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变压器的设计计算方法

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变压器的设计计算方法

变压器的设计计算方法 变压器的设计计算方法 1 .电

压计算公式 （1） .Y 丫0型U相=U线/ V 3相=1线（2） .△ 型U相=U线I相=1线/ V 3欲心直径的估算 D=K K—— 经验系数（一般取 52〜57） P——每柱容量（P=Se/3）通过 查表：

得AC铁心的截面面积 3 .低压线圈匝数计算 （1）.初算每 匝的电压 Et' Et ' =BX At/450-B磁通密度（通常为17.1〜17.5）

（2）.初算低压线圈匝数 Wd Wd‘ =1相/Et '相-----低压线圈 相电压 按照公式计算低压线圈匝数 Wd不一定是整数，若舍

去小数位时，磁通密度 B将比初算Et时大，若进位为整数

匝时，磁通密度 B将比初算Et时小。

（3）.确定每匝的电压 Et Et=U相/ Wd式中：

Et值算至小数点后三位 （4）.磁通密度的计算 B=450Et /

At=Et XI05 / 222 怒 式中：

B的单位为千高斯 （5）.磁通的计算 少m=450Et式中：

少m的单位为千线 4 .高压线圈匝数计算 （1）.首选计算最

大和最小分接相电压 =U相X （1 ±5%） （2）.根据分接电压

计算分接 匝数 WG仁U相/Et U相----高压额定相电压

W G仁U相/Et U相----高压最大分接相电压 W G2=U相/Et U 相----高压最小分接相电压 （WG1、W G1、W G2都取整数 匝）（3）.电压校核 根据匝数 WG1计算计算电压 U相' ＜ 0.25%最大或最小分接电压的计算公式同上 5 .低压层式

线圈的导线选择 （1）.选用导线时应注意宽厚比：

层式为1.5〜3（ 2）.导线截面积的计算 A=I相/ J I相---低压 相位电流 A-----导线截面积 J——电流密度 （电流密度一

般取2.3~2.5） #由导线截面积A查得导线宽度和厚度 （指

带绝缘的） （3）.一般来说容量在 630KVA以下线圈形式用

双层式。

一般来说容量在 2000KVA〜630KV A线圈形式用单层式。

（4）.每层匝数的确定 Wx=总匝数/ 2 /并联的根数

Wx-----每层匝数 H ---------- 线圈高度 （H=总匝数/2 ＞导线的宽

度）（5）.低压线圈高度的计算 H=b（绝缘导线宽度）＞n （导

线沿线圈高度方向并绕根数） ＞11 （层的匝数）+b （沿辐向

有两根导线并绕时，贝U加” b” + £ （绕制裕度） #线圈高度

取0或5为尾数（6）.低压线圈辐向尺寸的计算 B=a （绝缘

导线厚度）＞1（导线沿辐向并绕根数）＞ n' （1层数）+ £ 1 （层

间的绝缘厚度）+ £ 2 （辐向裕度）#线圈辐向厚取整数或 0.5 为尾数 名称 层式线圈10kV级35kV级纸包扁线 漆包圆 线 纸包圆线 漆包圆线 纸包圆线 单根 并绕 辐向裕度（%） 7〜8 8~10 12~15 15〜18 3~6 4〜7 轴向裕度（%） 0~0.5 0.8〜1.2 6.铁心窗高的计算

