专业术语

您可从术语表中获取网页所使用的专业术语的详细信息。

B

BLOCK ImpEx

BLOCKImpEx 可确保对绕组材料进行均匀封装,从而提供全面保护,避免外部影响。 为 BLOCKImpEx 特别开发的树脂,无孔,具有保温效果以保持长期运行时的效率。

E

EMC 标准

EMC 标准化的基本原则一般由以下机构:

CISPR,成立于 1934 年(国际无线电干扰特别委员会,Comité international Spécial des Perturbations Radioélectriques)



IEC TC77,成立于 1974 年(国际电工委员会第 77 技术委员会,Comité d’études 77 de la Commission Electrotechnique Internationale)

按照 IEC Regulation Guide 107(EMC-电磁兼容性出版物编写指南)进行编写。

Guide 107 旨在确保在 EMC 标准化过程中应用
相同的程序和观点,并保持所有内容尽可能确定。 此外,还在可实现电磁兼容性的 0 Hz 至 400 GHz 的频率范围内对线路负载和辐射现象
进行了观测。

一般来说,EMC 标准分为四个类别,每个 EMC 标准整体而言都仅属于四个类别之一。

1. 基本出版物(基本标准): 基本标准具备标准地位甚至技术报告的标准地位。 它们包含相应测量过程、环境条件的分级和 EMC 测试技术,但不包含针对单独产品或产品系列的测量限值。 基本规格、产品系列标准和产品标准中提供了基本标准的常数参考值。 故名思义,很明显,此类别只涉及基本标准(基本规范)。

2. 基本规格(通用标准): 基本规格应用于不存在产品系列标准或产品标准的产品。 工业(由工业网络供电)环境条件与居住、商业、贸易区及小型企业(由公共电网供电)的环境条件之间始终存在差别。 有限次数的 EMC 测试可以指定最小干扰限值和最大干扰发射限值,但无法确定特定产品特征。

3. 产品系列标准: 产品系列标准针对特定产品系列而量身定制,包含特定规格(如限值、测试设计、操作标准和投诉标准)。 有关测试过程,可参考基本标准,有关限值,可参考基本规格。 EMC 的产品系列标准可作为独立标准存在,也可作为约束相应产品系列的其他方面(如电气安全)的标准的(独立)组成部分。

4. 产品标准: 产品系列标准针对的是特殊产品,拥有最高应用优先级,因此,是为确保产品的 EMC 而应用的唯一标准。 在包括基本标准和基本规格方面,适用于产品系列标准的规则与适用于产品标准的规则完全相同。

EMI 滤波器

使用无源滤波器抑制电磁干扰(EMI 滤波器)是通过电源抑制频率位于 150 kHz (9 kHz)(1) 至 30 MHz 之间的网络上的干扰。 以下是几种低通原理电路:

A = 线路              B = 负载

使用的干扰抑制
组件:

    Y 类电容器(L-PE、N-PE)
    X 类电容器(L-L、L-N)
    用于电容器放电的电阻
    电流补偿磁芯电抗器

当添加其他元件(干扰抑制组件)而形成多级结构时,通过更出色的插入衰减功能,可实现更高效的干扰抑制。

(1) 尚未进行 EMC 标准化。

EU 标志

制造商必须为受特定 EU 法规约束的产品附带 EU 标志,以证明符合这些法规。 受影响的产品是根据“新概念”(1985 年 7 月 5 日发布)而制定的规范所涵盖的产品,这些规范中包含约束不同产品的技术质量的要求。

EU 规范是需要遵守的欧盟法律指令。 这意味着,要在欧洲销售产品,必须先满足这些要求。 这不会影响在全球其余市场的销售。 附带 EU 标识确认产品符合影响该产品的所有(适用)规范的相应基本要求。 作为符合指令的证明,EU 标志仅供政府监管机构查验。 但是,此标志往往被误解为“质量印章”。 因此,不幸的是,在没有法律要求的情况下,也通常会被要求提供此标志。

为此,我们公司在产品目录和简介页上对 EU 标志进行了广告展示,因为在产品上加贴 EU 标志全是为了满足所有制造商和进口商都有责任遵守的法律要求。

虽然从制造方的角度来说,存档的 EU 合规声明仅供监管机构查验(自最后将产品引入流通系统后至少保存 10 年),但可根据客户请求提供相应副本。

示例:

a) 作为内置组件的模块(用于电路板、设备、控制柜),无需标有 EU 符号,比如电阻器、电容器、感应器、集成开关电路。

b) 需要标有 EU 符号的模块(带外壳和意外接触保护装置)是能够独立运行和/或提供给最终用户的模块,比如即插即用的电源装置、充电组件、个人计算机、测试和测量仪表、用于施工现场或服务的隔离变压器、用于卤素灯的变压器。

X

X 类电容器

用于在无源滤波器中抑制电磁干扰(参考资料: VDE 0565 Part 3/EN 60939/IEC 60939),设计本意是针对电源交流电压的操作,该电容器需要满足 X 或 Y 类(取决于电路的位置)的要求。

X 类电容器按照所针对的电源交流电压上叠加的脉冲的峰值电压来分类。

X 类电容器的开关取决于应用 L-L 和 L-N。

子类 运行期间尖峰脉冲电压 参照60664标准的安装类别
X1 >2,5 kV, ≤4,0 kV III
X2 ≤2,5 kV II
X3 ≤1,2 kV
XtraDenseFill

XtraDenseFill 由 BLOCK 提供,是一种铸造工艺,可通过高真空和高压相对变压器整体内部结构实现激光精密和无腔封装。 能够显著减少漏电和空隙,电气设备受到长期保护避免磨蚀,而高绝缘度又允许采用更紧凑的设计。

Y

Y 类电容器

用于在无源滤波器中抑制电磁干扰(参考资料: VDE 0565 Part 3/EN 60939/IEC 60939),设计本意是针对电源交流电压的操作,该电容器需要满足 X 或 Y 类(取决于电路的位置)的要求。

Y 类电容器适用于电容器故障会导致危险电击的应用。 这样,就可在有序使用过程中防止出现因短路或破坏性击穿所导致的 Y 类电容器故障。

Y 类电容器的开关在与应用相关的接地 (PE) 过程中发生。

子类 跨接绝缘类型 额定电压范围 浪涌电压的最高值
Y1 双层绝缘或强化绝缘 ≤500 V 8,0 kV
Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150 V, ≤300 V 5,0 kV
Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150 V, ≤250 V
Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150 V 2,5 kV

1

上限提升

在自动化技术中,当今所要求的系统可用性级别在 24 V 负载电路的保护装置方面产生的开销越来越多。 以前,无法使用传统的微型断路器选择性关闭有故障的电流路径,因为开关模式电源无法提供需要的高跳闸电流。 在出现短路时,BLOCK 可通过其稳定的开关模式电源提供比额定电流高出 60 A 的解决方案。 经济实惠的微型断路器提供的经证明的短路和线路保护功能还适用于开关模式电源。

