变压器的设计
集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
目录
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附录
摘要
随着我国建设的，电力规模迅速的壮大起来，变压器的单台容量和安装容量快速增长。国际巨头强势参加海内市场竞争的面前，一方面看中的是我国电力设备市场的伟大
后劲；另一方面，也表现了中国企业长足的进步，尤其在质量方面，国产电力变压器已经越来越靠近海内程度，使得海内巨头们不得不拿出“看家身手”逐鹿中国市场。
变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的。电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。
此次设计的变压器为小型变压器，小型变压器指的是容量以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组(构成电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。
一、变压器的基本结构
1、铁心：铁心是变压器磁路部分。为减少铁心内磁滞损耗涡流损耗，通常铁心用含硅量较高的、厚度为或、表面涂有绝漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。
铁心分为铁柱和铁轭两部分，铁柱上套装有绕组线圈，铁轭则是作为闭合磁路之用，铁柱和铁轭同时作为变压器的机械构件。铁心结构有两种基本形式：心式和壳式。
2、绕组：绕组是变压器的电路部分。一般采用绝缘纸包的铝线或铜线绕成。为了节省铜材，我国变压器线圈大部分是采用铝线。
3.其它结构部件：储油柜、气体继电器、油箱。
图为单相心式变压器；1—铁柱；2—铁轭；3—高压线圈；4—低压线圈
二、变压器的工作原理
变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。
变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为1N，副绕组匝数为2N。
理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压u1，产生电流i1，建立磁通，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势e1和e2。
1.电压变换
当一次绕组两端加上交流电压u1时，绕组中通过交流电流i1，在铁心中将产生既与一次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通。说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。
2.电流变换
变压器在工作时，二次电流I2的大小主要取决于负载阻抗模|Z1|的大小，而一次电流I1的大小则取决于I2的大小。
说明变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。
三、设计内容
设计内容有四部分：额定容量的确定；铁心尺寸的选定；绕组的匝数与导线直径；绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定。
1、额定容量的确定
变压器的容量又称表现功率和视在功率，是指变压器二次侧输出的功率，通常用KVA表示。
（1）二次侧总容量
小容量单相变压器二次侧为多绕组时，若不计算各个绕组的等效的阻抗及其负载阻抗的幅角的差别，可认为输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率之代数和，即
S
2
=U
2
I
2
+U
3
I
3
+....+U
n
I
n
；式中 S
2
为二次侧容量（，U
2
，U
3
....U
n
为二次侧各个绕组电压的有效值；I2I3...I n为二次侧各个绕组的负载电流有效值。
(2)一次绕组的容量
对于小容量变压器来说，我们不能就认为一次绕组的容量等于二次绕组的总容量，因为考虑到变压器中有损耗，所以一次绕组的容量应该为
式中S1——变压器的额定容量;变压器的效率，约为～，表3-1所给的数据是生产时间的统计数据，可供计算时初步选用。
(3)一次电流的确定
I
1
=～S1/U
1
式中～考虑励磁电流的经验系数，对容量很小的变压器应取大的系数。
2、铁心尺寸的选定
(1)计算铁心截面积A
为了减小铁损耗，变压器的铁心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶材料制成。其中套有绕组的部分称为铁心柱，连接铁心柱的部分称为铁轭，为了减少磁路中不必要的气隙，变压器铁心在叠装时相临两层硅钢片的接缝要相互错开。
小容量心柱截面积A大小与其视在功率有关，一般用下列经验公式计算（单位2）。表3-2
S/
（V．A）
0-
10
10-50
50-
500
500-
1000
1000以
上
K0 2
——铁心柱的净面积，单位为cm2，K0——截面计算系数，与变压器额定容量S有关，按表3-2选取，当采用优质冷轧硅钢片时K0可取小些截面积计算系数K0。
（2）确定铁心规格
小容量变压器铁心形式多采用壳式，中间心柱上套放绕组，铁心的几何尺寸如图：
。
式中a——心柱的宽度（mm）；b——心柱的净叠（mm)b’——心柱的实际厚度（mm）,Kc——叠片系数，是考虑到铁心叠片间的绝缘所占空间引起铁心面积的减小所引入的。对于厚，两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc=；对于厚两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc=；对于厚，不涂漆的冷轧钢片，Kc=。按A的值，确定a和b的大小，答案是很多的，一般取b=～a，,并尽可能选用通用的硅钢片尺寸。表3-3列出了通用的小型变压器硅钢片尺寸。
·国产小功率变压器常用的标准铁芯片规格（部分）（表3）
铁芯片型号铁芯规格
（mm）
尺寸（mm）参考数据
c H h L l
d h1
中间舌片净截面积
（cm2）
铁芯片厚度（mm）ab 冷轧热轧
GEIB30 30×38
1 9 91 53
10
6
87 6
30×45
30×52
30×60 GEIB35 35×44
2 2 12
3
10
1
6 11
35×52
35×60
35×70 GEIB40 40×50
2 6 124 72
14
4
11
8
6 13
40×60
40×70
3、计算每个绕组的匝数N
由变压器感应电势E的计算式
可以导出每伏所需要的匝数
关于值，不同的硅钢片是不一样的。当变压器容量在100VA以下，通常冷轧硅钢片DW240-35、DW260-35型的取～；当变压器容量为100～1000VA时，可取～。当变压器容量在100VA以下，热轧硅钢片DR320-35、DR280-35、DR360-50、DR315-50型的取～；当变压器容量为100～1000VA时，取～。
