小功率单相电源变压器的设计
课程论文
（小功率单相电源变压器的设计）
姓名谢锦华杨志华曾宏毅赵也有学号27 28 29 30
专业07电气工程及其自动化4班
成绩
指导教师许俊云程良鸿
设计时间：2周
小功率单相电源变压器的设计
1.设计要求
对设计内容2中的变压器设计，要求结合实验室提供的实物（该变压器为一台单相变压器，视载功率约为6V A ，原方额定电压220伏，副方额定电压9V ），上网查阅有关变压器的设计资料。对预设计变压器给出详细的理论计算。 包括：
1原副方额定电流计算 2铁芯截面积计算
3硅刚片的选择
4原、副方绕组匝数的计算 5原、副方绕组导线直径计算 6铁芯窗口面积核算
本次我们组预设计单相变压器参数：视载功率50V A ，原/副方额定电压220V/ 12V 。 2.变压器参数具体计算
2.1变压器输入视在功率p sr 的计算
变压器输出视在功率
p
sc
即为额定视在功率为50V A,根据下面公式即可算出原边视在功
率
η
p
p
sc
sr
=
即 sr P VA 5.628
.050
≈=
式中：η为变压器的效率，η总是小于1，对于功率为1KW 一下的变压器η=0.8~0.9
2.2变压器原边额定电流的计算
原边额定电流 1.2)~(1.11
U 1I p
?=
sr
0.311.1220
62.5
1I ≈?=
A 式中：U1为原边电压有效值，即就是外加电源电压，1.1~1.2是考虑到变压器空载励磁电流大小的经验系数 副边额定电流 1.2)~(1.12
U 2I p
?=sr
5.731.112
62.5
2I ≈?=
A
2.3变压器铁芯面积S 的计算
小型单相变压器常用E 型铁芯，他的中柱面积S 的大小与变压器总输出实在功率有关，即 P
SC
K
S = cm
2
14.14
502S ≈=
数k 的取值有两种方法:一种方法是根据硅钢片的好坏、若其磁通密度B m 低于1 T , K 取1. 25 左右;高于1 T , K 取2
据计算所得的S 值,还要结合实际情况来确定铁芯尺寸a 与b 的大小,因为变压器的铁芯截面积
b ?=a S
式中: a 铁芯中柱宽(cm) ; b ─铁芯净迭厚(cm) .
为使变压器不致太厚或太宽,一般取迭厚b 为其宽度a 的1. 5～2 倍,计算得a=2.66cm, b=5.32cm.由于铁芯用涂绝缘漆的硅钢片迭成,考虑到漆膜与钢片间隙的厚度,因此实际的铁芯厚度b ′应将b 除以0. 9 使其为更大些,即b ′≈1. 1b (cm)=5.85cm
2.4硅钢片的选择
不同的硅钢片所允许的Bm 值也不同,对于冷轧硅钢片(Bm 取1. 6～1. 8 T) ,优质硅钢片( Bm 取1～1. 2T) ,一般硅钢片(Bm 取0. 7～0. 8 T) .在此，我们决定选用优质硅钢片作为变压器铁芯。
2.5变压器匝数计算
变压器绕组每伏匝数的计算:
根据绕组感应电动势有效值 U ≈ E = 108
S Bm N f 44.4?
设S
Bm 4.44f U N 10N 8
0=
=表示变压器每感应1 V 电动势所需绕的匝数,即若把f = 50 Hz 代入上式,化简即得每伏匝数,
S
Bm 4.510N
5
?=
(1/ V)
3.181
4.144.510
10
N
4
50
≈??=
式中: S 为铁芯截面,单位:
cm
2
不同的硅钢片所允许的Bm 值也不同,对于冷轧硅钢片(Bm 取1. 6～1. 8 T) ,优质硅钢片( Bm 取1～1. 2T) ,一般硅钢片(Bm 取0. 7～0. 8 T) .对于副绕组中各绕组的匝数,因绕组内阻抗的压降,副边的每伏匝数须增加5 %～10 % ,则N
'0
=(1+5%)N 0
原绕组的匝数: ==U N N 1
01
)700(2203
.18匝=?