低频带漏磁场

感应元件形成的低频带磁场是在工作频率级别由磁化过程的漏磁场产生。 但是,无法完全排除邻近电气设备、装置、仪表或系统的影响。 影响程度基本取决于元件的 EMC 兼容结构(接地、屏蔽)及元件相互之间的空隙。 为便于进行一般估计和帮助项目设计,可应用以下基于额定功率约为 200 VA 的典型值:

元件*(无屏蔽) 漏磁场-感应距离  
  10 mm 100 mm
环形变压器 1,2 mT 0,02 mT
EI套芯变压器 2,2 mT 0,04 mT
带气隙EI套芯电抗器 12 mT 1,3 mT
电磁式稳压器 5 mT 0,3 mT
     
*参考:50赫兹时,磁芯感应强度约1.2特斯拉(1 特斯拉=1 Vs/m2)    

对于非关键应用,我们建议在元件之间以及元件和屏蔽层(如片材金属外壳)之间留出 50 至 100 毫米的空隙。 对于关键应用(如灵敏的测量放大器、数字电路、监视器),一般需要采取更多 EMC 屏蔽措施或留出更大空隙。 但是,采取的 EMC 措施高度依赖于所用元件和系统的操作参数,这意味着无法作出普遍有效的声明。

2

全固体线圈 (FSC)

特点为热损耗低且局部放电低的线圈,但具有极高效率和极长的使用寿命。

功率因数校正 (PFC)

这与非稳压直流电源的关联尤其多,对于此类电源,经常需要确保毫秒范围内的短暂网络中断(如由开关程序引起)不会导致控制系统故障。 通过在直流输出端并联一个充电电容器,即可存储电能以在网络短暂中断时释放电能。 附加充电电容器的容量可根据以下参数确定:

C = 充电电容器的容量 (mF)
t = 电源故障持续时间 (ms)
Idc = 移除的直流 (A)
dUdc = 电源故障持续时间内允许减少的直流电压 (V)

示例: 因网络开关程序导致网络中断,持续时长为 1.5 毫米。非稳压直流电源的输出电压为 22 Vdc,具有额定直流 3 Adc 和额定(网络)输入电压。 所选的附加充电电容器的容量为多大才能确保电压不低于 21 Vdc?

此处,连接 4,700 µF (下一个最高标准的值)的电容器可获得所需的网络分接电压值。

注意:

1. 在后期增加接线时,应执行测试以确定整流器(位于现有直流电源中)在网络电压打开时能否在不造成任何损坏的情况下满足附加电能要求。

2. 使用高功率直流电源时,只配备灵敏控制系统部件(低电流消耗)通常已足够,此类部件通过去耦二极管连接附加充电电容器。

连接辅助充电电容器的负效应正是纹波的正效应。 但是,在大多数应用中,纹波更少的益处与电源故障分接的益处相比,后者要重要得多。

升压转换器

使用升压转换器,可将输入直流电压转换为更大的输出直流电压(具有相应更低的输出直流电流)。

描述: 当半导体开关打开时,电流通过电抗器和二极管馈通到输出端。 当半导体开关闭合时,电能
将在电抗器中被转换为磁能并存储起来。 因此,二极管可防止输出短路。 当半导体开关打开时,磁能将被重新转换回
电能,直流电压将连续积累并传到输出端。 因此,输出直流电压始终大于输入直流电压。

压降和电压浪涌

电压级别突然改变且方式不受控制,如通过负载更改和长接线配置。导致电源中断的可能性约为 15–30 %。 引发不明工作状态,并可能导致元件损坏。 导致数据错误。

反激式转换器

当半导体开关闭合时,反激式转换器首先将电能存储在中继器铁氧体中,以在稍后的阻塞阶段将电能传输到二级电路。描述: 中继器铁氧体在半导体开关闭合时接收电能。 二级电路中的二极管阻塞,没有电能被传输到输出端。 在半导体开关打开之前,极性未颠倒,二极管变为导体,存储在中继器铁氧体中的电能通过二级电路到达输出端。

变压器

变压器是一个具有两个或多个线圈的静态装置,可通过电磁感应转换交流电压和交流电流系统(通常频率相同,但值不同),以用于传输电能(参考资料: VDE 0570、IEV 421-01-01)。
    要求

变压器之间与设计相关的差异一般由目标用途确定。 相应要求在装置和设备标准(如 VDE 0100、VDE 0113/EN 60204/ IEC 60204、VDE 0700/EN 60335/ IEC 60335、VDE 0805/EN 60950/ IEC 60950)和变压器标准(如 VDE 0570/EN 61558/ IEC 61558)中规定。

一个重要的选择标准是输入和输出电路之间的绝缘结构:

具有双重或增强绝缘功能的变压器

  • 安全变压器(用作安全超低电压的安全措施)
  • 隔离变压器(用作保护隔离的安全措施)


具有基本绝缘功能的变压器

  • 控制变压器(用作保护接地的安全措施)
  • 具有分隔线圈的一般电源变压器


输入和输出电路之间无绝缘的变压器(无金属隔离)

  • 自耦变压器


标准

除非与订购方达成一致,否则,我们将按照最新的“技术状态”和以下标准进行生产:

VDE 0570: 变压器、电源和类似装置的安全;EN 61558、IEC 61558: 电源变压器、电源和类似装置的安全。

局部放电

这与两个承压电极之间的随机放电相关,该放电跨接了两个电极之间的空隙的部分距离。 放电首先出现在接触表面,有时也会在绝缘配置中导致物理位移。 如果在固体绝缘材料中出现放电,则指的是局部放电 (PD),原因在于有缺陷的制造技术或使用了不适合的材料。 后一种情况包括实际绝缘材料中存在空腔、孔洞和无法完全排除的非同质性。

为了更好地阐明形成部分放电的过程,图中提供了两个电极之间的简化绝缘配置。 各电容器描述了电通线的路径。 CF 表示电通线集中于缺陷位置,C 表示从绝缘材料表面到空腔四壁的电通线路径。 如果此配置中的初始电压穿过被视作压敏无线链路 (CF) 的缺陷位置,则该位置将出现压降 UF,从而导致充电 qF 发生更改。 此现象所导致的电极上的电压突变可用于分析绝缘材料的 PD 活动。

E = 电极
I = 绝缘材料
F = 孔洞

效应:

PD 引发的每次放电都会削弱周围材料。 连续 PD 将会对绝缘装置造成永久性损坏。 在后期阶段,将会导致丧失绝缘能力。 因此,为了确保永久可靠的绝缘系统配置,必须做到:

    绝缘系统上不得出现与最大允许操作电压加安全边际相关的 PD
    瞬变导致的 PD 应在过电压停止后自动终止
    PD 自由度应针对最大峰值与安全边际的和来设计,以承受连续重复电压脉冲的变幅应力。