一般可取在～之间。然后确定铁芯柱截面积（=ab）及，最后根据下式求取各个绕组的匝数。
一次侧绕组的匝数为
二次侧绕组的匝数为
注意：二次侧绕组中有5%的匝数是为补偿变压器的漏感和导线铜损所增加的裕量。
4、计算各绕组导线的直径并选择导线
导线直径计算式为
式中：I为绕组电流，A；为导线截面积，cm2；d为导线直径，mm；为电流密度，
A/。
所以有
电流密度一般可按下述方法选取：100VA以下连续使用的变压器取=；100VA 以上连续使用的变压器取=2A/；变压器短时工作时，电流密度可以取大一些，即=4～5A/。以计算的直径d为依据，查圆铜漆包线规格（见下表），选出标称直径接近而稍大的标准漆包线。
5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积
变压器绕组需绕在框架上，根据已知的绕组匝数、线径、绝缘厚度等计算出的绕组总厚度应小于铁芯窗口宽度c，否则，应重新计算或选铁芯
（1）根据铁芯窗高h（mm），求取每层匝数为
式中：为考虑绕组框架两端各空出5%的地方不绕导线而留的裕度；2～4为考虑绕组框架厚度留出的空间；d′为包括绝缘厚度在内的导线直径。
（2）每个绕组需绕制的层数为
(3)计算层间绝缘及每个绕组的厚度，，，…。
通常使用的绝缘厚度尺寸主要如下：
1）一、二次绕组间绝缘的厚度为绕组框架厚度1mm，外包对地绝缘为二层电缆纸（2×）夹一层黄蜡布（），合计厚度=。
2）绕组间绝缘及对地绝缘的厚度r=。
3）层间绝缘的厚度。导线d为以下的用一层～后的透明纸（白玻璃纸）；导线d 为以上的用一层～后的电缆纸（或牛皮纸），更粗的导线用一层的青壳纸。
最后可求出一次侧绕组的总厚度为
同理可求出二次侧每个绕组的总厚度。
（4）全部绕组的总厚度为
式中：～为考虑绕制工艺因素而留的裕量。
（5）若求得绕组的总厚度小于窗口宽度c，则说明设计方案可以实施；若大于c，则方案不可行，应调整设计
四设计实例
设计要求
（1）原理图
（2）.给定参数：
型号额定输出
容量
（VA）初级
电压
（V）
次级电
压
（V）
重量（KG）
BK-200 200 220V 110V 计算变压器参数
（1）计算原边的输入容量：
1).S
1=S
2
/η，已知S
2
=;
根据表1：小型单相变压器的效率η的估算值可以取η=， 因此，S 1=S 2/η=200/=；
（2）.铁心尺寸的选定：
计算铁心截面积A ：A ＝K 0S
根据表3-2，.截面积计算系数K 0的估算值可以取K 0=,因此A ＝K 0S =*200=㎝
2；
（3）.计算绕组线圈匝数：
a ）每伏电压应绕的匝数:N 0=
E N =fBmA
44.410000=匝/V ；式中的Bm= b ）根据N 0和各线圈额定电压求出各线圈的匝数： 一次绕组匝数：N 1=N 0U 1=220*=537匝； 二次绕组匝数：N 2=*N 0U 2=**110=281匝;
（4）计算导线直径d:
a ）一次输入电流：I 1=S 1/U 1*～=235/220*=(A);
b ）直径dw=j i /4=
J
I
=I ㎜；j 取㎜2； c ）导线截面积：Ac=I/J ； 所以：d 1=㎜，d 2=㎜. A c1=㎜2；
（5）根据绕组尺寸核算窗口面积
骨架图
a=35mm
b=60mm
c=17mm
h=
单相壳式变压器图
（a）每层绕组匝数：n i=[h-(2~4)] / d i ；则：n1= / =68匝；n2=68匝；
（b）每组绕组需绕层数：m i=N i / n i；则：m1=N1 / n1=537/68=8层；同理：m2=5层；
（6）变压器绕组层间绝缘方法
（a）绕组总厚度：
.B1=m1（d1+1δ）+γ=8（+）+=（㎜）；
B2=m2（d2+2δ）+γ=5（+）+=（㎜）；
B=*+=（㎜）<17（㎜）；
绕组总厚度B<铁芯窗口宽度c，此方案可行。
五总结
在本次的课程设计也是以《电机与拖动》我们的教材为主线，我们基本能按照设计任务书、指导书、技术条件的要求进行。
单相变压器是具有两个线圈的变压结构：变压器主要是由铁心和绕组组成：
1铁心是变压器的主磁路，又作为绕组的支撑骨架。铁心分铁心柱和铁轨两不分，铁心柱上装有绕组，铁轨是联系两个贴心柱的部分。
2变压器绕组构成设备的内部电路，它与外界的电网直接相接，是变压器中最重要的部件，常把绕组比做变压器的核心。
通过上面的设计可知：一般的小容量单相变压器的计算内容有四种部分：容量的确定；铁心尺寸的确定；绕组的计算；绕组排列及铁心尺寸的最后确定设计单相小容量的变压器，首先要想到的就是变压器的结构，只有将参数设置的很好，才能让变压器更好的工作，按照上题我所计算过程计算变压器的各个参数是科学的计算方法，能很快正确又快捷的计算出它们的理论值，对变压器的大概形象有个初步的定性。
当然我们也不能不考虑变压器的安全性与稳定性。变压器是为我们服务的电气，如果反到伤害到我们的健康与生命，那都是我们不愿意见到的。其实贵在防范，如果我们正确的操作，并加大安全防范措施，那么我们就能安心的让它为我们服务了。
经过这次的课程设计，给我的最大的感受就是科学的严密性，无论是参数的计算，还是不必要的部件的省略，甚至是安全设施的配备，都让我感觉到科学是如此的严密，只要我们能正确合理的利用他们，它就是我们的朋友。知识是为了用而存在的，不是为了存在而存在的，只有用，只有用知识去进行实践，我们才能真正体会到它的价值
参考文献
1 电机学（马宏忠）高等教育出版社
2 实用电工手册（张晓君）化学工业出版社
3实用电工速查手册（方大千）人民邮电出版社
4电机与拖动（唐介，刘娆）高等教育出版社
摘要：详细介绍了一个带有中间抽头高频大功率变压器设计过程和计算方法，以及要注意问题。根据开关电源变换器性能指标设计出变压器经过在实际电路中测试和验证，效率高、干扰小，表现了优良电气特性。关键词：开关电源变压器；磁芯选择；磁感应强度；趋肤效应；中间抽头 0 引言 随着电子技术和信息技术飞速发展，开关电源SMPS(switch mode power supply)作为各种电子设备、信息设备电源部分，更加要求效率高、成本小、体积小、重量轻、具有可移动性和能够模块化。变压器作为开关电源必不可少磁性元件，对其进行合理优化设计显得非常重要。在高频开关电源设计中，真止难以把握是磁路部分设计，开关电源变压器作为磁路部分核心元件，不但需要满足上述要求，还要求它性能高，对外界干扰小。由于它复杂性，对其设计一、两次往往不容易成功，一般需要多次计算和反复试验。因此，要提高设计效果，设汁者必须有较高理论知识和丰富实践经验。 1 开关电源变换器性能指标 开关电源变换器部分原理图如图1所示。 https://www.doczj.com/doc/f49880805.html,提示请看下图: 其主要技术参数如下： 电路形式半桥式； 整流形式全波整流； 工作频率 f=38kHz； 变换器输入直流电压 Ui=310V； 变换器输出直流电压 Ub=14.7V； 输出电流 Io=25A； 工作脉冲占空度 D=0.25～O.85； 转换效率η≥85％； 变压器允许温升△τ=50℃； 变换器散热方式风冷； 工作环境温度t=45℃～85℃。 2 变压器磁芯选择以及工作磁感应强度确定 2.1 变压器磁芯选择 目前，高频开关电源变压器所用磁芯材料一般有铁氧体、坡莫合金材料、非晶合金和超微晶材料。这些材料中，坡莫合金价格最高，从降低电源产品成本方面来考虑不宜采用。非晶合金和超微晶材料饱和磁感应