副绕组的匝数:
)40(121.053.18U
N N 2
'
2匝=??==
2.6变压器原副绕组导线直径的计算
根据通过各绕组的电流,选择导线的线径,通常的方法是查导线规格表,若没有表也可利
用计算方法决定铜导线的粗细,小功率电源变压器的导线容许通过的电流密度j = 2. 5～3 A/ mm2 ,所以知道了通过线圈的电流I 以后,由I/j 决定导线的截面积，又因为导线截面积等于
π
d
2
/4（d 是导线直径），因此d=1.13I/j,当j=2.5A/mm2时，d=0.72I
原边导线直径：0.39mm I172
.0d 1
==
副边导线直径：
1.54mm
I272.0d
2
== 2.7核算铁芯窗口是否能容纳所有绕组
核算变压器铁芯窗口容量,即核算铁芯窗口是否能容纳所有绕组. 设计算求得各绕组的
线径，则导线的总截面积为
cm 1.540.39N N d S 2
222
2121d 1.5840)700(400
)(400
≈?+?=
+=
π
π
考虑到导线之间有空隙存在以及各层之间绝缘物均占部分窗口面积，则导线实际占有面积为
K S t
d
,K
t
为小于1的常数，成为填充系数，容量为几瓦至几十瓦德变压器，K t
取0.2~0.3，
容量为几百至几千瓦时取0.34~0.4 如果窗口面积≥
Q K
S
t
d ,则表示窗口可容纳下各绕组，如
果Q <
K
S t
d ，则需要重选铁芯尺寸，我们取填充系数为0.2则
=
S 实cm K
S 2
t
d 7.90.2
1.58≈=
，若采用国产GEI226 型铁芯规格,其窗口面积cm
2
87.17.4hc Q =?==，则有Q >
S
实
,核算结果说明该种铁芯窗口可以容纳线包
3.收获与体会
通过这次电机拖动课程设计，我们通过查阅相关资料，系统的学习了有关变压器设计的一些基本计算，提高了我们对于电机学特别是变压器部分的知识的掌握。我们在翻阅资料时发现，现实变压器的设计计算中与课本学习到的理论知识有些不同，后来了解发现时因为课本上学习的主要是理论，让我们了解理想状态下变压器的模型，有利于我们的理解，而实际设计中因为要考虑实际应用从而需要考虑的因素很多，因此我们深刻发现将理论与实际相结合是非常重要的。总结这次课程设计，不仅加深了我们对变压器知识的理解，同时提高了我们的动手能力，希望今后多进行课程设计，进一步提高我们的能力。
单相变压器毕业设计
单相变压器毕业设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
目录 单相变压器的设计 摘要：本次设计的课题是单相变压器，基本要求是输入电压范围在24V到60V，功率为100W的单相升压变压器。首先要了解变压器的工作原理、结构和分类，
其次是变压器的设计步骤包括额定容量的确定；铁芯尺寸的选定；绕组的匝数与导线直径；绕组（线圈）排列及铁芯尺寸的确定。 关键词：变压器基本原理设计步骤 前言 随着科学技术进步，电工电子新技术的不断发展，新型电气设备不断涌现，人们使用电的频率越来越高，人与电的关系也日益紧密，对于电性能和电气产品的了解，已成为人们必需的生活常识。 变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能，以满足不同负载的需要。在电力系统中，变压器是一个重要的电气设备，它对电能的经济传输，灵活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人们能够方便地解决输电和用电这一矛盾。 输电线路将几万伏或几十万伏高电压的电能输送到负荷区后，由于用电设备绝缘及安全的限制，必需经过降压变压器将高电压降低到适合于用电设备使用的低电压。当输送一定功率的电能时，电压越低，则电流越大，电能有可能大部分消耗在输电线路的电阻上。为此需采用高压输电，即用升压变压器把电压升高输电电压，这样能经济的传输电能。 它的种类很多，容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安；电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。如果按变压器的用途来分类，几种应用最广泛的变压器为：电力变压器、仪用互感器和其他特殊用途的变压器；如果按相数可以分为单相和三相变压器。不管如何进行分类，其工作原理及性能都是一样的。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
电气工程--小型单相变压器设计原理
东北石油大学 课程报告
