[科普中国]-环形变压器

环形变压器是电子变压器的一大类型，已广泛应用于家电设备和其它技术要求较高的电子设备中，它的主要用途是作为电源变压器和隔离变压器。环形变压器在国外已有完整的系列，广泛应用于计算机、医疗设备、电讯、仪器和灯光照明等方面。 我国近十年来环形变压器从无到有，迄今为止已形成相当大的生产规模，除满足国内需求外，还大量出口。国内主要用于家电的音响设备和自控设备以及石英灯照明等方面。

产品分类根据国外文献介绍，环形变压器可分为标准型、经济型及隔离型等三类，各类的特点是：

标准型电源变压器产品

系列容量8～1500VA，有较小的电压调整率、满载运行温升仅为40℃，允许短时超载运行，适合于要求高的使用场合。初次级绕组间采用B级（130℃）的聚酯薄膜绝缘，要求至少包三层绝缘带，能经受交流4000V，1min的耐压试验。

经济型电源变压器产品

系列容量50～1500VA，在保证性能的基础上力求降低造价，适用于连续运行而不超载的使用场合，运行温升为60℃，绝缘材料等级为A级（105℃），当满负载时输出电压误差小于3%。

隔离变压器产品

系列容量50～1000VA，又可分为工业用和医疗设备用两系列。隔离变压器着重是它的绝缘性能，初级与次级间用B级绝缘的聚酯薄膜至少包扎4层，击穿电压大于4000V，所有初级必须引线采用双绝缘导线。变压器最大温升低于45℃。

医疗用的隔离变压器

医疗用的隔离变压器除符合上述的要求外，还要符合UL544标准，即初级和次级绕组应具有热保护，绕组与接地铜屏蔽间隔距离应大于13mm。1

产品特点电效率高铁心无气隙，叠装系数可高达95%以上。

振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。

运行温度低由于铁损可以做到1.1W/kg，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。

容易安装环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。2

注意事项1）标准型电源变压器产品系列容量8～1500VA，有较小的电压调整率、满载运行温升仅为40℃，允许短时超载运行，适合于要求高的使用场合。 初次级绕组间采用B级（130℃）的聚酯薄膜绝缘，要求至少包三层绝缘带，能经受交流4000V，1min的耐压试验。

2）经济型电源变压器产品系列容量50～1500VA。

3）隔离变压器产品系列容量50～1000VA，所有初级引线必须采用双绝缘导线。变压器最大温升低于45℃。 此外对医疗用的隔离变压器还要求在初级绕组装有温度保护开关，当铁心温度达到120℃时，温度保护开关断开，当温度恢复正常时，开关自动复位合上。2

节能效益效率高环形变压器铁芯是由不间继的连续有取向硅钢带绕制而成，经退火后会形成高度一致的磁通导向，同时环形变压器的绕组是紧密覆盖着环形铁芯进行绕制的，磁通密度较高，因为环形变压器可达到95%的高电气效率。

产品优点环形变压器的铁心是用优质冷轧硅钢片（片厚一般为0.35mm以下），无缝地卷制而成，这就使得它的铁心性能优于传统的叠片式铁心。环形变压器的线圈均匀地绕在铁心上，线圈产生的磁力线方向与铁心磁路几乎完全重合，与叠片式相比激磁能量和铁心损耗将减小25%，由此带来了下述一系列的优点。

1）电效率高铁心无气隙，叠装系数可高达95%以上，铁心磁导率可取1.5～1.8T（叠片式铁心只能取1.2～1.4T），电效率高达95%以上，空载电流只有叠片式的10%。

2）外形尺寸小，重量轻环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半，只要保持铁心截面积相等，环形变压器容易改变铁心的长、宽、高比例，可以设计出符合要求的外形尺寸。

3）磁干扰较小环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小，无需另加屏蔽都可以用到高灵敏度的电子设备上，例如应用在低电平放大器和医疗设备上。

4）振动噪声较小铁心没有气隙能减少铁心。3

应用目前各种环形变压器的应用领域简介如下：

1、音响设备

目前该厂的环形变压器产品中，首先是有大家熟知的在音响设备中应用的产品。如可以用于 3类大功率高保真放大器中作电源变压器的高性能产品以及用于中小功率音响设备的电源变压器。功率范围从6VA~1000VA都可以采用优质的环形变压器。

2、电气控制

如用于电流和电压互感器。用环形变压器工艺制成的高精度，高稳定性互感器。可以采用坡莫合金软磁材料非晶材料或纳米晶合金等新型高性能磁性材料做磁芯，配以精密智能仪表及特殊的测试方法。可确保互感器参数精确，性能完全一致。

3、医疗设备

专门为医疗设备设计制造的环形变压器。除了具备高效率，高可靠性和高度安全要求外。还特别加强抗电强度及提高抗湿热性能。要求变压器内部还增加热熔断器以确保可靠性。

4、其他领域应用

环形变压器还可应用在各种大小功率的逆变电源中，如太阳能，风能发电系统等。这种采用低损耗铁芯的高效率环形变压器，可以大幅提高逆变电源的整体效率。3

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所