变压器铁芯
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变压器的铁芯有什么作用
变压器是电能互换的重要设备,其核心部分是铁芯。
铁芯在变压器中扮演着至
关重要的角色,其作用主要体现在以下几个方面:
1. 磁路导磁
铁芯是变压器中的重要导磁材料,它能够有效地导引磁通,形成封闭的磁路。
在变压器工作时,电流通过绕组产生磁场,磁场通过铁芯传导并集中,进而将磁场传递到另一侧的绕组中,实现电能的传输和变换。
2. 提高磁感应强度
铁芯的存在可以大大提高磁感应强度,使磁通密度增大,从而提高电感和互感。
通过合理设计铁芯的形状和材质,可以有效控制磁感应强度,提高变压器的效率和性能。
3. 减小磁阻
铁芯的材料通常具有良好的导磁性能,能够有效降低磁路中的磁阻,减小磁损
和铁损,提高整个系统的效率。
铁芯的选择直接关系到变压器的工作性能和损耗水平。
4. 支撑辅助结构
除了导磁和提高磁感应强度外,铁芯还能够起到支撑和固定绕组的作用,保证
变压器的结构稳定。
在变压器运行中,铁芯承受着不小的机械应力,因此其强度和稳定性也是至关重要的。
综上所述,变压器的铁芯在电能传输和转换过程中扮演着重要的角色,通过合
理设计和选材,可以有效提高变压器的性能和效率,保证电能的安全稳定传输。
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变压器铁芯截面积的计算公式
1KVA以内的变压器一般采用EI型铁芯的壳式结构,其铁芯截面积按下式计算。
变压器铁芯截面积S=系数K乘以变压器次级计算功率P2的平方根(cm2)既S2=K2P2(cm2)
式中:
K为经验系数,其值为
变压器次级计算功率P2为0VA到10VA,经验系数K选1.25到1.15
变压器次级计算功率P2为10VA到50VA,经验系数K选1.15到1.1.12变压器次级计算功率P2为50VA到500VA,经验系数K选1.12到1.10变压器次级计算功率P2为500VA以上,经验系数K选1
S=ab(cm2)
式中
a为铁芯宽(cm)
b为铁芯净迭厚(cm)
考虑到硅钢片冲制时切口边沿部分的毛刺和片间的绝缘层,铁芯的实际迭厚b'比b大,既
b'=b/k s(cm)
式中:ks为迭片系数.对厚度为0.35mm和0.5mm的硅钢片,k s可取0.94到0.95,若采用成型框架绕制,k s可相应增大至0.96到0.97
上述k s值是假设硅钢片冲制成型后,其切口边沿毛刺不大于0.035mm(此一毛刺高度常作为验收的最低标准)'且装迭时,毛刺按同一方向排列。
冲制质量欠佳,装迭时又不注意毛刺方向者,ks值应取0.9或更小。
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变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一,被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要,下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分:1.铁芯:变压器的铁芯由硅钢片组成,可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等,用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈(主绕组):也称为原线圈或输入线圈,接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈(副绕组):也称为输出线圈,输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料:用于在不同线圈之间提供电气绝缘,避免相互之间的短路。