2011年7 月15 日
目录 1、小型单相变压器 (1) 2、变压器的工作原理 (1) 2.1 电压变换 (1) 2.2 电流变换 (2) 3、变压器的基本结构 (2) 4、设计内容 (3) 4.1 额定容量的确定 (3) 4.2 铁心尺寸的选定 (4) 4.3 绕组的匝数与导线直径 (6) 4.4 绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定 (7) 5、实例计算 (8) 6、结论 (10) 7、心得体会 (10) 参考文献 (12) 附录 (13)
1、小型单相变压器 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[1] 。 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。 2、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 [2-4] 。 文献[5]所述，变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。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1 N ，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。 2.1 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） （2） （3） （4）
小功率隔离电源 及 MAX13256的变压器计算方法
MAX13256变压器计算方法 MAX13256是MAXIM公司为方便终端客户灵活设计低功率隔离电源而推出的一款桥式整流模式控制器。设计理念基于将DC电压全桥整流为AC，再通过变压器偶合到副边，再通过桥式整流成DC。整个电路拓扑简洁，效率高（90%以上），可使能，可同步，隔离耐压级别灵活设计。由于是定电压输出（变压器匝比决定输入输出关系，在高精度应用场合，需要在终端加一级LDO） 可以将MAX13256的整体电路等效为如下电路： 1．计算变压器匝比 如果不考虑整流管压降，以及半波过程中电压上升和下降的斜率，理想状态下： V1/V2= ?; 其中?=变压器匝比。 但是由于存在整流管压降，以及整流过程中电压上升和下降的斜率，导致即使1：1的变压器匝比，常规应用的输出也会比输入低1V左右（评估板实验数据是1.2V）。这里的误差因素如下（设为ɑ）： 1）整流管导通压降--- 查整流管手册 2）整流过程中电压上升和下降存在斜率（对应每个周期的电压建立时间），导致电压会偏低--- 需要根据面积算一下。 3）变压器饶制时，圈数无法严格保证是整圈（所以在变压器的效率和体积允许的前提下，圈数越多，匝比精度越好）。 典型高精度应用匝比计算（如上所述，V1/(V2+ɑ)= ?）。 24V转3.3V 需要考虑预留1.5V的压降给LDO，也就是考虑V2=3.3V+1.5V = 4.8V。ɑ取1.2。
? = V1/(V2+ɑ) = 4:1 24V转12V 需要考虑预留3V的压降给LDO(电压越高，LDO需要的压降越大)，也就是考虑V2=12V+3V = 15V。ɑ取1.2。 ? = V1/(V2+ɑ) = 1.48 ≈1.5 ; 也就是3:2 24V转5V 需要考虑预留2V的压降给LDO(电压越高，LDO需要的压降越大)，也就是考虑V2=5V+2V = 15V。ɑ取1.2。 ? = V1/(V2+ɑ) = 2.92 ≈3 ; 也就是3:1 2．计算变压器线径： 3. 变压器圈数（不用留气隙，电感量不是强制指标） 全桥式变压器开关电源的工作原理与推挽式变压器开关电源的工作原理是非常接近的，只是变压器的激励方式与工作电源的接入方式有点不同；因此，用于计算推挽式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的数学表达式，同样可以用于全桥式变压器开关电源变压器初级线圈N1绕组匝数的计算。 全桥式变压器开关电源与推挽式开关电源一样，也属于双激式开关电源，因此用于全桥式开关电源的变压器铁心的磁感应强度B，可从负的最大值-Bm，变化到正的最大值+Bm，并且变
最佳低频变压器设计方法
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
电机与变压器教 案2 (小型单相变压器的制作)
教案正页序号2