H0=H1 （导线总高）+B2 （主绝缘距离） B2 （主绝缘距离） ——根据表7— 5选择#窗口高尾数取 5

或0 7 .高压线圈的导线导线选择 （1）.导线截面积的计算 A=I相/J I相----高压相位电流 A—— 导线截面积 J --------------- 电

流密度 （电流密度一般取 2.3〜2.5） #由导线截面积A查得

导线直径 D （指带绝缘的） （2）.高压每层匝数的确定 Wx=H/D

Wx------每层匝数 H ------------------------- 线圈高度（低压电抗高

度）（3）.高压层式线圈的层数的确定 n=W/Wx W-----线圈

总匝数（4）.多层层式线圈应有一层不满匝，不满匝层不得

放在最外层，不满匝层的匝数通常不小于正常层匝的 70%

（5）.高压线圈的轴向尺寸 高度尺寸与低压高度尺寸基本相

同（6）.高压线圈的辐向尺寸 B=a（绝缘导线直径）Xn（导线

沿辐向并绕根数） x n（（层数）+ £ 1 （层间的绝缘总厚） +

£ 2 （辐向裕度）+ （油道的厚度）#层间的绝缘的选择根 据表7— 1层间最大工作电压（V） < 500 501〜1300 1301〜

1800 1801 〜2300 2301 〜2800 2801 〜3300 3301 〜3800 3801

〜4300 4300〜4800 采用0.08电缆纸的张数 3 4 6 7 9 10 12

13 14采用0.12电缆纸的张数 2 3 4 5 6 7 8 9 10注：

①层间最大工作电压 U=2n1X Et n1——每层匝数 Et——每匝电 压

②当层间电压较高，且层间绝缘较厚时，可以采用分级 绝缘结构。

#油道的厚度 根据表7— 2、7—3 #线圈辐向厚取整数或

0.5为尾数 &高低压线圈及绝缘半径的计算 （1）.低压线

圈内半径 R2 R2=R1 （铁心半径）+C C-----查表7— 5和7— 6 低压线圈外半径 R3 R3=R2+B （辐向尺寸） R23= （ R2+R3） 12 （2）.高压线圈内半径 R4 R4=R3+A A----查表7—5和7— 6 高压线圈外半径 R5 R5=R4+B （高压辐向） R45= （ R4+R5）

/2 9.低压线圈数据计算 （1）.低压电流密度J J=I相/A A----

导线总截面积 A=nx A1 A1----导线的单根截面积 n------导线

并联根数 （2） •平均匝长L1 L1=2 nX R23X 10 （3）导线总 长L2 L2=L1 （总匝数）+ （导线出头长度） 导线出头长度

一般为1〜1.5m⑷.75 C时低压线圈电阻 R75度R75度=& 75 XL2/A

& 75----在75 C时的电阻系数为 0.02135 （铜线）

⑸.75C时低压线圈负载损耗 PK1 PK1=3X|相2XR75度（6）.

低压线圈导线重量 G G=3XL2XAXgX10-3 g----导线比重，铜 导线为8.9g/cm3 （7）.绝缘导线重=GX系数10.高压线圈数据 计算 同上11.铁心数据的计算 （1）.铁心柱中心距 M0 M0=D

（高压线圈直径）+ & （相间距离）相间距离查表7— 5或7— 6

（2）.铁心柱部分重量 Gc的计算 G仁3gXH（窗高）*Ac*10-4 （3）.

铁轭部分重量Gy的计算Gy=4gx M（X AcX10-4⑷.铁心转角 部分重量 G0的计算 G0=2gx hy（最大一级的片宽）＞AcX10-4 （5）.铁心硅钢片重量 G=Gc+Gy+G0 12 .短路损耗的计算

Pk=（Pk1+Pk2）*k 13 .阻抗电压计算 Uk=V（UR2+UX2）%

UX2=%=49.6 X f X I X WXZ&DXK/Et Xi*106 W---主分接时总 匝数I---相电流 ED =1/3 （低压的平均半径 X低压辐向厚度+ 高压的平均半径X高压辐向厚度）+ （高低压间的空隙厚度 * 高低压间的空隙平均半径） K---根据表8—3选择H---高低 电抗平均高度 & =H/Q Q=外线圈半径-内线圈半径#阻抗电 压的允许偏差值为 ±10%，旦由于制造时，影响阻抗因素较多， 因此一般计算时误差控制在 3〜4%电抗计算不符合，可作调

整：

(1).调整匝数W及ET。

当电抗值偏大时，可增加ET，ET增大，匝数必然会减少， 从而达到降低电抗的目的。

若ET改变需调整磁密和铁心直径， 这种方法因变动较大，

一般不用。

(2) .调整ED及高低压线圈平均有效电抗高度 H。

当电抗值偏大时。

可增加高低压线圈平均高度， H增大，ED必然随之缩小。 调整导线的a*b尺寸及段数均可达到调整 H及XD之目的。

(3) .调整高低压线圈间距离，在满足绝缘最小距离情况下，

增减高低压线圈的距离，可使电抗值增大或减少。

这种方法浪费材料，最好不用。

14 .空载损耗 P0的计算 P0=KXPW< G K----系数 取.1.1〜1.3

PW---按磁通密度B查得G----铁心硅钢片的总重

15 .空载电流的计算 (1).空载电流的有用功 IOA=(PO/10SE)% (2).空载电流的无用功 IOR=

(Gt+Gc+4G △) < qT+nV2At < qi/10Se 单位重量的激磁容

量，按心柱磁密Bt查得qi-----单位面积的接缝激磁容量， 按 磁密Bt/ "2查得n——不断轭结构为6,断轭结构为7 （3）.空 载电流 IO%*[ （IOA% ） 2+ （IOR% ） 2] 16 .总损耗 Pt Pt=Po+ （短路损耗）Py 17 .总油中的计算 器身排油重