以前获得的研究结果展示了一种评估低压技术变压器的绝缘系统的新方法。 这样,对于变压器内的安全电气隔离,就不只是给出一个含糊的好或不好的评价,而是还能够评估其质量,从而意味着可以提供预测其使用寿命的说明。

T = 局部放电信号
S = 50 Hz 的重叠同步电压

干扰脉冲

通过电源中的开关程序,可产生高能脉冲(如 700 V/1 ms)和低能瞬变(如 2500 V/20 µs)。导致电源中断的可能性约为 30–35 %。

平流/整流电抗器

这些电抗器通常用作直流电路中的电能存储电抗器。 因此,铁芯通常会出现直流偏压,该偏压在交流电流上叠加(该电流的特点是具有离心角最大的曲线延展和频率)或用于电流方向更改(换向)。 确定尺寸时高度依赖于电路和应用。

开路操作输出电压

开路操作输出电压(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558)是空载变压器在额定输入电压和额定频率下的输出电压。 为确保安全,对于隔离和控制变压器,在一定程度上将遵守有关额定输出电压下的最大允许差值的规定。 相应测定在上述标准的第 2 部分中针对不同变压器类型进行了规定。

A = 偏差
L = 开路操作输出电压
B = 额定输出电压
F = 系数
R = 调整

开路电流

故名思义,开路电流是指空载变压器在额定输入电压和额定频率下的输入电流。由于曲线形状不是正弦,将使用具有真实效果的测试设置来进行测量。 开路电流的大小还会随生产批次的不同而异,这主要因非恒定铁芯板的特性所致。 但是,开路电流应低于额定(输出)功率下的输入电流,这样,可避免变压器的输入(初级)线圈在开路操作过程中出现任何可能的过载情况。

开路输出

开路输出是空载变压器在额定输入电压和额定频率下的(有效)输入功率。 此功率会导致空载变压器因铁芯磁化而变热。

3

插入衰减

插入衰减表示与系统独立的无源滤波器的评估标准。 测量过程已标准化(参考资料: CISPR 17),并根据通讯工程进行改编。 它描述了在电路中插入滤波器 前后的(干扰)电压的对数比 U1:U2(通过在输出端测得的频率计算)。

    a = 20 * Ig (U1 : U2) [dB]

如果在插入衰减过程中,将滤波器在具有实际电阻器(如 50 Ω)的两侧终结,则插入衰减即为 50 Ω。

此外,还可在具有不等实际电阻器(如 0.1 Ω/100 Ω 或 100 Ω/0.1 Ω)的情况下进行测量。 使用这些组合,即有可能在不匹配的情况下评估滤波器。 因此,也有可能出现表示(干扰)电压增加的负值插入衰减。

这些测量过程允许比较不同滤波器,这样,就能够预选所需的衰减特性,这些特性并不提供有关滤波器在单独应用中的效果的更多信息。 这样做的原因在于干扰(干扰接收器)来源或连接的电路线路系统都不具有 50 Ω的真实电阻器这一事实。此外,还存在另一个事实,即 50 Ω 插入衰减的测量是在小信号范围(约 1 V)内进行的,且滤波器的感应器无工作电流(非线性磁化特性曲线、预磁化)。 但是,干扰电压级别自身也位于该小信号范围内。

是否位于 EMC 标准的限值(请参阅“电磁干扰”和“电磁抗扰度”)内的证据只能通过考虑所有相关元件的作为系统测试的测量技术来获得。

放电电阻器

集成在滤波器中的放电电压电阻器帮助充电的电容器进行降压。 电容器应在关闭电源后 5 秒内放电到电压低于 60 V 以避免电击危险。

核心功率

核心功率是指为具有特定操作或设计特征的规格的特定结构形式或结构尺寸指定的功率。

操作特征可能包括以下几项等:

    绝缘材料等级 E
    额定环境温度 40 °C
    额定频率 50 Hz
    开路操作输出电压系数最大为 1.10

设计特征可能包括以下几项等:

    保护类型 IP 54
    绝缘结构
    绕组空间的需求增加
    特定铁芯类型的规格

正弦滤波器

使用正弦滤波器可扩展滤波器自身以包括电源抑制干扰功能,通过连接到滤波器的交流电马达从变频器输出到屏蔽马达馈入线路,可获得约 500 Hz 和更高的时钟频率。

正弦滤波器可对变频器的时钟频率进行精确低通调整,因此可实现非常高的滤波效应。 最高约 120 Hz 的有用信号(马达工作频率)通过正弦滤波器后只存在轻微的有效压降,而时钟频率(一般为 8 kHz 至 10 kHz)已被降低约 90 %。
时钟频率中的谐振几乎全被滤掉。

独特优势总结如下:

  • 通过精确低通调整实现非常高的滤波效应
  • 实际仍保留的输出电压的唯一边缘陡度是电源通常所具有的陡度
  • 变频器输出电压的时钟频率和谐振显著衰减
  • 可以使用长的屏蔽马达馈入线路
  • 通过时钟频率的高衰减实现低噪马达操作
  • 减少泄漏电流

从波形图中可看到,变频器的时钟频率仅与有用信号(马达工作频率)上叠加的低水平振幅波形一起出现。

泄漏电流

泄漏电流是具有不同电势等级的电极之间出现的有害交流电。 一些法规中规定了装置和设备的泄漏电流的最大限值(如 DIN VDE 0100 规定的最大值为 0.75 mA,DIN VDE 0750 规定的最大值为 0.25 mA)。 以下列出了一些可能的测量配置(如基于 DIN VDE 0701 的替代泄漏电流测量)。 单一电气设备的泄漏电流应该很小,因为作为多个设备同步操作的结果,电流是在电源上积累的。

A: 测定防护等级为 I 的设备的泄漏电流的测量配置
B: 测定防护等级为 II 的设备的泄漏电流的测量配置
C: 测定初级和二级电路之间的泄漏电流的测量配置

测量时的周围空气温度

测量时的周围空气温度是指电气设备或系统元件(如变压器、对抗器、滤波器)在正常工作条件下可连续操作的最高周围空气温度、 这是紧临这些设备或元件的周围环境的空气温度。 电气值通常是指测量时的周围空气温度,可随温度不同而变化! 将元件安装到具有更高保护等级的外壳中时,需特别注意。 可能的冷却不足会导致外壳中出现不允许的高温。 在这种情况下,则可能会缩短元件的预期使用寿命(请参阅“绝缘材料等级”)。
测量时的周围空气温度用缩写符号指定(参考资料: VDE* 0570、EN 61558、IEC 61558)。

    示例:
    ta=25 °C 或 ta=40 °C

除非采用其他配置,否则,设计用作系统一部分的元件的额定环境温度是 40 °C,对于独立运行的(台式)设备,则为 25 °C。

*德国电气工程师协会

滤波电路电抗器

随着网络频率的不断增加,当前使用了电源转换器和变频器。 这将导致网络上出现谐振,继而导致更多衰减,尤其是在无功电流补偿装置的电容器中。 滤波电路电抗器提供的部分优点如下:

        衰减更少,无功电流补偿装置的电容器不会过载;
        改进了网络的阻抗行为。

滤波电路电抗器需要特殊尺寸来保证安全持久的操作:

        低电感容差;
        线性电感级数远超额定电流并产生谐振;
        热设计结构适用于连续操作以保持网络频率和谐振。

与电容器的串联几乎全在三相设计电路中完成,这意味着对整个交流网络都有影响。

电压中断

因邻近网络出现短路或启动大型电机而导致电源电压短时间中断(最长约为 10 毫秒)。

导致电源中断的可能性约为 8-10 %。 导致组件的电源装置出现不明操作状态,特别是电源分接电压不足时。 导致数据错误。

电源电压长时间(超过约 10 毫秒)中断。

导致电源中断的可能性约为 2-5 %。 导致数据错误。

电压范围

电压范围是为滤波器指定的值,用连续工作时使用滤波器所允许的上限和下限值表示。 但是,事实是下限一般为非关键值,上限则由绝缘系统和绝缘强度(如电容器)确定。

当电气设备违反其他情况下所遵循的通常趋向于标准规范的电压分配时,除非另外标记,否则,此处的上限值将用滤波器的额定电压标记。

电噪声

因接地不当和/或出现严重的高频扰断物(如无线电站、暴风雨)而在电源上形成的频率叠加的混合效果。

导致电源中断的可能性约为 20–35 %。 导致组件的电源装置出现不明操作状态。 导致数据错误。

电抗器

电抗器是由一个或多个具有频敏阻抗的线圈组成的设备,按照自感应的原理工作,根据该原理,由磁化电流生成磁场,然后通过磁化带电铁芯或空气传导
(参考资料: 参考资料: VDE 0570 Teil 2–20/IEN 61558-2-20/IEC 61558-2-20)。

针对防护等级、防护类型、绝缘材料等级、额定环境温度和(适用时)变压器等方面的一般声明也适用于
电抗器。

通常情况下,除非与订购方达成一致,否则,将生产承压部件和铁芯之间具有基本绝缘功能的电抗器。 根据物理定律,电抗器中存在的至少一个气隙导致了无法忽略的工作频率漏磁场,并产生与工作频率的两倍相对应的噪声。
需要为邻近的电气设置和铁磁材料(如钢制配电柜)留出足够空隙。
确定尺寸的一个重要标准是使用为低频带范围提供的电抗器,比如:

  • 电源电抗器
  • 平流/整流电抗器
  • 滤波电路电抗器
  • 马达电抗器
  • 马达滤波器
  • 正弦滤波器


除非与订购方达成一致,否则,我们将按照最新的
“技术状态”和以下标准进行生产:

VDE 0570

EN 61558、IEC 61558: 电源变压器、电源和类似装置的安全;
第 1 部分: 一般要求和测试;第 2-20 部分: 小型电抗器的特定要求。

标准适用范围内常用电抗器
薄片(层压)芯 铁粉芯 铁氧体磁芯
<3 kHz* <250 kHz* <1 MHz
平流/整流电抗器 平流/整流电抗器 平流/整流电抗器
电源电抗器 马达电抗器 马达电抗器
滤波电路电抗器 马达滤波器 马达滤波器
马达电抗器 正弦滤波器 正弦滤波器
马达滤波器    
正弦滤波器    
     
*对正弦频率仍有效    
电流补偿磁芯电抗器

网络干扰滤波器通常应用于网络和用户输入端(如变频器)之间。 分为单相型和三相型。 网络干扰滤波器将电源电抗器(请参阅“电抗器”)和“抑制电磁干扰的无源滤波器(EMI 滤波器)”的特征高效结合,形成在广泛的频带范围内非常有效的单一滤波器。 通过对元件进行最佳调整,即有可能通过电源抑制高达 30 MHz 网络频率的干扰。

电源

直流电源是带有一个或多个输入端和一个或多个输出端的静态设备,可将使用交流电压和交流电和/或直流电压和直流电的系统通过电磁感应转换为具有直流电压和直流电的系统以用于传输电能,通常具有不同值。
要求

直流电源之间的与设计相关的差别主要由目标用途决定。 相应要求在系统和设备标准(如 VDE 0100、VDE 0113/EN 60204/ IEC 60204、VDE 0700/EN 60335/ IEC 60335、VDE 0805/EN 60950/ IEC 60950)及针对一般最终用途的直流电源的可用标准(如 VDE 0570/EN 61558/IEC 61558、VDE 0557/EN 61204/IEC 61204)中进行阐明。

重要选择标准之一是输入和输出电路之间的绝缘结构,如上面的“变压器 - 要求”中所述。

在转换交流电压/交流和直流电压/直流后,将继续区别:

  • 交流对直流转换器
  • 输入交流电压、输出直流电压
  • 直流对直流转换器
  • 输入直流电压、输出直流电压


输入直流电压的稳定性和纹波是另一个重要选择标准。 应区分

  •  非稳压直流电源
  •  稳压直流电源


标准

除非与订购方达成一致,否则,我们将按照最新的“技术状态”和以下标准进行生产:

非稳压直流电源

    VDE 0570。
    EN 61558、IEC 61558: 电源变压器、电源和类似装置的安全;第 1 部分: 一般要求和测试;按照相关的“第 2 部分:稳压直流电源”操作
    VDE 0570。
    EN 61558、IEC 61558: 电源变压器、电源和类似装置的安全;第 1 部分: 一般要求和测试;按照相关的第 2 部分操作。
    和/或:
    VDE 0557
    EN 61204、IEC 61204: 低电压电源设备,直流输出 – 性能特征和安全要求。
    和/或: VDE 0805: 信息技术设备的安全
    EN 60950、IEC 60950: 信息技术设备的安全

电源中断

电源中断会导致系统故障,并损害系统、计算机和高灵敏消费电子产品和设备的功能。 在中欧地区进行的调查表明,所有偶发性错误和高灵敏消费品功能故障的 3/4 都是由电源质量存在缺陷引起。

最常见的情况如下:

  • 网络长时间过电压
  • 网络长时间欠电压
  • 干扰脉冲和瞬变脉冲
  • 压降和电压浪涌
  • 电扰导致短时电源中断
  • 长时间电源中断


造成电源中断的原因非常广泛,比如:

  • 电源中的开关程序
  • 电源中的电缆路径长
  • 比如暴风雨等环境影响
  • 电源过载


室内出现电源中断的典型原因示例:

  • 晶闸管控制的操作机制
  • 电梯、空调系统、复印机
  • 马达、补偿装置
  • 电焊机、大型机
  • 开关照明设备
电源故障分接

这与非稳压直流电源的关联尤其多,对于此类电源,经常需要确保毫秒范围内的短暂网络中断(如由开关程序引起)不会导致控制系统故障。 通过在直流输出端并联一个充电电容器,即可存储电能以在网络短暂中断时释放电能。 附加充电电容器的容量可根据以下参数确定:

C = 充电电容器的容量 (mF)
t = 电源故障持续时间 (ms)
Idc = 移除的直流 (A)
dUdc = 电源故障持续时间内允许减少的直流电压 (V)

示例: 因网络开关程序导致网络中断,持续时长为 1.5 毫米。非稳压直流电源的输出电压为 22 Vdc,具有额定直流 3 Adc 和额定(网络)输入电压。 所选的附加充电电容器的容量为多大才能确保电压不低于 21 Vdc?