5.冷却装置:用于散热,以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却(静风冷却)和强制冷却(风扇冷却、冷水冷却等)。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作,其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理:根据法拉第电磁感应定律,当一次线圈中的电流变化时,会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈,并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律,产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理:根据楞次定律,一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时,通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生,并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即:输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性:在实际的变压器中,我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻,也没有电感。
这样,变压器的损耗可以忽略不计,输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率:实际的变压器会有一定的损耗,主要包括铁损耗和铜损耗。
变压器铁芯知识要点总结关于心式铁芯变压器铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。
绕组套上铁芯上,由铁轭形成闭合磁路。
变压器的铁芯结婚基本形式有两种,一种叫心式铁芯,也叫内铁式铁芯;另一种叫壳式铁芯,也叫外铁式铁芯。
心式铁芯的特点是铁芯被绕组包围,绕组和铁芯的绝缘处理比较方便,因此被广泛应用,我国电力变压器一般采用心式铁芯。
心式铁芯又分为单相两铁芯和三相三铁铁芯。
单相两铁芯柱变压器,用上、下两个铁轭将铁芯柱连接起来,构成磁路。
将绕组分别放在两个铁芯柱上,这两个铁芯柱上的绕组可以接成串联,也可以接成并联。
通常将氏压绕组放在内侧,级靠近铁芯,而把高压绕组放在外侧,级远离铁芯,这样便于绝缘和其他方面的要求,如处理绕组的分接抽头等。
而三相三铁芯柱变压器,三相三铁芯是将A、B、C三相的三个绕组,分别放在三个铁芯柱上,三个铁芯也由上、下铁轭连接起来,构成磁回路,绕组的布置方式也同单相一样,将低压绕组放在内侧,把高压绕组放在外侧。
壳式铁芯铁芯是变压器材料的重要组成问题。
壳式铁芯的特点是为壳体来包围绕组,一般仅用于小容量的单相变压器。
意相壳式变压器有两个铁芯柱,中间一个铁芯柱的宽度为两个分支铁芯的宽度之和。
把全部绕组放在中间的铁芯柱上,两个分支铁芯柱围绕在绕组的外侧,好像外壳公的,因而称之为壳式变压器。
三相壳式变压器铁芯可以看做是由三个独立的单相壳式变压器组合在一起而成了。
铁芯的作用变压器是根据电磁感应原理制造的,磁路是电磁转换的媒介。
铁芯就是变压器的磁路部分,主要作用是导磁。
铁芯由磁导率很高的电工钢片(硅钢片)制成,它把一次电路的电能转变为磁能。
又把自己的磁能转变为二次电路的电能。
铁芯的材料铁芯是变压器的磁路部分;为了降低铁芯在交变磁通作用下的磁滞和涡流损耗,铁芯采用厚度为0.35mm或更薄的优质硅钢片叠成。
目前厂泛采用导磁系数高的冷轧晶粒取代硅钢片,以缩小体积和重量,也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。
变压器用的硅钢片其含硅量比较高。
变压器铁心工作原理
变压器是一种利用电磁感应原理来实现电压变换的设备。
其核心部件被称为铁心,其工作原理如下:
1. 电流通过一根称为"初级线圈"的导线,产生一个产生交变磁
场的电流。
2. 交变磁场穿过被初级线圈包围的铁心。
铁心由磁导率高的铁材质构成,可以有效地集中和传导磁场。
3. 初级线圈产生的交变磁场通过铁心的磁导效应传递给"次级
线圈"。
次级线圈的匝数和初级线圈不同,从而导致电压的变换。
4. 次级线圈的导线中通过的磁通量产生一定的电动势,导致次级线圈的两端产生不同的电压。
根据电压和匝数之间的关系,可以通过改变线圈的匝数比来实现所需的电压变换。
除了电压变换外,铁心也起到了密封和固定线圈的作用,同时还减小了漏磁损耗并提高了变压器的效率。
总之,铁心在变压器中起到了传导、集中和改变磁场的作用,实现了电压的变换。
铁芯对变压器的作用变压器是电力系统中常见的电气设备,用于改变交流电的电压。
铁芯作为变压器的重要组成部分,起着关键的作用。
它不仅能提高变压器的效率,还能减少能量损耗和电磁干扰,保证电力系统的稳定运行。
铁芯在变压器中承担着磁路的作用。
它由硅钢片叠压而成,具有较高的导磁性能。