教案附页 2、小型变压器的设计 四、课题 所需的相 （一）自耦变压器 1、单相自耦变压器 2、三相自耦变压器自 压 仅 降压，只要 入、输出对 下，就变成 压 器。
入低压侧，这是很不安全的，所以低压侧应有防止过电压的保护措施。 2)如果在自耦变压器的输入端把相线和零线接反，虽然二次侧输出电压大小不变，仍可正常工作，但这时输出“零线”已经为“高电位”，是非常危险的。 （3）. 自耦变压器输出功率 S2=U2I2=U2(I+I1)=U2 I +U2I1=S’2+S’’2 S’2为绕组之间电磁感应传递的能量，而S’’2为电路直接从一次侧传递的能量。 从U2I1= S’’2可导出：S’’2=S2/K 通常，自耦变压器变比K=1.2~2的状态下，优点明显。（二）仪用互感器 1、电流互感器工作原理 电流互感器结构上与普通双绕组变压器相似，也有铁心和一次侧、二次侧绕组，但它的一次侧绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗。电流互感器的二次侧绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路，由于这些线圈的阻抗都很小，所以二次侧近似于短路状态。由于二次侧近似于短路，所以互感器的一次侧的电压也几乎为零，因为主磁通正比于一次侧输入电压，总磁势为零。 2、电压互感器工作原理路中，流电流，被
电压互感器的原理和普通降压变压器是完全一样的，不同的是它的变压比更准确；电压互感器的一次侧接有高电压，而二次侧接有电压表或其他仪表(如功率表、电能表等)的电压线圈。因为这些负载的阻抗都很大，电压互感器近似运行在二次侧开路的空载状态， U2为二次侧电压表上的读数，只要乘变比K就是一次侧的高压电压值。 仪用互感器的结构和使用注意事项比较 比较 内容 电流互感器电压互感器 结构一次绕组匝数很少，只 有一匝到几匝，导线都 很粗，串联在被测的电 路中; 二次绕组匝数 较多，二次侧近似于短 路状态。运行中二次侧 不得开路。一次侧接有高电压，而二次侧近似开路状态，运行中，二次侧不能短路。
单相变压器毕业设计
目錄 摘要 (2) 前言 (2) 1.变压器的工作原理及分类 (3) 1.1变压器的基本工作原理 (3) 1.2变压器的分类 (4) 2.变压器的基本结构 (4) 2.1铁芯 (4) 2.2绕组 (5) 2.3其他 (5) 3.设计的内容 (5) 3.1 额定容量的确定 (5) 3.1.1 二次侧总容量 (5) 3.1.2一次绕组的容量 (6) 3.1.3变压器的额定容量 (6) 3.1.4一次电流的确定 (6) 3.2铁芯尺寸的选定 (7) 3.2.1计算铁芯截面积A (7) 3.3 绕组的匝数与导线直径 (9) 3.3.1绕组的匝数计算 (9) 3.3.2导线直径的计算 (9) 3.4 绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定 (11) 4.结论 (12) 参考文献 (13)
單相變壓器的設計 摘要：本次設計的課題是單相變壓器，基本要求是輸入電壓範圍在24V到60V，功率為100W 的單相升壓變壓器。首先要瞭解變壓器的工作原理、結構和分類，其次是變壓器的設計步驟包括額定容量的確定；鐵芯尺寸的選定；繞組的匝數與導線直徑；繞組（線圈）排列及鐵芯尺寸的確定。 關鍵字：變壓器基本原理設計步驟 前言 隨著科學技術進步，電工電子新技術的不斷發展，新型電氣設備不斷湧現，人們使用電的頻率越來越高，人與電的關係也日益緊密，對於電性能和電氣產品的瞭解，已成為人們必需的生活常識。 變壓器是一種靜止的電氣設備，它是利用電磁感應原理把一種電壓的交流電能轉變成同頻率的另一種電壓的交流電能，以滿足不同負載的需要。在電力系統中，變壓器是一個重要的電氣設備，它對電能的經濟傳輸，靈活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人們能夠方便地解決輸電和用電這一矛盾。 輸電線路將幾萬伏或幾十萬伏高電壓的電能輸送到負荷區後，由於用電設備絕緣及安全的限制，必需經過降壓變壓器將高電壓降低到適合於用電設備使用的低電壓。當輸送一定功率的電能時，電壓越低，則電流越大，電能有可能大部分消耗在輸電線路的電阻上。為此需採用高壓輸電，即用升壓變壓器把電壓升高輸電電壓，這樣能經濟的傳輸電能。 它的種類很多，容量小的只有幾伏安，大的可達到數十萬千伏安；電壓低的只有幾伏，高的可達幾十萬伏。如果按變壓器的用途來分類，幾種應用最廣泛的變壓器為：電力變壓器、儀用互感器和其他特殊用途的變壓器；如果按相數可以分為單相和三相變壓器。不管如何進行分類，其工作原理及性能都是一樣的。變壓器是通過電磁耦合關係傳遞電能的設備，用途可綜述為：經濟的輸送電能、合理的分配電能、安全的使用電能。實際上，它在變壓的同時還能改變電流，還可改變阻抗和相數。小型變壓器指的是容量1000V.A以下的變壓器。最簡單的小型