此处,连接 4,700 µF (下一个最高标准的值)的电容器可获得所需的网络分接电压值。

注意:

  1.  在后期增加接线时,应执行测试以确定整流器(位于现有直流电源中)在网络电压打开时能否在不造成任何损坏的情况下满足附加电能要求。
     
  2. 使用高功率直流电源时,只配备灵敏控制系统部件(低电流消耗)通常已足够,此类部件通过去耦二极管连接附加充电电容器。


连接辅助充电电容器的负效应正是纹波的正效应。 但是,在大多数应用中,纹波更少的益处与电源故障分接的益处相比,后者要重要得多。

电源故障分接时间

电源故障分接时间也称为停留时间(参考资料: VDE 0557/ EN 61204/IEC 61204),指的是(网络)输入电压已关闭情况下,稳压直流电源仍能提供额定输出直流的时间。 因此,额定输出直流电压仍位于指定的容差内,(网络)输入电压关闭前的值比指定的最小值(网络欠电压)高 10%。

最高效的方法是,当稳压直流电源(请参阅接线图“初级时钟脉冲控制的直流电源”等)的中间电路充电电容器具有高容量,可存储大量电能时,延长电源故障分接时间。 一般而言,还可增加与稳压直流电源的输出同时打开的充电电容器的容量,以获得更长的电源故障分接时间,尽管这可能会导致电路的稳压特性出现不良效应。 此外,在打开后可能仅出现输出直流电压的缓慢升高,具体取决于所选的电流限制概念。

电源故障分接通常可实现的时间为 3 毫米至 10 毫米甚至 20 毫米,但支出更大。 要更进一步延长分接时间(如用于存储介质上的数据备份保护),通常需要使用 USV(不间断电源)。

电源欠电压

电源电压长时间未达到最低级别且相差 10 % 以上 (VDE 0175/HD 472 S1/IEC 60038)。导致电源中断的可能性约为 20–30 %。 因电源不够稳定导致组件的电源装置出现不明操作状态。 导致数据错误。

电源电抗器

这些电抗器通常用于与用户电器串联的电源。 分为单相型和三相型。 它们提供了以下重要的安全功能:

  • 使用频敏感应电阻实现谐波振荡电流衰减
  • 开始对用户电器进行电流限制,从而减小模块应力,如用于整流器电路
  • 保证短路电压 UK 为网络电压的 4%,满足供电公司 (EVU) 的通常要求


示例: 电抗器使用额定电流(如 4 A)和额定频率(如 50 Hz),UK = 4 %,在 3 * 400 V/50 Hz 的三相网络上,电源电压 (3 * 384 V) 的 96 % 仍可用于消费电器(欧姆电阻)。 电抗器处每相的额定压降值为 16 V * 1/w3 = 9.2 V,额定电感的计算方法为

对于额定频率(基波振荡),感应电阻计算方法为

从理想观点来看,谐波振荡电流随基波振荡(一次谐波 = 50 Hz)按序数的系数(如三次谐波 = 150 Hz = 系数 3)成比例减小。 但是,对此还应考虑针对电抗器的“频率特性”所做的陈述。

B = 额定             pP = 每相

电源过电压

电源电压长时间超出指定值 6 % 以上 (VDE 0175/HD 472 S1/ IEC 60038)。

导致电源中断的可能性约为 15-20 %。 导致过热且元件受到热损坏。 导致整体故障。

电磁兼容性

根据 EMC 法规 89/336/EEC 中的定义,电磁兼容性是设备在电磁环境中
能够以令人满意的状态工作的能力,而且自身不会对所在环境中的任何设备、装置或系统造成不可接受的电磁干扰。
应区分

  • 电磁干扰 (EMS)
  • 电磁抗扰度 (EMS)
电磁干扰 (EMS)

电磁干扰(发射干扰)是指可能会损害设备、装置或系统的功能的所有种类的电磁活动(如噪声、意外信号)。 发射干扰的基本规格是

  • EN 61000-6-3(居住、商业、贸易区和小型企业)
  • EN 61000-6-4(工业区)


    需要时还应考虑大量基本标准 (IEC 61000, CISPR) 和产品标准。

A: 电源干扰
B: 非电源(辐射)干扰
C: 输出
D: 输入
E: 资源

传输干扰的机会很多:
 

  • 通过金属接触以电流和电压形式由电源携带
  • 作为磁场
  •  作为电场
  •  作为电磁波或辐射


电源干扰和辐射干扰的传播方式一般如下:

通过考虑到 EMC 的结构来抑制干扰,涉及诸如低阻抗接地、滤波器、屏蔽线、金属外壳和空隙。 但是,采取的 EMC 措施高度依赖于所用元件和系统的操作参数,这意味着无法作出普遍有效的声明。

A: 传导干扰
B: 辐射干扰
x: 干扰频率
y: 共享

电磁抗扰度 (EMI)

电磁抗扰度是设备、装置或系统在不会造成任何功能性损害的
电磁干扰情况下的工作能力。 抗扰度的基本规格是

  • EN 50 082-1(居住、商业、贸易区和小型企业)
  • EN 50 082-2(工业区)


需要时还应考虑大量基本标准 (IEC 61000, CISPR) 和产品标准。

A: 电源干扰
B: 非电源(辐射)干扰
C: 输出
D: 输入
E: 资源

真实功率提升

传统的开关模式电源一般将电流限制设置为额定输出电流的 1.1 倍。 当启动负载很重时,使用这些电源将会变得非常麻烦,因为这些电源无法为负载提供足够电流。 PowerVision 系列产品具有备用电源,可提供恒定电压下电流的两倍电流值并至少持续 4 秒。 这可确保可靠的操作,而无需使用昂贵的大尺寸开关模式电源。

磁芯功率

磁芯功率是指传输到作为带有单独(分隔)线圈的变压器的磁芯的功率。 在日常用语中,对于自耦变压器,通常用术语“核心功率”来代替“磁芯功率”,用“吞吐功率”来代替“额定功率”。

自耦变压器拥有共享的输入和输出线圈。 为此,线圈之间没有金属隔离。 根据伏匝比,与采用单独线圈的设计相比,此变压器可在一定程度上显著降低核心功率。

Pcore = 所需核心功率 (VA)
Prated = 额定功率 (VA)(吞吐功率)
UH = 更高电压 (V)
UN = 更低电压 (V)