当变压器接通电源后,原辅线圈中的电流会在铁芯中产生磁场。
铁芯的导磁性能能够有效地集中和引导磁场线,使其尽量通过绕组和负载,从而实现电能的传递和变换。
铁芯的存在,使变压器能够实现高效的能量转换和传输,提高电力系统的效率。
铁芯还能减少能量损耗。
在变压器工作过程中,由于铁芯的导磁性能,磁场线能够集中在绕组和负载上,减少了磁场的散失。
这样能够有效地减少铁芯的磁滞损耗和涡流损耗,提高变压器的效率。
铁芯的导磁性能越好,能量损耗就越小。
因此,选用导磁性能良好的铁芯材料,对于降低能量损耗非常重要。
铁芯还能减少电磁干扰。
在变压器工作过程中,电流会在绕组中产生磁场,这个磁场会对周围的电子设备产生干扰。
铁芯能够有效地吸收和屏蔽这些干扰磁场,减少它们对周围设备的影响。
这对于保证电力系统的稳定运行和提高设备的可靠性非常重要。
总的来说,铁芯对变压器的作用是多方面的。
它能够提高变压器的效率,减少能量损耗和电磁干扰,保证电力系统的稳定运行。
因此,在设计和制造变压器时,选用合适的铁芯材料,并合理设计铁芯的结构,对于提高变压器的性能和质量具有重要意义。
需要注意的是,铁芯材料的选择和设计需要综合考虑多个因素,如成本、导磁性能、饱和磁感应强度等。
不同的应用场景可能需要不同类型的铁芯材料。
因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择适合的铁芯材料,并进行合理的设计和优化。
铁芯作为变压器的重要组成部分,具有多方面的作用。
它能够提高变压器的效率,减少能量损耗和电磁干扰,保证电力系统的稳定运行。
在设计和制造变压器时,需要充分考虑铁芯的导磁性能、材料选择和结构设计等因素,以满足实际需求。
变压器铁芯计算公式变压器铁芯的计算可是个挺有意思的事儿呢!在咱们深入了解变压器铁芯计算公式之前,先给您讲讲我之前遇到的一件小事儿。
有一次,我去一个小型工厂参观,看到工人们正在组装变压器。
其中一个年轻的工人小李,满头大汗,一脸苦恼。
我好奇地上去问了问,原来是他在计算铁芯尺寸的时候遇到了难题。
他手里拿着一堆数据,嘴里还不停地念叨着什么,看上去十分着急。
我凑过去看了看,发现他的计算方法有些混乱。
这就让我想到了咱们今天要说的变压器铁芯计算公式。
变压器铁芯的计算,那可是相当重要的。
如果计算不准确,变压器的性能可就大打折扣啦!首先,咱们来说说铁芯截面积的计算。
这通常用公式A = K√P 来计算,其中 A 是铁芯截面积,P 是变压器的功率,K 是一个系数,一般取值在 1.0 到 1.5 之间。
比如说,要是一台变压器的功率是 100 瓦,咱们取 K 为 1.2,那铁芯截面积 A 就等于1.2×√100 = 12 平方厘米。
再来说说铁芯的窗口面积。
这个计算就稍微复杂一点啦,一般用公式 B = I×N×S 来算,其中 B 是窗口面积,I 是电流,N 是匝数,S 是导线的截面积。
比如说电流是 5 安培,匝数是 100 匝,导线截面积是 2平方毫米,那窗口面积 B 就等于 5×100×2 = 1000 平方毫米。
还有铁芯的磁路长度,这得根据铁芯的形状来算。
如果是矩形铁芯,那就把各个边的长度加起来;要是环形铁芯,那就用公式L = π×(D + d) / 2 ,其中 D 是铁芯外径,d 是铁芯内径。
您看,这些公式听上去好像挺复杂,但只要咱们多练练,多算算,其实也没那么难。
就像那个年轻工人小李,经过我的一番讲解和他自己的努力,最终也算出了正确的铁芯尺寸,脸上露出了开心的笑容。
在实际应用中,还得考虑铁芯的材质、工作频率等因素。
不同的材质,导磁性能不一样,这也会影响到计算的结果。
变压器铁芯截面积减小
1. 磁通密度增加,变压器铁芯的截面积减小,意味着铁芯的磁通密度会增加。
磁通密度是指通过单位面积的磁通量,它与电压变换的效率和损耗有关。
当磁通密度增加时,铁芯中的磁场强度也会增加,从而提高变压器的效率。
2. 铁芯损耗增加,铁芯截面积减小会导致变压器的铁芯损耗增加。
铁芯损耗是指在变压器工作过程中,由于铁芯中的磁场变化而产生的能量损耗。
当截面积减小时,铁芯的磁场强度会增加,导致磁滞损耗和涡流损耗增加,从而使整个变压器的损耗增加。
3. 铁芯饱和可能发生更早,铁芯的截面积减小会导致磁通密度增加,当磁通密度达到铁芯材料的饱和磁感应强度时,铁芯就会饱和。
饱和意味着铁芯无法进一步增加磁通量,这会导致变压器的工作不稳定,并可能引起异常的温升和损坏。
4. 磁耦合减弱,变压器的工作原理是通过磁耦合来实现电能的传递和变换。
当铁芯截面积减小时,铁芯之间的磁耦合会减弱。
