67.如何配置中频淬火变压器？

中频淬火变压器简称中频变压器，亦称做匹配变压器，其原理图如图2-14所示，一次绕组电压（E_P）和二次绕组电压（E_S）之间的关系，可用两绕组的匝数比来表示：E_P/E_S=N_P/N_S。

其功能主要是降压，使感应器参数与中频电源参数相匹配。为减少中频线路元件的损耗，中频电源采用的输出电压在375～1500V之间，现在多采用650V及750V的电压。淬火装置用的感应器电压，由于结构不同，电压常为7～100V之间，对100kW中频电源较常用的为8～80V。例如，曲轴半环形感应器所需电压在8～10kHz时常为65～80V。

（1）中频变压器的主要参数与要求 中频变压器的容量以kV·A作为标称容量。对中频变压器的技术要求一般是：性能稳定可靠，操作方便，结构小，损耗小和价格合理。除此之外，有两点特殊要求：

1）变压系数改变方便。

2）短路阻抗小（这是减少加热规范不稳定所必需的，这种不稳定性会在变压器发生不大的变形情况下发生，它会影响短路阻抗的大小）。

图2-14 变压器原理电路图

E_P—一次电压（V） I_P—一次电流（A） N_P—一次绕组匝数 I_S—二次电流（A） N_S—二次绕组匝数 E_S—二次电压 R₁—负载阻抗

（2）中频变压器的设计、功能和效率

1）具有筒形一次绕组，固定变压比的外铁心型导磁体（壳式）结构，它的一次绕组是固定匝数，适用于专用淬火机固定产品，如装有分合式感应器的专用曲轴淬火机床，凸轮轴、汽车飞轮齿圈等专用机床。其优点是结构简单，维修方便。

2）具有盘形一次绕组的多匝比外铁心形导磁体结构，它的变压比可以通过变换分接板进行调整，其一次绕组匝数范围为10～34匝。二次绕组通过感应器连接板接为2匝或1匝。其主要优点是通过调整可适用于不同感应器参数的要求。

3）薄形中频变压器主要为曲轴淬火机床而设计，特点是宽度尺寸薄，厚度只有62mm，可以适应主轴颈与连杆颈之间因距离很近而必须使多台变压器安装上去的要求。

（3）铁氧体心淬火变压器 其特点是磁心用铁氧体，一般不用水冷，体积小，重量轻。

对中频变压器的配置，在容量选定上一般按中频电源容量的3～5倍考虑。实际上变压器还有一个利用系数，即其负载率因素，负载率低时容量可选小一些，负载率高时容量须选大一些。还有一点是一台变压器在变压比不同时，它的铜损亦是不同的。图2-15示出的是两种变压器的特定负载和损耗与二次电压U₂的关系曲线。从图表曲线上可看出，当二次电压为30～40V时，变压器损耗最小。

（4）中频变压器与感应器的连接 中频变压器用于大阻抗感应器，常用2匝或3匝的二次绕组，更高一点阻抗则采用中频自耦变压器或感应器直接与中频电源相连。这种感应器常是大直径的多匝感应器。

图2-15 变压器特定负载下损耗和二次电压U₂的关系

a）频率为2500Hz b）频率为8000Hz

1—BTO-500型变压器 2—具有盘形绕组的变压器 S₂—输出功率（视在功率） I₂—二次电流 P_n—损耗功率

[1]移动速度习惯上用mm/s，而功率密度与感应器有效圈宽度习惯上用cm，计算时要注意单位换算。

[2]应换成法定计量单位，，下同。

[3]1in=0.0254m，下同。