变压器参数计算 一．电磁学计算公式推导： 1．磁通量与磁通密度相关公式： Ф= B * S ⑴ Ф----- 磁通(韦伯) B ----- 磁通密度(韦伯每平方米或高斯) 1韦伯每平方米=104高斯S ----- 磁路的截面积(平方米) B = H * μ⑵ μ----- 磁导率(无单位也叫无量纲) H ----- 磁场强度(伏特每米) H = I*N / l ⑶ I ----- 电流强度(安培) N ----- 线圈匝数(圈T) l ----- 磁路长路(米) 2．电感中反感应电动势与电流以及磁通之间相关关系式： EL =⊿Ф/ ⊿t * N ⑷
EL = ⊿i / ⊿t * L ⑸ ⊿Ф----- 磁通变化量(韦伯) ⊿i ----- 电流变化量(安培) ⊿t ----- 时间变化量(秒) N ----- 线圈匝数(圈T) L ------- 电感的电感量(亨) 由上面两个公式可以推出下面的公式： ⊿Ф/ ⊿t * N = ⊿i / ⊿t * L 变形可得： N = ⊿i * L/⊿Ф 再由Ф= B * S 可得下式: N = ⊿i * L / ( B * S ) ⑹ 且由⑸式直接变形可得： ⊿i = EL * ⊿t / L ⑺ 联合⑴⑵⑶⑷同时可以推出如下算式: L =(μ* S )/ l * N2 ⑻ 这说明在磁芯一定的情况下电感量与匝数的平方成正比(影响电感量的因素) 3．电感中能量与电流的关系： QL = 1/2 * I2 * L ⑼ QL -------- 电感中储存的能量(焦耳) I -------- 电感中的电流(安培) L ------- 电感的电感量(亨)
中小型变压器设计 一，小型单相变压器的设计 变压器容量大小与其铁心大小有一定的比例关系，计算公式有三，先说小的，后边再说其它两种。早年采用热轧硅钢片时使用的铁心计算公式，与现在相比同容量它计算的铁心面积就偏大。早年的变压器烧毁翻修就得用这个公式，它计算的容量在1KVA左右的日子型和口子型铁心。 铁心截面St=K√P,K为系数，P=0~10VA时K=2。10~50，2~1.75，50~500，1.5~1.4, 500~1000, 1.4~1.2,1000VA 以上为1。 例如：100VA计算，St=1.5√100=15cm2。 1.旧设备上一台能耗制动变压器烧毁返修实例： 把铁心拔掉，用手摇绕线机把一二次侧的匝数记一下，再用卡尺或千分尺记下两导线带绝缘和不带绝缘的直径大小，用平均匝长乘匝数或直接称得重量，到商店买不到合适导线，可根据铁窗余量大小用大一号或小一号导线代用，所以在买导线之前开始计算每层能绕几匝，多少层能绕完。层与层垫什么绝缘，垫多厚，一二次之间绝缘垫几层，与铁心柱之间采用什么绝缘骨架等，它们总厚度是多少，可得知窗口面积的余量。他们能绕下你当然也能绕下，但限于你手头材料有限，绝缘材料厚度及导线截面大小就得灵活掌控。 绕完后用铁心片试插一下，看有不合适可修正，觉得无问题可在烘箱内干燥，浸漆再烘干，线包插上铁心应通电试验一下，是否经得起考验，并把铁心夹紧后铁心四周刷漆烘干，使铁心粘紧通电不发声，到此变压器返修完毕，可以放心安放到设备上运行。 2.新设计一台能耗制动变压器： （1）.已知条件：采用磁密为10000高斯的热轧硅钢片，制动对象为7KW交流异步电动机，直流电流Id=4Io（7KW 电机空载电流为6A）=4×6=24A，直流电压Ud=Id×Rd（电机线圈直流电阻1Ω）=24×1=24V。（2）.按电感负载单相桥式整流有关系数计算：交流电压U=24÷0.9=27V,交流功率P=27V×24A=648VA（也可以交流功率P=24V×24A ×1.11=640VA。经常启动制动但不是连续工作，暂载率可取50%，不太经常取30%，取一半功率P=640VA÷2=320VA,采用前面的铁心计算公式，St=1.4√320=1.4×17.9=25cm2,每匝电压=25mm2×10÷450=0.557V/匝（10为10000高斯，450为50HZ时的系数）。热轧硅钢片磁密可取14000左右，冷轧硅钢片取16000~17500高斯，磁密变动后每匝电压=25×15÷450=0.833V/匝，当f=60HZ时，每匝电压Et=25mm2×15÷375=1.0V/匝，当f=50KHZ时，Et=25mm 2×15×50k×10ˉ3/22500也可Et=25mm2×15×1000÷450=834V/匝（故频率越高铁心越小）。380V÷0.57=682匝，27V÷0.57=49匝，320VA÷27V=11.85A，320VA÷380V=0.842A。 （3）.电流密度及导线选取： 在空气中自冷的漆包铜导线电密取2~2.5A/mm2。 在油中自冷的纸包铜导线电密取3.5~4.5A/mm2。 在空气中自冷的双玻璃丝包线电密取3.5~4.5A/mm2 高压导线截面选取=0.842A÷2.5A/mm2=0.337mm2，QQ铜漆包导线Φ0.67/Φ0.75（实有面积0.3526mm2）。 低压导线截面选取=11.85A÷2.5A/mm2=4.74mm2,QQ铜漆包导线Φ2.44/Φ2.74（实有面积4.676mm2）。（4）.导线及绝缘在窗口内的排布： 第一步：铁心选宽150mm高125mm中柱宽50mm窗口高75mm宽25mm，铁心有效面积25cm2,实际面积=25÷0.95=26.3mm2铁心厚度=26.3÷5cm=53mm。 第二步：预计绕组骨架，用2mm玻璃布板，这样窗口面积由75×25变成71×23，高压导线排列=71÷Φ0.75×1.05（余量系数）=90根，682匝÷90=7.6≈8层。低压导线排列=71÷Φ2.74×1.05=24匝，49匝÷24匝=2.04≈3层（当然遇到这种情况还可以调整铁心尺寸）。 第三步：计算高低压绕组幅向宽度，高压幅向=8层×Φ0.75×1.05=6.5mm，低压幅向=3层×Φ2.74×1.05=9mm，层间绝缘用0.12mm厚电缆纸，绝缘厚度=（11×2层+5层）×0.12=3.5mm，总幅向=6.5+3.5+9=19mm。 以上设计不是最佳方案，如是一台还可以，是批量生产得反复调整直到最佳，也就是用料最省，成本最小，线包绕好后的工序同返修变压器一样。 （5）绕制时的其它注意事项：在绕制较小变压器时，原线直接引出容易折断，这时引出头用粗导线引出。需要电磁干扰屏蔽的变压器在高低压绕组之间放上一层铜或铝箔，由于它引出接地，它与高压绕组之间的绝缘厚度等于高低压之间绝缘厚度，它与低压之间绝缘厚度相应薄一些。金属箔首尾不留间隙但必须用绝缘隔开，不得形成短路回路。 二，焊机类变压器设计 1，点焊、对焊等低压只有一匝的变压器设计 它与磷铜焊机一样具有输出电流大阻抗低的特性，所不同的磷铜焊机低压为3~5匝，它们铁心外形尺寸是高≥宽的日字形，如果宽≥高为高阻抗特性，输出电流小不好用或用不成。 点焊机、对焊机为了焊接不同厚度的铁皮和对焊不同粗细的钢筋，它的低压电压要在较大的范围内变化，因低压只有一匝，只能在高压匝数上变化。高压绕组分成几个单元，通过不同的串并连来改变低压电压，无论那种串并连，高压每个单元绕组全都得利用。 点焊、对焊机还有一个特点就是不连续工作，存在一个暂载率问题，所以在铁心截面计算及导线截面计算上都得乘上一个暂载率系数。下面设计一台25KVA的点焊对焊机，暂载率取40%，冷轧硅钢片磁密取17500高斯。