这会导致变压器的互感器比例关系发生变化,可能导致输出电压不稳定或变压器的整体性能下降。
总结起来,当变压器铁芯截面积减小时,会对变压器的效率、损耗、稳定性和性能产生影响。
因此,在设计和选择变压器时,需要综合考虑这些因素,以确保变压器的正常运行和性能满足需求。
变压器铁芯分类变压器是电力系统中常见的电气设备,它可以将交流电压从一级变换为另一级。
变压器铁芯是变压器的重要组成部分,它是用来传导磁通的,因此铁芯的材料和形状对变压器的性能具有重要影响。
下面将介绍变压器铁芯的分类。
1. 矩形铁芯矩形铁芯是最常见的一种变压器铁芯,它由许多相互平行、相邻两两垂直的薄片组成。
这些薄片通常采用高品质硅钢片制成,其表面经过特殊处理,以减少涡流损耗和焦耳损耗。
在制造过程中,这些薄片被粘合在一起,并且沿着四个边缘进行切割。
由于矩形铁芯结构简单、制造工艺成熟、成本低廉等优点,在低功率变压器中得到了广泛应用。
2. 非晶态合金铁芯非晶态合金铁芯是近年来新兴的一种材料,它由非晶态合金带材制成。
与矩形铁芯相比,非晶态合金铁芯具有更高的饱和磁感应强度、更低的磁滞损耗和涡流损耗等优点。
因此,在高功率变压器中得到了广泛应用。
但是,由于非晶态合金带材的制造工艺比较复杂,其成本也相对较高。
3. 环形铁芯环形铁芯是将矩形铁芯卷成环形而成的,它通常用于高频变压器或特殊变压器中。
与矩形铁芯相比,环形铁芯具有更小的漏磁通和更好的屏蔽性能。
但是,由于其制造工艺较为复杂,成本也相对较高。
4. 绕组式铁芯绕组式铁芯是将绕组直接包裹在磁心上而成的一种结构。
这种结构可以减少漏磁通和空气间隙,从而提高变压器的效率和性能。
但是,在制造过程中需要考虑到绕组与磁心之间的匹配问题,并且由于绕组式铁芯制造工艺较为复杂,因此成本也相对较高。
总的来说,变压器铁芯的分类主要包括矩形铁芯、非晶态合金铁芯、环形铁芯和绕组式铁芯。
不同的铁芯材料和结构可以适应不同的变压器应用场景,从而提高变压器的效率和性能。
变
压
器
设
计
姓名:周春亮
班级:电气102
学号:201007084224
画出如下变压器铁心和绕组的装配体
•一台S9—6300/35配电变压器。
•1)铁心数据:直径370mm,铁心窗高890mm,中心距650mm;
•2)绕组尺寸:低压绕组直径∅410/∅462
•高压绕组直径∅516/∅596
•绕组高度926mm
1.铁心设计
变压器铁心由硅钢片交错叠制而成,铁心截面为多级圆形,查中小型变压器设计手册,可得直径为370mm铁心叠级尺寸见表:
1.第一级铁芯草图绘制
1.相邻两级铁芯相比较,片宽需等距:两级片宽差/2;
2.拉伸长度即铁芯叠厚
3.铁芯共11级,片宽从第1—11级分别是:360,345,330,315,295,270,245,215,190,160,120(mm)
4.铁心总叠厚为
2×(44+24+16+14+14+15+12+12+8+8+8)=348(mm)5.先绘制一半铁芯图,然后通过“镜像”完成整个铁芯图的绘制。
第一级铁芯拉伸44mm
级和第一级片宽关系,等距7.5mm。
第二级铁芯和第一级铁芯相比较,片宽等距7.5mm,拉伸24mm,第二级铁芯拉伸后效果如图:
以此类推,逐步画出3级,4级,5级,,6级
7级,8级,9级,10级,11级铁芯拉伸后效果图.
铁芯拉伸后效果如图:
前视基准面为镜像面---镜像如图
绘制完成的铁芯图如下:
插入三个基准轴:基准轴1、基准轴2和基准轴3(为绕组装配做准备)
绘制上夹件装配体
绘制铁芯上夹件零件
绘制如图所示草图
原点处既是该草钢的中心点
绘制铁芯上夹件零件
槽钢侧壁开8个垂直孔,固定拉螺杆,如图(根据圆心点距原点距离350mm)
R=14mm
绘制铁芯上夹件零件
槽钢开2个水平孔,固定旁螺杆,如图R=10mm
绘制铁芯上下夹件零件绝缘
铁芯上夹件装配体
绘制下夹件装配体绘制下夹件零件
铁芯和上下夹件装配体如图
铁芯垫脚装配体设计
垫脚即变压器的器身的的立足,对于配电变压器,垫脚主要由底板、绝缘和支撑木块组成。
垫脚一般位于变压器铁芯柱的正下方,起支撑变
压器器身和器身在箱底定位作用。
垫脚装配体绘制步骤如下:
绘制垫脚底板零件
完成如下图所示的垫脚底板零件的设计
垫脚绝缘零件设计
垫脚木块零件设计
铁芯垫脚装配体如下图
器身绝缘木块的设计(8个)
器身绝缘木块在夹件和绕组之间,上下夹件通过
器身绝缘木块起压紧绕组作用。
变器身绕组的设计(3个)
绕组设计
旁螺杆装配体(4个)
拉螺杆装配体(8个)
绘制螺母
铁芯垫脚和铁芯的装配关系
绝缘木块和绕组的装配关系
变压器的总装配图。