小型单相变压器的设计和绕制报告[版]_小型单相变压器的设计

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小型单相变压器的设计和绕制

班 级: 姓 名： 学 号： 指导 教师： 赵炜平 日 期： 6月21日

目录

一、小型单相变压器简介

二、变压器的基本结构及工作原理

三、实例计算

四、结论

五、心得体会

一、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，它的用途非常广泛变压器是电能输配的主要电器设备。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和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组构成。

二、变压器的基本结构及工作原理

一般的电力变压器是由铁心、绕组及其附件组成的。铁心构成变压器的磁路部分，绕组构成变压器的电路部分。

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N1，副绕组匝数为N2。

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。

三、实例计算

如上图所示，已知：SN100VA

U122V0 U224V

U336V

U4110V

1、计算变压器的额定容量SN100VA2、铁芯截面的计算及铁芯片的选择（磁密的选择）①计算铁心截面积A A＝κ0SN

截面积计算系数K0的估算值可以取K0=1.35因此，A＝κ0SN=1.35100=13.5（cm2）

② 铁心中柱宽度a与铁心叠厚b的计算,根据表3.参数a、b的选取可以近似取a=28mm 因此，b=110F/a=110*13.5/28=53.03 mm 此时b/a=53.03/28=1.89满足b=(1.2~2)a的通常要求。③铁芯片的选择

由于是小容量变压器，所以其铁心形式采用壳式。

3、计算绕组线圈匝数

①求出每伏电压应绕的匝数 N103450000 N0= 3（匝/V）AE4.44fBmABm式中的Bm=1.1T(铁心材料国热轧硅钢片)②根据N0和各线圈额定电压求出各线圈的匝数

N1=N0U1=3*220=660 N2=（1.05~1.10）N0 U2=1.10*3*24=80 N3=（1.05~1.10）N0 U3=1.10*3*36=119 N4=（1.05~1.10）N0 U4=1.10*3*110=3634、计算导线直径d 导线的截面积：Ac=I/j.S =1.15*117.65/220=0.615(A)U1 Ac1=0.615/2.5=0.246 mm2 I1(1.1~1.2)d1II1.130.715I0.56mm jj同理可求：Ac2=2.25 mm2 d2=1.70 mm Ac3=1.50 mm2 d3=1.39 mm Ac4=0.49 mm2 d4=0.62mm 4 根据所求解的数据：可取原边的材料为高强度聚酯包线QZ0.07副边的材料为高强度聚酯包线QZ0.115、核算变压器绕组所占铁芯窗口的面积

对一般的小型电源变压器，其工作环境、温升情况无特殊要求，工作电压为220V，其间绝缘可用牛皮纸，其厚度为0.07mm，线圈间的绝缘 可采用2-3层牛皮纸或0.12mm的青壳纸，采用现成的16x28线圈框架。

①根据选定的铁心窗高h计算没层可绕的匝数ni N10.9[h(2~4)]0.9x[423]/0.6852（匝）

d10.9[h(2~4)]0.9x[423]/1.8220（匝）N2d20.9[h(2~4)]0.9x[423]/1.5124（匝）N3d30.9[h(2~4)]0.9x[423]/0.7448（匝）N4d4

②每组绕组需绕的层数mi为：

M1=N1/n1=660/52=13(层)M2=N2/n2=80/20=4(层)M3=N3/n3=119/24=5(层)M4=N4/n4=363/48=8(层)③每绕组厚度

timi(dii)=13x(0.68+0.07)+0.12=9.87(毫米)

timi(dii)=4x(1.82+0.07)+0.12=7.68（毫米）



timi(dii)=5x(1.51+0.07)+0.12=8.02（毫米）

timi(dii)=8x(0.74+0.07)+0.12=6.6(毫米)④所有总绕组的t为：

t(t0t1t2...tn)(1.1~1.2)

=1.2x(1+9.87+7.68+8.02+6.6)=39.8(毫米)⑤变压器绕组所占铁芯窗口的面积为：S=h*t=42x39.8=1671.66、如何绕制

（a）起绕时，在导线引线头上压入一条用青壳纸或牛皮纸片做成的长绝缘折条，（b）绕线时，通常按照一次侧绕组→静电屏蔽→二次侧高压绕组→二次侧低压绕组的顺序，依次叠绕。当二次侧绕组的组数较多时，每绕制一组用万用表检查测量一次。

(c)每绕完一层导线，应安放一层层间绝缘，并处理好中间抽头，导线自左向右排列整齐、紧密，不得有交叉或叠线现象，绕到规定匝数为止。

(d)绕组线头的紧固

(e)绕组线尾的紧固

(f)当绕组绕至近末端时，先垫入固定出线用的绝缘带折条，待绕至末端时，把线头穿入折条内，然后抽紧末端线头

(g)取下绕组，抽出木质芯，包扎绝缘，并用胶水粘牢。

绕线的方法

对无框骨架的，导线起绕点不可紧靠骨架边缘；对有边框的，导线一定要紧靠边框板。

如图引出线的连接 绕线时，绕线机的转速应与掌握导线的那只手左右摆动的速度相配合，并将导线稍微拉向绕组前进的相反方向约5°左右，以便将导线排紧。

四、结论

通过上面的设计可知：有容量的选择；铁芯截面的计算及铁芯片的选择（磁密的选择）；计算每个绕组匝数;

一、二次电流的绕组导线截面的选择；根据已知绕组的匝数、线径、绝缘厚度等核算变压器绕组所占铁芯窗口的面积；最后计算铁芯和绕组的重量。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。变压器的效率80%~90%。对小容量变压器应考虑内部压降，为使在额定负载时二次侧有额定电压应适当的增加二次侧绕组匝数，约增加5%~10%的匝数。通过铜损的测定可知，小型变压器的的质量可以从他的空载损耗和短路损耗判断出来，越小越好，同时工作温度也会低，并有很好的负载，通过空载电流的测定，铁损较大的变压器，发热量大，安培匝数设计要是不合理，空载电流会大增，就会造成温升增大，有损寿命。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。

五、心得体会

在这一星期的设计过程中让我知道了变压器的一些相关东西。在此过程中，通过查找大量资料，请教老师，以及不懈的努力，不仅培养了独立思考，动手设计的能力，在各种其他的能力上也都有了不同程度的提高，更重要的是在设计的过程中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最为实用的，真的是受益匪浅，要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践、在学习、在实践。

通过本次课程设计，我掌握了查阅资料的本领，在编辑公式与排版过程中大量运用计算机基础知识，同时，我也对其进行了学习，另外在本次设计过程中我深深感受到合作在工作中的作用于队友合作更是一件快乐的事情，只有彼此都努力维护才能将大家作品做的更加完美，而团队合作也是当今社会所提倡的。而这些正是我们这些新时代的大学生所缺乏的。但是经过这次的实训，我相信自己在这方面得到了显著地进步这将是我在这次实训中的最大收获。

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