1、常用:￠0.06-￠2.24 纸包直径为：￠1.0-5.2，直径在 10-2.2之间优选漆包线 2、扁导线注意导线截面宽厚比：通常宽度小于等于16mm，厚度小于等于 5.6mm 圆筒式：1.5-3 螺旋式：2-4 连续或纠结式：2.5-5 3、电流密度的选择：铝取：1.6-2.1安/mm^2, 铜取3-4安/mm^2 4、三相变压器计算铁芯柱的直径：D=K4p其中D的单位mm，K为系 数，P单柱容量KV A 5、1千瓦=1.36马力，1马力=0.735千瓦 6、35KV级及以下变压器主纵绝缘层间绝缘的选择：自己总结每层0.12无 纺布层间电压500。 500以内500-1300 1301-1800 电压范围 数量 2 3 4 0.12厚的无纺 布 注：层间最大电压U=2ne n-每层匝数e-每匝电压 7、轴向尺寸计算：宽度B≤5mm每根导线宽度，B+0.15 Hg=（n+1）(B+0.15) 宽度5≤B≤10mm每根导线宽度，B+0.2 Hg=（n+1）(B+0.2) 7、幅向尺寸 m≤5层，裕度4% B=(Ma+ds)×1.04 m≥6，裕度7% 8、冷轧硅钢片意思：30Q133 厚度（mm）×100+Q+损耗（W）×100 9、单匝电压=4.44fBmAt×10^-8 10、正弦波形图的最大值有效值为最大值2倍。理论推导为:利用变压器的 放出的热量值来计算。 11、铁芯直径分档如下： 中小型变压器：￠70-￠290-每隔5mm为一档，共计45档; ￠300-￠400-每隔10mm为一档，共计11档 大型变压器： ￠410-￠900-每隔10mm为一档，共计50档
根据设备功率计算变压器容量（一） 一）根据你提供的设备清单如下： 电焊机25 台，功率分别为： 3.0KVA*8 ；8KVA*6 ；16KVA*5 ；30KVA*2 ；180KVA*2 ; 200KVA*2 ; & =50% 电焊机，Kx=0.35, 二）你厂所需500KVA 的变压器理由计算如下： KVA 即千伏安，表示电焊机的容量， & =50%表示电焊机的额定暂载率是50%，在进行负荷计算的时候，电焊机应该统一换算到 1 00 ％来计算。 Kx=0.35, 表示电焊机的需用系数是0.35。需用系数是综合了同时系数、负荷系数、设备效率、线路效率之后得到的一个系数。各种设备不尽相同。 P js表示计算负荷的有功功率。是综合了各类因素后，得到的设备计算功率。 Q js 表示计算负荷的无功功率。有功功率乘以功率因数角度的正切值，等于无功 功率。也就是你上面的Q js=P js*tg① cos①表示功率因数。功率因数越高，系统的无功功率越低。不同的设备，功率因数也不尽相同。在你的计算式中，取了电焊机的功率因数为0.7。如果是我计算的话，我就取0.4?0.45,呵呵！因为我觉得电焊机的功率因数是没有0.7的。 另外，在你的计算中，没有对焊接设备进行容量转换。我上面说了，电焊机应该统一将暂载率换算到100 %来计算。换算公式为：P e=P N* （（额定暂载率除以100%暂载率）开根号） P e是换算后的功率，P N是额定功率 额定功率二额定容量*功率因数 因此，你的共计25 台焊机的额定容量应该是S二 3.0KVA*8+8KVA*6+16KVA*5+30KVA*2+180KVA*2+200KVA*2 = 972KVA 则额定功率为972KVA*0.4 = 388.8KW （我这里计算是取的功率因数为0.4，没有按你的0.7 计算） 那么换算功率为388.8KW* （50% /100 %）开根号= 388.8KW*根号0.5 = 388.8*0.707 = 274.9KW 然后将需用系数Kx=0.35代入，则计算负荷P js=K x*P e = 274.9KW*0.35 = 96.2KW 到这里，又出现了一个问题。因为大家都知道，电焊机属于单相负载（不论接一零一火220V或者接两根火线380V，都成为单相负载），因此计算负荷有个单相到三相转换的过程。转换方法就是，如果接的是220V，也就是接入相电压时，等效功率要乘以3，如果接的是380V，也就是接入线电压时，等效功率要乘以根号3。因为
开关电源高频变压器设计步骤 步骤1确定开关电源的基本参数 1交流输入电压最小值u min 2交流输入电压最大值u max 3电网频率F l开关频率f 4输出电压V O（V）：已知 5输出功率P O（W）：已知 6电源效率η：一般取80％ 7损耗分配系数Z：Z表示次级损耗与总损耗的比值，Z=0表示全部损耗发生在初级，Z=1表示发生在次级。一般取Z=0.5 步骤2根据输出要求，选择反馈电路的类型以及反馈电压V FB 步骤3根据u，P O值确定输入滤波电容C IN、直流输入电压最小值V Imin 1令整流桥的响应时间tc=3ms 2根据u，查处C IN值 3得到V imin 确定C IN,V Imin值 u(V)P O(W)比例系数(μF/W)C IN(μF)V Imin(V) 固定输 已知2~3(2~3)×P O≥90 入:100/115 步骤4根据u，确通用输入:85~265已知2~3(2~3)×P O≥90 定V OR、V B 固定输入:230±35已知1P O≥240 1根据u由表查出V OR、V B值
2 由V B 值来选择TVS 步骤5根据Vimin 和V OR 来确定最大占空比 Dmax V OR Dmax= ×100％ V OR +V Imin －V DS(ON) 1设定MOSFET 的导通电压V DS(ON) 2 应在u=umin 时确定Dmax 值，Dmax 随u 升高而减小 步骤6确定初级纹波电流I R 与初级峰值电流I P 的比值K RP ，K RP =I R /I P u(V) K RP 最小值(连续模式)最大值(不连续模式) 固定输入:100/1150.41通用输入:85~2650.441固定输入:230±35 0.6 1 步骤7确定初级波形的参数 ①输入电流的平均值I AVG P O I A VG= ηV Imin ②初级峰值电流I P I A VG I P = (1－0.5K RP )×Dmax ③初级脉动电流I R u(V) 初级感应电压V OR (V)钳位二极管反向击穿电压V B (V) 固定输入:100/115 6090通用输入:85~265135200固定输入:230±35 135 200