示例: 将修改 400 V/5 kVA 的负载以适合 460 V 的网络。

因此,自耦变压器需要的核心功率仅为 652 VA。

稳压直流电源

稳压直流电源拥有电子控制电路以保持输出直流电压,或在特殊情况下,提供与特定值尽可能一致的输出直流。 诸如(网络)输入电压波动或不同输出负载等影响将通过电子方式进行调整,以在指定功能区域中保持最大功率。

输出直流电压的纹波位于毫伏范围内,且最大程度地取决于输出端的负载。 输出直流电压的恒定性介于 1% 至 3% 内,具体取决于电路概念。 此外,稳压直流电源通常还提供电流限制的好处。 这不仅可保护连接的用户电器,而且还可保护直流电源本身以防过载。

从概念角度而言,应区分以下两者:

  • 线性调节的直流电源
  • 脉冲调节的直流电源
纹波

非稳压直流电源:

纹波(参考资料: DIN 41 755-1)是叠加交流电压的有效值 Us 与算术直流电压 Ud 之比,以百分比形式指定:

*仅对交流有效
**算术值

单相和三相直流电源的设置相同:

P = 直流电源
S = 电源
B = 额定
V = 用户

除非另外指定,否则,纹波的规格指的是具有额定直流和实际负载阻抗的负载。

稳压直流电源:

与带有伏特范围的纹波的非稳压直流电源相比,稳压直流电源的纹波级别非常低。 为此,不再以百分比值而是以 mVss(毫伏峰-峰)表示的绝对电压值来指定,并且最大限度地独立于指定功能区域中的输出直流的级别。 稳压直流电源内的调整和开关程序,可能会导致出现具有宽带频率特性的非正弦纹波(如尖峰)。

线性调节和时钟脉冲控制的直流电源之间也存在输出直流电压的纹波中的特性差异。

如果重要是提供尽可能干净的直流电压,例如,用于测量和调节技术,则应首选线性调节的直流电源。

线性调节的直流电源

这些直流电源通常称为“线性稳压器”或“纵向控制器”。

基本结构通常包括一个 50 Hz 变压器,该变压器满足与网络进行金属隔离、通过滤波和稳压器进行整流的必需的安全相关要求。 该稳压器一般由功率管组成,操作方式与可更换电阻器类似。 这些电子元件提供稳定的输出直流电压。 输出直流电压的性能值在输出端通过电压分配器进行检查,然后与参考值(参考电压,通常由齐纳二极管生成)进行比较。 这两个校正变量永久控制稳压器并确定输出直流电压的值。

 优点:

  • 使用 50 Hz 变压器,从安全角度看,网络分隔不成问题
  • 通过主分接头,轻松获取多个输入电压
  • 简单的电路概念,稳定时间很短
  • 纹波非常小
  • EMC 问题非常少
  • 最高约 50 W 的经济实惠的概念


缺点:

  • 效率低下
  • 效率在很大程度上取决于网络电压波动和输出直流电压的大小(24 Vdc 时约为 60%,5 Vdc 时约为 35%)
  • 生热效应显著,特别对于输出直流
  • 体积大
  • 分量重
绝缘材料等级

一些法规(参考资料: VDE 0301/ HD 566S1/IEC 60085 和 VDE 0304/HD 611.1S1/IEC 60216)描述了电绝缘材料的热阻值等特性。 根据绝缘材料的热阻期间的温度,为材料指定不同等级。

常见绝缘材料等级:  A (105 °C)、E (120 °C)、B (130 °C)、F (155 °C)、H (180 °C)

除非采用了其他配置,否则,将按照绝缘材料等级 E 或 B 的规格来设计变压器和电源抗电器。

绝缘电阻

绝缘电阻的级别提供了有关电绝缘系统的绝缘能力的信息。 对于具有双重绝缘或增强绝缘功能(参考资料: VDE 0570/EN 61558/IEC 61558)的隔离和安全变压器,最小限值适用于 2 MΩ 至 7 MΩ 的范围。 就用于测定绝缘电阻的测量配置而言,可按照处理泄漏电流的相同方式继续操作。 不过,不同之处在于要准备 500 Vdc 的直流电压以用于测试目的。 然后,使用公式 R = U/I 计算绝缘电阻。

绝缘系统 (EIS)

电绝缘系统 (EIS) 是一个绝缘配置,包含一种或多种绝缘材料(电绝缘材料),这些材料与相关联的导电元件一起安装在一个电气设备(参考资料: VDE 0302 Teil 1/ EN 60505/ IEC 60505 ­sowie VDE 0302 Teil 11/ EN 61857-1/IEC 61857-1)中。 然后根据热应力判断这些绝缘材料的组合是否适合各绝缘材料等级中的操作。

4

耦合电容

在使用感应元件(如对线圈采用金属隔离的变压器)的情况下,耦合电容表示在输入和输出侧之间可能传输的干扰的测量值。 耦合电容的值应尽可能小,它会受到设计的措施的影响。 测定耦合电容时,决定性影响是选择使用的测量方法和测量频率(虽然理论上认为与频率无关)。 此外,如果使用 C 测量电桥直接进行测量,则使用所选测试电压以反映有序操作的测量配置看起来更有意义:

以下电流采用耦合电容的方法进行测量,考虑干扰抑制措施(如屏蔽和铁芯接地),同时与测试发电机串联。 耦合电容 CK 使用以下值进行计算:

I = 电流 A
π = 3.14
f = 频率 Hz
U = 电压 V

脉冲衰减

以 dB 表示的电压脉冲衰减的规格是评估感应元件的干扰保护特性的更高标准,这些元件包括干扰保护变压器和磁干扰保护稳压器等。 以千伏特 (kV) 表示的脉冲作为雷电效应的结果在网络中是完全已知的。 为了刺激脉冲,可应用以 1.2/50 µs 形式表示的标准雷电浪涌电压。 以下是可能的测量配置:

A: 对称脉冲衰减
B: 不对称脉冲衰减

脉冲调节的直流电源

这些直流电源通常称为“开关稳压器”、“开关模式主电源”或“开关模式电源”。 与带有连续调节直流电压和直流功能的线性调节直流电源相比,使用时钟脉冲控制的直流电源(斩波)来切换这些数量。 作为此概念的一部分,使用的功率半导体只做为开关操作。 在这种情况下,只会出现少量的切换和正激损耗,继而得到特有的高效率。

调节是通过恒定频率修改脉冲占空比(打开时间与关闭时间之比),或使用恒定脉冲占空比修改频率。 由此生成的方波电压可转换为几乎任何给定电压级别并进行整流。 高时钟频率范围从约 20 kHz 开始,最高可达许多 MHz,从而可以利用小型中继器铁氧体、感应器和电容器。

下图展示了(网络)变压器和通过接线柱连接的整流器的分配情况。 整流后在滤波器或充电电容器处得到的直流电压通常还称为“中间电路电压”。 此“中间电路”通常使用直流对直流转换器得生成输入。

