率是η,那么初級功率P1=P2/η,η一般在0.8～0.9之間.變壓器的功率等于初,次級功率之和的一半,也就是P=(P1+P2)/2

第三步, 查鐵心截面積S.根據(jù)變壓器功率,由式(2.1)計算出鐵心截面積S,并且從國產小功率變壓器常用的標準鐵心片規(guī)格表中選擇鐵心片規(guī)格和疊厚.

第四步, 確定每伏圈數(shù)N.根據(jù)鐵心截面積S和鐵心的磁通密度B,由式(2.2)得到初級線圈的每伏圈數(shù)N.鐵心的B值可以這樣選取: 質量優(yōu)良的硅鋼片,取11000高斯;一般硅鋼片,取10000高斯;鐵片,取7000高斯.考到導線電阻的壓降, 次級線圈每伏圈數(shù)N'應該比N增加5%～10%,也就是N'在1.05N～1.1N之間選取.

第五步,初次級線圈的計算.初級線圈N1=N*U1.次級線圈N21=N'*U21,N22=N'*U22 ┅,N2 =N'*U2n.

第六步, 查導線直徑.根據(jù)各線圈的電流大小和選定的電流密度,由式(2.3)可以得到各組線圈的導線直徑.一般電源變壓器的電流密度可以選用3安/毫米?

第七步, 校核. 根據(jù)計算結果,算出線圈每層圈數(shù)和層數(shù),再算出線圈的大小,看看窗口是否放得下.如果放不下,可以加大一號鐵心,如果太空,可以減小一號鐵心.采用國家標準GEI鐵心,而且舌寬a和疊厚b的比在1:1～1:1.7之間, 線圈是放得下的.

電源電子變壓器作為一種產品，自然帶有商品的屬性，因此其設計原則和其他商品一樣，是在具體使用條件下完成具體的功能中追求性能價格比最好。有時可能偏重性能和效率，有時可能偏重價格和成本。現(xiàn)在，輕、薄、短、小，成為它的發(fā)展方向，是強調降低成本。其中成為一大難點的高頻電源變壓器，更需要在這方面下功夫。如果能認真考慮一下它的設計原則，追求更好的性能價格比，傳送不到10VA的單片開關電源高頻變壓器，應當設計出更輕、薄、短、小的方案來。不談成本，市場的價值規(guī)律是無情的!許多性能好的產品，往往由于價格不能為市場接受而遭冷落和淘汰。往往一種新產品最后被成本否決。一些“節(jié)能不節(jié)錢”的產品為什么在市場上推廣不開值得大家深思。