最佳低频变压器设计方法 热轧硅钢片选铁心型号和叠厚：比如E I型的，中部舌宽，叠厚每伏匝数：N0=4、510^5/BmQ0=4、510^5/(11000Q0) Bm：磁通密度极大值，10000～12000Gs一次匝数：N1=N0U1二次匝数：N2=N0U 21、0 61、06为补偿负载时的电压下降一次导线截面积： S1=I1/δ=P1/U1δ，δ：电流密度，可选2～3A/mm^2二次导线截面积：S2=I2/δ=P2/U2δ舌口32MM,厚34MM,E宽96MM,问功率,初级220,多少匝,线粗多少,次级51V 双组的,最大功率使用要多粗的线,告口是指＜EI型变压器铁芯截面积是指E片中间那一横（插入变压器骨架中间方口里的）的宽度即铁芯舌宽与插入变压器骨架方口里所有E片的总厚度即叠厚的乘积最简单的就是指变压器骨架中间方口的面积，变压器铁芯截面积是指线圈所套着的部分：舌宽叠厚＝截面积，单位：C㎡＞,第一种方法：计算方法：（1）变压器矽钢片截面：3、2CM*3、4CM*0、9=9、792CM^2(2)根据矽钢片截面计算变压器功率：P=S/K^2=(9、79/1、25)^2= 61、34瓦(取60瓦）（3）根据截面计算线圈每伏几匝： W=4、5*10^5/BmS=4、5*10^5/(10000*9、79)=4、6匝/伏（4）初级线圈匝数：220*4、6＝1012匝（5）初级线圈电流： 60W/220V=0、273A(6)初级线圈线径：d=0、715根号0、273＝0、
37(MM)（7）次级线圈匝数：2*（51*4、6*1、03）＝2*242（匝）（1、03是降压系素，双级51V=2*242匝）（8）次级线圈电流：60W/(2*51V)=0、59A(9)次级线径：d=0、715根号0、59＝0、55（MM)第二种方法：计算方法：E形铁芯以中间舌为计算舌宽的。计算公式：输出功率：P2＝UI考虑到变压器的损耗，初级功率：P1＝P2/η(其中η＝0、7～0、9，一般功率大的取大值)每伏匝数计算公式：N(每伏匝数)＝4、510(的5次方)/BS（B＝硅钢片导磁率，一般在8000～12000高斯，好的硅钢片选大值，反之取小值。S＝铁芯舌的面积，单位是平方CM）如硅钢片质量一般可选取10000高斯，那么可简化为：N＝45/S计算次级绕组圈数时，考虑变压器漏感和导线铜损，须增加5% 绕组余量。初级不用加余量。由电流求线径：I＝P/U (I＝A，P＝W，U＝V)以线径每平方 MM≈2、5～2、6A选取。第三种方法：计算方法首先要说明的是变压器的截面积是线圈所套住位置的截面积、如果你的铁心面积(线圈所套住位置)为32*34=1088mm2= 10、88cm2 我没有时间给你计算、你自己算、呵呵!给你个参考,希望对你有帮助:小型变压器的简易计算：1，求每伏匝数每伏匝数=55/铁心截面例如，你的铁心截面=3、5╳1、6=5、6平方厘米故，每伏匝数=55/5、6=9、8匝2，求线圈匝数初级线圈 n1=220╳9、8=2156匝次级线圈n2=8╳9、8╳1、05= 82、32 可取为82匝次级线圈匝数计算中的1、05是考虑有负荷时的压降3，求导线直径你未说明你要求输出多少伏的电流是
设计变压器的基本公式 为了确保变压器在磁化曲线的线性区工作，可用下式计算最大磁通密度（单位：T） Bm=(Up×104)/KfNpSc 式中：Up——变压器一次绕组上所加电压（V） f——脉冲变压器工作频率（Hz) Np——变压器一次绕组匝数（匝） Sc——磁心有效截面积（cm2） K——系数，对正弦波为4.44,对矩形波为4.0 一般情况下，开关电源变压器的Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些。 变压器输出功率可由下式计算（单位：W） Po=1.16BmfjScSo×10－5 式中：j——导线电流密度（A/mm2） Sc——磁心的有效截面积（cm2) So——磁心的窗口面积（cm2） 3对功率变压器的要求 （1）漏感要小 图9是双极性电路（半桥、全桥及推挽等）典型的电压、电流波形，变压器漏感储能引起的电压尖峰是功率开关管损坏的原因之一。 图9双极性功率变换器波形 功率开关管关断时电压尖峰的大小和集电极电路配置、电路关断条件以及漏感大小等因素有关，仅就变压器而言，减小漏感是十分重要的。 （2）避免瞬态饱和
一般工频电源变压器的工作磁通密度设计在B－H曲线接近拐点处，因而在通电瞬间由于变压器磁心的严重饱和而产生极大的浪涌电流。它衰减得很快，持续时间一般只有几个周期。对于脉冲变压器而言如果工作磁通密度选择较大，在通电瞬间就会发生磁饱和。由于脉冲变压器和功率开关管直接相连并加有较高的电压，脉冲变压器的饱和，即使是很短的几个周期，也会导致功率开关管的损坏，这是不允许的。所以一般在控制电路中都有软启动电路来解决这个问题。 （3）要考虑温度影响 开关电源的工作频率较高，要求磁心材料在工作频率下的功率损耗应尽可能小，随着工作温度的升高，饱和磁通密度的降低应尽量小。在设计和选用磁心材料时，除了关心其饱和磁通密度、损耗等常规参数外，还要特别注意它的温度特性。一般应按实际的工作温度来选择磁通密度的大小，一般铁氧体磁心的Bm值易受温度影响，按开关电源工作环境温度为40℃考虑，磁心温度可达60～80℃，一般选择Bm=0.2～0.4T，即2000～4000GS。 （4）合理进行结构设计 从结构上看，有下列几个因素应当给予考虑： 漏磁要小，减小绕组的漏感； 便于绕制，引出线及变压器安装要方便，以利于生产和维护； 便于散热。 4磁心材料的选择 软磁铁氧体，由于具有价格低、适应性能和高频性能好等特点，而被广泛应用于开关电源中。 软磁铁氧体，常用的分为锰锌铁氧体和镍锌铁氧体两大系列，锰锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，MnCO3，ZnO，它主要应用在1MHz以下的各类滤波器、电感器、变压器等，用途广泛。而镍锌铁氧体的组成部分是Fe2O3，NiO，ZnO 等，主要用于1MHz以上的各种调感绕组、抗干扰磁珠、共用天线匹配器等。 在开关电源中应用最为广泛的是锰锌铁氧体磁心，而且视其用途不同，材料选择也不相同。用于电源输入滤波器部分的磁心多为高导磁率磁心，其材料牌号多为R4K～R10K，即相对磁导率为4000～10000左右的铁氧体磁心，而用于主变压器、输出滤波器等多为高饱和磁通密度的磁性材料，其Bs为0.5T（即5000GS）左右。 开关电源用铁氧体磁性材应满足以下要求：
课题为小型变压器的设计 应为小型变压器主要面向对象为大众人群，工业需求较少，且主要是降压作用，所以以下课题以单相变压器为对象。 小型变压器是指2kVA以下的电源变压器及音频变压器。而对于小型变压器设计原则与技巧，根据所查资料及询问老师傅，应有如下几点。 1：变压器截面积的确定铁芯截面积A是根据变压器总功率P确定的。设计时，若按负载基本恒定不变，铁芯截面积相应可取通常计算的理论值即A= 。如果负载变化较大，例如一些设备、某些音频、功放电源等，此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值，这样才能保证有足够的功率输出能力。 2：每伏匝数的确定变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10%～15%。例如一只35W电源变压器，通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕72匝，而实际只需每伏6匝就可以了，这样绕制后的变压器空载电流在25mA左右。通常适当减少匝数后，绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦，还节省了成本，从而提高了性价比。 3：漆包线的线径确定线径应根据负载电流确定，于漆包线在不同环境