根据动态系统行为,两个变换器原理之间的根本区别是:

  • 馈入正激式转换器
  • 反激式转换器
自耦变压器

自耦变压器是输入和输出线圈共享相同部件的变压器(参考资料: VDE 0570 第 2–13 部分)。 为此,线圈之间没有金属隔离。
要求:

针对变压器所做的一般声明也适用于自耦变压器,即,比如保护等级、保护类型、绝缘材料等级和额定环境温度等。通常情况下,除非与订购方约定了其他配置,否则,生产自耦变压器时,将在承压部件和铁芯之间提供基本绝缘功能。 现有的分接头无法同时承受负载,除非对尺寸进行特别设计。
标准:

除非与订购方达成一致,否则,我们将按照最新的“技术状态”和以下标准进行生产:VDE 0570,IEC 61558: 电源变压器、电源和类似装置的安全;第 1 部分: 一般要求和测试;第 2–13 部分: 自耦变压器的特定要求。

试验等级

试验等级指示(参考资料: DIN EN 60068/EN 60068/ IEC 60068)作为组件的气候适用性的重要指标的气候类别。

示例:

25/085/21    25 = –25 °C,试验 A: 寒冷,085 = + 85 °C,试验 B:
干热, 21 = 21 天,试验 Cab: 恒定湿热

各测试在标准的不同部分中进行定义。

超温

超温是指在变压器的指定操作条件下因自热而在变压器中产生的温度。 允许的最高超温由绝缘材料等级的指定温度与变压器的额定环境温度之差计算得出。 根据绝缘材料等级的不同,热点的可能超温也会降低。

示例: 绝缘材料等级 E (120 °C),热点 5 °C,额定环境温度 40 °C

ΔT = 120 °C - 5 °C - 40 °C = 75 °C

辅助脉冲调节的直流电源

这些直流电源在其他设备中也称为“主开关稳压器”。 通过频繁应用的电路概念了解基本功能:

中间电路直流电压由网络交流电压经整流直接生成。 将典型开关频率大于 20 kHz 的反激式转换器通过接线柱连接到中间电路。 半导体开关由稳压器控制(时钟脉冲控制),确保最终得到稳定的输出直流电压。 然后,将稳压器中集成的参考电压与输出(由电压分配器生成)的性能值进行比较。 半导体开关的打开和关闭次数的调整通过这些校正变量进行。

中继器铁氧体必须满足必需的安全相关要求,这些要求涉及与这些种类的电路概念的网络进行金属隔离,比如稳压器通过光电耦合器来达到该要求。

优点:

  • 非常高效,尽可能独立于网络电压波动和高达约 75% 至 90% 以上的输出直流电压。
  • 体积小
  • 分量轻
  • 可以扩大输入电压范围
  • 根据电路概念的不同,可以使用交流和直流输入电压


缺点:

  • 电路复杂性(元件数、故障概率)更高
  • 稳定时间相对较长,同时依赖于开关频率
  • 输出直流电压相对不稳(尖峰、宽波带频谱)
  • 高噪音级别的时钟会导致 EMC 问题
输入(初级)线圈

输入线圈是用于连接到电源电路的线圈。

可以使用多个线圈串联或并联,也可以使用分接头。 根据需要的绝缘材料的数量和数值以及与额定输入电压相关的分接头的百分比偏差,提高核心功率(结构尺寸)对于变压器而言可能已成为必需。

将多个不同输入电压设置为替代时,绝对必须提高核心功率。 例如,如果额定(输出)功率不变时需要使用 230 V 和 400 V 电源,则需要的线圈空间增加约 21 %(单室线圈架)。 这一切源自需要一个现成的线圈来提供 230 V 输入电压的完整功率,需要使用另一个线圈提供 230 V 至 400 V 电压之间的功率。因此,将变压器的核心功率设置为比额定(输出)功率的约高 21 %。

测量输入电压 (输出)额定功率
输出(二级)线圈

输出线圈是指定用于与配电网络、装置、单件设备或其他系统相连接的线圈。 可能需要使用多个线圈和分接头。 根据需要的绝缘材料的数量和数值,提高变压器的核心功率(结构尺寸)已成为必需。 除非采用了其他配置,否则,这是分接头指定用于最高电压级别的电流强度的方式,且这些分接头只能交替承载。
如果从每个分接头都可获得满载额定(输出)功率,或者需要多个无法同时承载或承担变动负载的输出线圈,则绕组的空间需求将增加。 因此,需要将变压器的核心功率设置为高于额定(输出)功率。

5

防护指数

防护类型的规格(参考资料: DIN VDE 0470、EN 60 529、IEC 60529)描述了电气设备通过托架、盖板、外壳和类似装置进行防护的情况。

防护类型由字母符号(IP 代码)指定,其中,第一个代码数字(0 至 6)提供有关接触和异物侵入防护的信息。 第二个代码数字(0 至 8)提供有关渗水防护的信息。

常用防护类型:

  • IP 00
    对偶尔接触或异物侵入无特殊防护。 对水无特殊防护。 “开放设计类型”的结构属于 IP 00 防护类型。
  • IP 20
  • 防护接触和直径大于 12 毫米的固体异物侵入。对水无特殊防护。
  • IP 23
  • 防护接触和直径大于 12 毫米的固体异物侵入。防护从 60° 以下任何角度乃至垂直的水喷射溅落,确保此类喷射不会造成损坏。
     
  • IP 40
  • 防护接触和直径大于 1 毫米的固体异物侵入。对水无特殊防护。
     
  • IP 44
  • 防护接触和直径大于 1 毫米的固体异物侵入。防护水喷射,确保从任何方向喷射到设备的水都不会导致损坏。
  • IP 54
    完全防护接触。 防护损坏性积尘。 由于对尘土进入未采取完全防护措施,进入的尘土不得积累到损害工作程序的量。 防护水喷射,确保从任何方向喷射到设备上的水都不会造成损坏。
  • IP 65
  • 完全防护接触。 防护尘土进入。 防护水喷射。 防护喷嘴从任何方向喷射到设备的水,确保任何喷射都不会造成损坏。
  • IP 67
  • 完全防护接触。 防护尘土进入。 防护短暂浸水影响。 当外壳在标准化的压力和时间条件下短暂浸入水中时,进水量不会导致损坏。


注意: 防护类型的规格指的是交货时和安装好或使用通常方法设置设备时的状况。 防护类型随设置或安装方法的不同而改变。

防护等级

防护等级 0、I、II 或 III
(参考资料: VDE 0140/EN 61140/IEC 61140)是为防止危险故障或泄漏电流(电击)而对电气设备进行分类的结构特点,如:

  • 防护等级 I:
    具有保护导体连接和(至少)基本绝缘功能的设备
     
  • 防护等级 II:
    无保护导体连接和双重或增强绝缘功能的设备
     
  • 防护等级 III:
    带有 SELV(安全超低电压)的设备,不会产生高于该 SELV 的电压。


用于安装在无安全等级的装置中的电气设备,且只能用于此类装置。 适用于防护等级为 II 的装置的电气设备也可用于防护等级为 I 的装置。

防短路性

变压器按照它们的防短路类型进行划分(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558):

防短路变压器是一种在变压器过载或短路时温度不会超过既定限值的变压器,一旦清除过载或短路,则能够继续满足上述标准的所有要求。

无限制防短路变压器是一种无防护装置的防短路变压器,在过载或短路时温度不会超过既定的温度限值,清除过载或短路后能够继续操作。 注意: 由于物理限制,此类变压器只允许使用最高约为 4 VA 的低级额定功率的结构设计。因此,开路电压系数最高不超过 2.00。 输出电压的曲线形状与正弦形存在差异。 无限制防短路变压器无需永久防短路。
受限制防短路变压器是一种内置防护装置的防短路变压器,当变压器过载或短路时将打开电路或限制输入或输出电路中的电流。 注意: 防护装置包括保险丝、过载脱扣器、温度保险丝、自动和非自动复位限温器、热敏电阻及自动机械触发保护开关。

非防短路变压器是一种通过未集成在变压器中的防护装置来防止温度过高的变压器。

注意: 除非使用了其他配置,否则,由订购方负责采取措施来保护变压器。

降压转换器

降压转换器能够将较大的输入直流电压转换为较小的输出直流电压(具有相应更高的输出直流电流)。 描述: 半导体开关闭合时,电流通过电抗器到达输出端。 该电流的一部分在电抗器中被转换为磁能,该磁能在阻塞阶段被重新转换回电能(半导体开关打开时)。 电抗器的极性自动颠倒,以便电流可通过二极管到达输出端。 因此,输出直流电压始终小于输入直流电压。

非稳压直流电源

非稳压直流电源未将输出直流电压调整为特定值,电压值将随(网络)输入电压的波动和负载不同而变化。

纹波位于伏特范围内,随负载不同而异。 纹波的规格通常以百分比形式表示,与最高输出直流电压成比例。

特别是,由于其结构坚固、简单,仅提供基本功能且使用寿命长,如果有这些方面的要求,通常首选非稳压直流电源。

额定功率

额定功率(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558)是额定输出电压和额定输出电流的乘积,使用多相变压器时,则为该乘积乘以 √n,其中,n 是总相数。
注意: 将单相变压器(如控制变压器)连接到三相网络的两个外部导体时,计算变压器的额定功率时将把相数设置为 1。
当变压器具有多个输出线圈或具有一个带有分接头的输出线圈时,额定功率是可同时加载的所有电路的额定输出电压与额定输出电流的乘积。

额定电流

额定电流(参考资料: VDE 0565 Part 3/EN 60939/IEC 60939)是额定频率下的最有效工作电流或滤波器可在额定温度 (1) 下连续工作时的最大直流工作电流。 该电流由制造商针对以下条件的
一种或两种指定:

a) 户外 (lRO)

b) 带有指定散热片 (lRH)

(1)补充: 指额定环境温度。除非使用其他配置,否则,将相应设计滤波器,并根据条件 b) 安装在木质底座上使用。

变压器的额定初级电流与额定初级电压、额定频率一起施行,并在额定电源负载下有序工作。 如果额定初级电流未知,或无法使用测量技术进行测定,则可按以下方法执行近似测定:

PB = 额定(二级)功率 (VA) 除以 3(适用于交流电)
UB = 交流组合电压下的额定初级电压 (V)
L – N
n = 变压器的效率
      3,150 VA 时一般为 0.94
      5,000 VA 时一般为 0.95
      8,000 VA 时一般为 0.96

计算额定初级电流的峰值可得出:

额定输入电压

额定输入电压(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558)是制造商为既定工作条件下的变压器指定的配电电压(对于多相系统,则为外部导体之间的电压)。

额定输入电压范围

额定输入电压范围(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558)是为变压器指定的用上限和下限表示的输入电压范围。 除非使用了其他配置,否则,上限等于额定输入电压值的 1.10 倍,变压器可在该电压下连续工作而不会受到任何损坏。 下限是非关键值。 不过,需要注意的是,变压器的内部电阻 (UK) 会因通过铁芯的磁通量减少而增大。 描述限值的前提条件是了解变压器在额定(输出)功率下的负载,以欧姆或有源电阻负载表示。

额定输出电压

当变压器连接到额定输入电压并具有额定频率和负载阻抗(与额定输出电压相关,通过对交流电使用额定功率因数而得出额定功率),输出电压与其额定值的偏差不得超过以下值:

  • 10 %,适用于具有一个额定输出电压的无限制防短路变压器的输出电压;
  • 10 %,适用于具有多个额定输出电压的无限制防短路变压器的最高输出电压;
  • 15 %,适用于具有多个额定输出电压的无限制防短路变压器的其他输出电压;
  • 5 %,适用于其他变压器的输出电压。


对于具有整流器的变压器,上述所列的百分比值需增加 5 %。

(除非使用其他配置)在额定环境温度和额定功率因数为 1 的额定(输出)阻抗下达到预热工作温度(平衡状态)后执行测量。

对于具有多个输出线圈的变压器,将同时加载每个线圈组,除非指定了其他配置。

对于连接有整流器的变压器,将在带有电压测量设备的直流电路终端测量输出电压作为算术平均值,只要该电压未被明确指定为有效值。

额定频率

额定频率(参考资料: VDE 0570、EN 61558、IEC 61558)是分配给既定工作条件下的变压器的频率。

除非使用其他配置,变压器的频率设计为 50 Hz 至 60 Hz。

馈入正激式转换器

使用馈入正激式转换器,可在半导体开关闭合时在初级电路和次级电路之间传输电能。

描述: 电能在半导体开关闭合时通过第一个次级二极管(与次级线圈串联)在输出端释放。 如果该半导体开关打开,则此二极管将充当阻塞装置,并由第二个次级二极管接收来自存储电抗器的电流(磁力存储电能)并将它输送到输出端。 第三个线圈和按顺序切换的二极管可限制半导体开关的电压级别。 此外,在打开阶段存储在中继器铁氧体中的电能将在关闭阶段被传输回输入源(中间电路)。

马达电抗器

随着快速开关功率半导体的应用,与变频器的交流电马达操作相关的问题不断增加。 电压的急剧升高和下降(边缘陡度 du/dt 最高达 12 kV/µs)是导致以下情况的原因之一:

  • 马达中的线圈导线的绝缘强度和使用寿命存在问题
  • 产生更大强度的谐振而进入高频范围


使用马达电抗器后:

  • 边缘陡度降至约 500 V/µs,可保护马达
  • 高频谐振共享范围减少,这意味着与其他系统元件的电磁兼容性提高

马达电抗器代表的是最低程度的保护。 可通过马达滤波器或正弦滤波器来获得更高级别的保护。