Gyp二Gfe/7.8+Gcu/4.5 Ad---油箱断面积桶型空油箱装油重

Gky=0.9H（油箱高度）Ad Ad----长*宽-0.8584R2 1 . 变压器的 总重计算 （1）.器身重量 Gqs=（Gfe+Ggu）K K—— 铜线 1.15 （2）.油箱重 箱盖重 Gg=7.85 >Ag（箱盖面积）冷（箱盖厚度） 箱底重

Gd=7.85XAg（箱盖面积）> （箱底厚度） 箱壁重 Gb=7.85 >L（油箱周长）>H （油箱高度） >b（厚度）扁管重

Gw二gw （每米长重 1.525） XLw（偏管总长）片式散热器重 Gp=Np（散热器组数）XP （每组散热器体重） 固定式散热器

重油箱重Gx=1.15（Gg+Gd+Gb+Gp）可拆卸式散热器重油箱 重

Gx=1.2 （ Gg+Gd+Gb ） 扁管式油箱重

Gx=1.15（Gg+Gd+Gb+Gw） 2.附件重计算 可拆卸片式散热器 重Gp=Np（散热器组数）>p（每组散热器计算）套管重 Gtg=刀Gtg（每只套管重查表 4.8） XNtg（高压或低压套管的只 数）储油柜 Gzg查表4.7净油器重 Gi查表4.6小车重Gch 查表 4.9附件总重

Gf=Gp+Gtg+Gzg+Gj+Gch 3.总油重计算 器身排油重 高压电压35KV及以下Gpy=Gfe/7.8+Geu/4.5 空 油相装油重Gky=0.9H （桶式油箱高度）XAd （油箱断面积） Ad=LB-0.8584 R---圆角半径 长园形R---B/2 L、B---油箱长及 宽油箱内油重 Gny=Gky-Gpy冷却装置油重扁管内油重

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LLC变压器设计公式

LLC变压器设计公式

LLC变压器设计公式

在LLC变压器设计中，需要考虑的主要因素有谐振频率、变压比、功率因数、效率等。下面将介绍LLC变压器设计的一些基本公式和设计要点。

1.谐振频率（f）的计算公式：

谐振频率是LLC变压器设计中的重要参数，它决定了变压器的性能。谐振频率可以通过以下公式进行计算：

f=1/(2*π*√(Lr*Cr))

其中，Lr为谐振电感的值，Cr为谐振电容的值。

2.变压比（N）的计算公式：

变压比是LLC变压器设计中的一个关键参数，它决定了输入和输出电压之间的比例关系。变压比可以通过以下公式进行计算：

N=√(Lp/Ls)

其中，Lp为主变压器的电感，Ls为副变压器的电感。

3.功率因数（PF）的计算公式：

功率因数是LLC变压器设计中需要考虑的另一个重要参数，它决定了变压器的功率转换效率。功率因数通过以下公式计算：

PF = (Pout / Vout) / (Pin / Vin)

其中，Pout为输出功率，Vout为输出电压，Pin为输入功率，Vin为输入电压。

4.效率（η）的计算公式： 效率是LLC变压器设计中的关键指标，它衡量了变压器的能量转换效率。效率可以通过以下公式计算：

η = Pout / Pin

其中，Pout为输出功率，Pin为输入功率。

在进行LLC变压器的具体设计时，需要注意以下几个要点：

1.确定输入和输出功率需求，根据功率需求选择合适的谐振电感和谐振电容。

2.确定输入和输出电压，在确定电压比例关系后，选择合适的主变压器和副变压器的电感。

3.选择合适的变压器芯片和控制电路，保证稳定的电能转换。

4.进行电磁兼容性（EMC）测试，确保变压器的正常运行和安全性。

总结：

LLC变压器设计是一种高效、节能的变压器设计方法，它通过谐振电容和谐振电感实现高效的功率传输和电能转换。设计LLC变压器时，需要考虑谐振频率、变压比、功率因数、效率等因素，使用相应的公式进行计算。LLC变压器设计还需要注意选择合适的变压器芯片和控制电路，并进行EMC测试。通过合理的设计和选择，可以实现LLC变压器的高效、可靠和安全运行。

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法

推挽式变压器的设计分为AP法和KG法两种设计方法，这两种设计方法都是以几何参数进行设计，主要区别在于，KG法是AP的基础上考虑了电压调整率，即加入电压调整率参数。下面是两种方法设计流程：