下电流差距较大，因此确定线径的幅度也较大。一般散热条件不太理想、环境温度比较高时，其漆包线的电流密度应取2A/mm2(线径)。如果变压器连续工作负载电流基本不变，但本身散热条件较好，再加上环境温度又不高，这样的漆包线取电流密度25A/mm2(线径)，若变压器工作电流只有最大工作电流的1/2，这样的漆包线取电流密度3～/mm2(线径)。音频变压器的漆包线电流密度可取～4A/mm2(线径)。这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。 4：并且对于容量在2KVA，一次侧电压48V，二次侧电压220V，频率为50Hz的升压变压器市场价格在700至1000不等，所以对于小型变压器设计也应考虑实际价位。 综上所述要想设计出性价比较高的变压器，铁芯的截面积只能大不能小；适当减少每伏的匝数；详细分析负载情况；合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践细心推敲，才能真正掌握变压器的设计原则与技巧。 变压器的工作原理及基本结构 1.基本结构图 图基本结构图 2基本原理 根据法拉第电磁感应定律及楞次定律，当一次侧绕组两侧对其施加电压时，绕组会产生电流，于法拉第电磁感应定律，一次侧电流感应出磁，感应磁经主磁路向二次侧方向通过，当感应磁经二次侧绕组时，于法拉第电磁感应定律，二
小型单相变压器设计 小型单相变压器简介 变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为：经济的输送电能、合理的分配电能、安全的使用电能。实际上，它在变压的同时还能改变电流，还可改变阻抗和相数。 小型变压器指的是容量1000V.A 以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、 彼此绝缘的绕组(构成电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。 一、 变压器的工作原理 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E 型和C 型铁心。 变压器（transformer ）是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为1N ，副绕组匝数为2N 。 图（1）变压器结构示意图 理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压1u ，产生电流1i ，建立磁通φ，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势21e e 和。 （1） 电压变换 当一次绕组两端加上交流电压1u 时，绕组中通过交流电流1i ，在铁心中将产生既与一 次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通φ。 （1-1） （1-2）
（） （1-3） （1-4） 说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。 （2） 电流变换 变压器在工作时，二次电流2I 的大小主要取决于负载阻抗模|1Z |的大小，而一次电流1I 的大小则取决于2I 的大小。 2211I U I U = 又 （1-5） K I I U U I 22121== ∴ （1-6） 说明变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。 小型变压器的原理：小型单相变压器一般是指工频小容量单相变压器。 二、 变压器的基本结构 1、 铁心：铁心是变压器磁路部分。为减少铁心内磁滞损耗涡流损耗，通常铁心用含硅量较高的、厚度为0.35或0.5mm 、表面 涂有绝漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。 铁心分为铁柱和铁轭两部分，铁柱上套装有绕组线圈，铁轭则是作为闭合磁路之用，铁柱和铁轭同时作为变压器的机械构件。 铁心结构有两种基本形式：心式和壳式。 2、 绕组：绕组是变压器的电路部分。一般采用绝缘纸包的铝线或铜线绕成。为了节省铜材，我国变压器线圈大部分是采用铝线。 图（2） 3、 其它结构部件：储油柜、气体继电器、油箱。
小功率电源变压器的设计与实例 《利用TL431作大功率可调稳压电源》一文中（以下简称《利》）所用变压器为例，一步一步带领大家完成这个变压器设计的全过程。在这篇文章中，我们不去推导相关的应用公式，只是希望读者从这个设计实例中达到举一反三的效果。 1．计算次级输出功率（P2）《利》文中最大输出电压为24V，假设额定输出电流1A，调整管K790管压降3V，倍压整流电路功耗忽略不计，则：P2=(24+3)x1=27W 2．计算初级功率（P1）假定变压器效率η=0.75，则P1=27W/0.75=36W 注：变压器的效率根据输出功率的大小不同而略有变化，通常对于容量在100W以下的变压器η在0.7-0.8之间，100W以下至1000W，在0.8-0.9之间，实际运用时，输出功率低者取小值。 3．计算初、次级线圈的线径(d)式中，I——绕组工作电流[J——电流密度（通常J取3-3.5A/mm2）初级绕组电流I1=36/220=0.164(A) 3.1初级绕组线径 3.2次级绕组线径： 次级绕组电流I2=1x1.17=1.17A 式中1.17是变压器次级交流电流的整流系数。 因漆包线规格中无0.67mm，故取0.7mm。 通常我们将次级线圈的电流密度取较小值，以获得小的电源内阻及降低温升。
4．计算铁芯截面积 我们用下式计算铁芯截面积（个人认为是较简单的一个经验公式） 式中S——铁芯截面积K——系数P2——次级功率 K的取值和变压器的输出功率有关，对于100W以下的K取1.25-1.1（功率大者取小值），100W-1000W可直接取1，本例取1.15，则： 从理论上来讲，在铁芯截面积不变的情况下，变压器铁芯的舌宽和叠厚可取任意比例，但实际设计中须要考虑线圈的制作工艺，外形的匀称度，漏电抗等因素考虑，一般取舌宽约为1.5～2倍叠厚，本例中选片宽66mm的EI片，叠厚2.7cm。 5．初、次级绕组匝数 5．1 计算每伏匝数（W0） 式中，f——交流电频率（Hz）B——磁通密度（T）S——铁芯截面积（CM2） B值视铁芯材料不同取值亦会不同，通用矽钢片材料及其取值勤见下表： 本例中，选用H23片，B取1.42，则 5.2初级匝数（W1）W1=220W0=1160(T) 5.2次级匝数（W2）
目录 目录_________________________________________________________________________ 1摘要_____________________________________________________________________ 2 一、变压器的基本结构 ________________________________________________________ 3 二、变压器的工作原理________________________________________________________ 4 1.电压变换_______________________________________________________________ 4 2.电流变换_______________________________________________________________ 5 三、设计内容________________________________________________________________ 5 1、额定容量的确定 _______________________________________________________ 5 2、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 6 3、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 8 4、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 9 5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 11 4.1 设计要求 ____________________________________________________________ 11 4.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录
应用领域： ?逆变焊机电源 ?通讯电源 ?高频感应加热电源 ? UPS电源 ?激光电源 ?电解电镀电源 性能特点： ?高饱和磁感应强度----有效缩小变压器体积 ?高导磁率、低矫顽力-提高变压器效率、减小激磁功率、降低铜损 ?低损耗-降低变压器的温升 ?优良的温度稳定性-可在-55~130℃长期工作 铁基纳米晶铁芯与铁氧体铁芯基本磁性能对比 纳米晶铁芯铁氧体铁芯 基本参数 饱和磁感强度Bs 1.25T 0.5 剩余磁感Br（20KHz） <0.20 0.2 铁损（20KHz/0.2T）（W/Kg） <3.4 7.5 铁损（20KHz/0.5T）（W/Kg） <30 — 铁损（50KHz/0.3T）（W/Kg） <40 — 磁导率（20KHz）（Gs/Oe） >20,000 2,000 矫顽力Hc(A/m) <1.60 6 饱和磁致伸缩系数（×10－6） <2 4 电阻率(μΩ.cm) 80 106 居里温度(℃) 560 <200 铁芯叠片系数 >0.70 — 纳米晶主变铁芯一代产品 安泰非晶生产的第一代逆变主变压器铁芯,带材厚度30μm，适合20KHz条件下工作。磁芯设计最大功率=重量最小值x10
产品规格 铁芯尺寸保护盒尺寸 有效截面 积 磁路长 度 重量最小 值 建议适用焊机 电流 od(mm) id (mm) ht(mm) OD (mm) ID (mm) HT (mm) (cm2) (cm) （g）（A） ONL-503220 50 32 20 53 28 23 1.35 12.8 125 120, 140, 160 ONL-644020 64 40 20 66 37 23 1.68 16.3 200 160, 180 ONL-704020 70 40 20 73 38 24 2.16 17.3 270 180, 200 ONL-704025 70 40 25 72 37 28 2.63 17.3 330 180, 200 ONL-755025 * 75 50 25 77 47 28 2.19 19.6 310 180, 200 ONL-805020 80 50 20 82 46 23 2.1 20.4 300 160, 180, 200 ONL-805 025 80 50 25 85 44 30 2.63 20.4 390 200, 250, 300 ONL-1006020 100 60 20 105 56 23 2.8 25.1 510 315, 350, 400 ONL-1056030 105 60 30 110 56 35 5.06 25.9 945 315, 350, 400 ONL-1206030 120 60 30 125 57 35 6.3 28.3 1280 400, 500, 630 ONL-1206040 * 120 60 40 125 57 45 8.4 28.3 1710 500, 630 ONL-1207020 120 70 20 125 67 25 3.5 29.8 750 350, 400, 500 ONL-1207025 120 70 25 125 67 30 4.38 29.8 940 315, 350, 400 ONL-1207030 120 70 30 125 67 35 5.25 29.8 1130 500, 630, 800 ONL-1207040 * 120 70 40 125 67 45 7 29.8 1500 500, 630, 800, ONL-1308040 130 80 40 136 76 45 7 33 1660 500, 630, 800 ONL-17011050 * 170 110 5 0 176 104 56 10.5 43.96 3320 1000, 1250, 1600 注：可以根据用户要求提供其它规格的铁芯。 纳米晶主变铁芯二代产品 相比一代逆变主变压器铁芯，二代铁芯减小了发热量，在同等工作条件可以选择更加小型化的铁芯，满足焊机行业轻量化、小型化的发展要求。
开关电源变压器设计 （草稿） 开关变压器是将DC 电压﹐通过自激励震荡或者IC 它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变 压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC 电压﹒ 变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒ 目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N 工频变压器与高频变压器的比较﹕ 工频 高频 E ＝4.4f N Ae Bm f=50HZ E ＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm 效率﹕ η=60-80 % (P2／P2+Pm+ P C ) η>90% ((P2／P2+Pm ) 功率因素﹕ Cosψ=0.6-0.7 (系统100W 供电142W) Cosψ>0.90 (系统100W 供电111W) 稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2／U20*100) ΔU<0.2% 适配.控制性能﹕ 差 好 体积.重量 大 小
开关变压器主要工作方式 一.隔离方式: 有隔离; 非隔离 (TV&TVM11) 二.激励方式: 自激励; 它激励 (F + & IC) 三.回馈方式: 自回馈; 它回馈 (F- & IC) 四.控制方式: PWM: PFM (T & T ON ) 五.常用电路形式: FLYBACK & FORWARD 一.隔离方式: 二.