第一：计算视在功率：

PT=Po(1+1/G)1.414

式中的PT 是视在功率，Po是输出功率，G是变压器的能量传递效率，

第二：计算KE：

KE=0.145Kf^2Fs^2Bw^2 x 10^-4

式中Kf是波形因素，方波为4，正弦波为4.44，Fs是开关频率，Bw磁通密度。

第三：计算KG：

KG=PT/2aKe

式中a 是电压调整率

磁环KG用以下公式进行计算：

KG=Ae^2AwKo/MLT

式中的Ae是芯的有限面积，Aw 是芯环的有限面积，MLT是每匝线圈的长度。

第四：根据KG值选择磁环的大小。

第五：计算AP：如果是KG法设计变压器，不用这一步。

AP=(PT x 10^4/KoKfFsBWKj)^1/1+x

式中Ko是变压器窗口使用系数。Kj是电流密度比例系数，X 是磁芯类型常数

第六：根据AP值选技磁环的大小，如果是使用KG法，不用这一步。

第七：计算原边线圈数：

NP=Vs x 10^4/KfFsBWAe

式中的NP为原边线圈数，Vs是最小输入电压。

第八：计算原边峰值电流

Ip=Po/VsG

第九：计算电流密度：

J=PT x 10 ^4/KoKfFsBwAp

第十：计算原边线圈的线经：

Axp=Ip/J

如果是全波整流Ip需要按0.707进行折算。公式如下：

Axp=0.707Ip/J

第十一：根据Axp值选择导线规格：

第十二：计算原边线圈阻值：

Rp=NpMLT UR/CM x 10^-6

第十三：计算铜损： Pcup=IpRp

低频变压器设计公式

低频变压器设计公式

低频变压器设计公式

1.额定功率（P）

P=V1*I1=V2*I2

其中，V1和V2分别为一次侧和二次侧的电压，I1和I2分别为一次侧和二次侧的电流。

2.变比（k）

k=V2/V1=N2/N1

其中，N1和N2分别为一次侧和二次侧的匝数。

3.磁路设计

Ae = (Bm * le) / Bs

其中，Bm为变压器设计时所要求的最大工作磁通密度。

4.线圈设计

Lc=(N^2*d)/(12*G)

其中，G为线圈的几何系数，一般取1

综上所述，低频变压器的设计公式主要包括额定功率、变比、磁路设计和线圈设计等方面。通过这些公式可以根据实际需求计算出合适的变压器参数。当然，实际设计中还需要考虑一些其他因素，比如损耗、效率、温升等。因此，在设计低频变压器时，还需要进一步研究和计算其他与性能相关的参数。

变压器设计方案

变压器设计方案

变压器设计方案

变压器设计方案

变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压。在设计变压器时，需要考虑多个因素，例如输出电压、输入电压、功率损耗等等。下面是一个基本的变压器设计方案。

1. 确定输出电压和输入电压：首先要确定变压器的输出电压和输入电压。根据需要，计算所需的变压比。例如，如果需要从220V的电源转换成110V的输出电压，变压比为2:1。

2. 计算功率：根据所需的输出电流和输入电压计算功率。功率的计算公式为P=IV，其中P为功率，I为电流，V为电压。根据功率的计算结果，选择合适的导线和铁芯材料。高功率变压器需要使用更大的导线和更大的铁芯。

3. 选择合适的铁芯材料：铁芯材料对变压器的性能有很大的影响。铁芯的主要作用是增强磁场，使得变压器的效率更高。常用的铁芯材料有硅钢片和铁氧体。硅钢片具有良好的磁导率和低的铁损耗，而铁氧体则具有更高的饱和磁感应强度。

4. 计算匝数：变压器的匝数对变压器的变压比和效率有很大的影响。根据所需的变压比，计算主副线圈的匝数。匝数的计算公式为N2/N1=V2/V1，其中N为匝数，V为电压。根据匝数的计算结果，选择合适的导线。

5. 确定冷却方式：高功率变压器在工作时会产生较多的热量，因此需要选择合适的冷却方式，以确保变压器的正常工作。常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。

6. 进行实际制造：在完成设计后，可以开始制造变压器。根据设计方案，选择合适的导线、铁芯和冷却器进行制造。在制造过程中，需要注意保证匝数的准确性、绕线的均匀性和绝缘材料的使用。

7. 进行测试和调试：制造完成后，需要对变压器进行测试和调试，以确保其正常工作。可以使用电压表和电流表进行测试，检查输出电压和输入电流是否符合设计要求。

综上所述，一个变压器的设计方案需要考虑输出电压、输入电压、功率、铁芯材料、匝数、冷却方式等多个因素。正确认识和处理这些因素，能够设计出性能良好的变压器。同时，在实际制造和测试过程中，也要注意细节和质量控制，保证变压器的稳定性和安全性。