开关变压器主要设计参数 静态测试参数: R DC. L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P.Cp. Z. Q.……… 动态测试参数: Vi. Io. V o. Ta. U. F D max…………. 材料选择参数 CORE: P. Pc. u i. A L. Ae. Bs……. WIRE: Φ℃. ΦI max. HI-POT…….. BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃. δh. HI-POT…….. 制程设置要求 P N…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. S N(SOL.SPC).Φn. M tape:δ&w TAPE:δ&w. V℃……..
Page 6 of 6 条件:INPUT :120V/60HZ OUTPUT : 30VDC@1.17A FULL WAVE RECTIFIER 12VDC @500mA FULL WAVE RECTIFIER 温升≤ 600C 电压调整率≤ 10% 解答: 1、原理图 2、交 /直流功率、电流、电压的转换 A 、功率 SEC#1DC 次级第二绕组交流输出功率 : PSEC#2=PDC x 1.57=1.57x 0.5x12=9.42W 次级交流输出总功率 : P总 =( PSEC#1+PSEC#2x2=(55.1+9.42x2=129.04W B 、电流次级第一绕组电流应为双臂电流 : I=0.82719 x 2=1.654A 次级第二绕组电流应为双臂电流 : I=0.3535 x 2=0.707A C 、电压 3、
4、 Sc D Wa 故有 (2d 2h 2d 2h 2当当转换系数K 0=交流输出功率/直流输出功率 转换系数K 1=次级交流电流/次级直流电流 次级第一绕组单臂电流 : K1=IAC /IDC IAC =0.707 x 1.17=0.82917ALT82- T8428A 次级第二绕组单臂电流 : K1' =IAC /IDC IAC ' =0.707 x 0.5=0.3535A转换系数K 2=次级交流电压/次级直流电压 次级第一绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC =1.11 x 30=33.3V 次级第二绕组交流电压 : K2=UAC /UDC UAC ' =1.11 x 12=13.32V
当 5、 N SEC#1=145T SEC#2: 13.32X108= 4.44x60 xNSEC x1.5x104x 5.74=2301.7x104 N SEC#2=58T 6、电流的计算 A 次级反射到初级的电流 I 2’=Isec#1 NSEC#1/NPRI +Isec#2 NSEC#2/NPRI =1.654x145/523+0.707x58/523=0.536A B 铁损电流 铁的重量 G=p x Sc x Lc=7.65 x(8.5-4.4/2 x 2.8 x 0.97 x3.14 x (8.5+4.4/2 x 10-3 =0.863KG 因 1KG 铁片它的损耗为 3W, 所以磁环的铁损为 3X 0.863=2.59W 磁环的铁损电流 I=2.59/120=21.6MA
辽宁工程技术大学 《电机学》课程设计 设计题目：小型单相变压器设计 院（系、部）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2013-6-28
电气工程系课程设计标准评分模板
摘要 电，现今社会已经近乎于主导地位的洁净能源，还在继续提高着自己的位置。围绕着它所展开的学术研究也一天天的多了起来，针对着世界能源紧缺这个不可回避的问题，人们把希望寄托到了电的身上。它的产生方式很多，这就为它能多方式的产生打下了基础，如水能、风能等不好利用的能源，都能被合理的转化成电能，可见电的发展前景是很广阔的。发电、变电、用电，很多课题都已经大规模的展开，变压器也是其中一门很重要的学科。 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
目录 一﹑变压器的工作原理 (6) 二﹑变压器的组成 (6) （三）﹑其他部分 (8) 三﹑变压器主要参数的计算 (9) （一）、容量的确定 (9) （二）、铁心尺寸的选定 (10) （三）、绕组的计算 (12) （四）、绕组排列 (13) （五）、安全性和稳定性 (14) 四、例题 (15) 五、结论 (17) 参考文献 (18)
一﹑变压器的工作原理 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。 二﹑变压器的组成 （一）﹑铁心 1﹑铁心的作用和形式铁心是变压器的基本部件，由磁导体和夹紧装置组成，所以它有两个作用。 在原理上，铁心的磁导体是变压器的磁路。它把一次电路的电能转为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介，磁导体是铁心的主体。在结构上，铁心的夹紧装置不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有带绝缘的线圈，支持着引线，几乎安装了变压器内部的所有部件，所以它又是变压器的骨架。 铁心的重量在变压器各部件中占有绝对的优势，在干式变压器中占总重量的60％左右，在油浸式变压器中由于有变压器油和油箱，重量的比例才下降约占40％。 变压器的铁心（即磁导体）是框形闭合结构。其中，套线圈的部分称心柱，不套线圈只起闭合磁路的部分称铁扼。 铁心分为两大类，不套线圈只起闭合磁路的部分称铁扼。 铁心分为两大类，壳式铁心和心式铁心。铁扼包围了线圈的称为壳式铁心，否则称心式铁心，由带状硅钢片卷绕而成的称卷铁心。 壳式铁心一般是水平放置的，心柱截面为矩形，每相有两个旁扼，壳式铁心的优点是铁心片规格少，心柱截面大而长度短，夹紧和固定方便，漏磁通有闭合回路，附加损耗小，易于油对流散热。缺点是线圈为矩形，工艺特殊，绝缘结构复杂，短路能力差，尤其是硅钢片用量多。 心式铁心的优缺点正好与壳式相反，壳式和心式两种结构各有特色，很难断定其劣式。但由其绝缘所决定的制造工艺则大有区别，一旦选定了某一种结构，就很难转而生产另一种结构。正由于这个原因，国内都采用心式铁心，只有在小容量的单相变压器及特殊用途的变压器中采用壳式铁心。