教你如何判别电源变压器参数
怎样判别电源变压器参数 电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记，日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。 一、识别电源变压器 １．从外形识别常用电源变压器的铁芯有Ｅ形和Ｃ形两种。Ｅ形铁芯变压器呈壳式结构（铁芯包裹线圈），采用Ｄ４１、Ｄ４２优质硅钢片作铁芯，应用广泛。Ｃ形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯，磁漏小，体积小，呈芯式结构（线圈包裹铁芯）。两者的外形见图１。２．从绕组引出端子数识别电源变压器常见的有两个绕组，即一个初级和一个次级绕组，因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰，初、次级绕组间往往加一屏蔽层，其屏蔽层是接地端。因此，电源变压器接线端子至少是４个。 ３．从硅钢片的叠片方式识别Ｅ形电源变压器的硅钢片是交*插入的，Ｅ片和Ｉ片间不留空气隙，整个铁芯严丝合缝，见图２。音频输入、输出变压器的Ｅ片和Ｉ片之间留有一定的空气隙，这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于Ｃ形变压器，一般都是电源变压器。 二、功率的估算 电源变压器传输功率的大小，取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积，不论是Ｅ形壳式结构，或是Ｅ形芯式结构（包括Ｃ形结构），均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面（矩形）面积，如图３的Ｓ面所示。在测得铁芯截面积Ｓ之后，即可按Ｐ＝Ｓ2／１．５估算出变压器的功率Ｐ。式中Ｓ的单位是ｃｍ2。 例如：测得某电源变压器的铁芯截面积Ｓ＝７ｃｍ2，估算其功率，得Ｐ＝Ｓ2／１．５＝７2／１．５＝３３Ｗ 剔除各种误差外，实际标称功率是３０Ｗ。 三、各绕组电压的测量 要使一个没有标记的电源变压器利用起来，找出初级的绕组，并区分次级绕组的输出电压是最基本的任务。现以一实例说明判断方法。 例：已知一电源变压器，共１０个接线端子。试判断各绕组电压。 第一步：分清绕组的组数，画出电路图。 用万用表Ｒ×１挡测量，凡相通的端子即为一个绕组。现测得：两两相通的有３组，三个相
设计变压器的基本公式精编版
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：
小型单相变压器设计与相关计算
小型单相变压器设计 1、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. 1。1 变压器的基本结构 1、1、1主要组成 (1) 铁心 为了减少铁损耗，变压器的贴心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶体片制成.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，乡邻两层硅钢片的接缝要相互错开。 (2)绕组 变压器的绕组用绝缘导线或扁导线绕成，实际变压器的高，低压绕组并不是分装在两个铁心柱上，而是同心地套在同一个铁心柱上的。为了绝缘的方便，通常低压绕组在里面,靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。(3)其他 除铁心和绕组外，因容量和冷却方式的不同,还需要增加一些其他部件，例如外油绝缘套等等. 1、1、2主要类型
按相数的不同，变压器可分为单向相变压器和三相变压器等。 按每相绕组数量的不同，变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。 按结构形式的不同，变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器的特点是绕组包围着铁心。脆变压器用铁量较少，构造简单，绕组的安装和绝缘比较容易，多用于容量较大的变压器中。壳式变压器的特点是铁心包围绕组。脆变压器用铜量少，多用于小容量变压器中。 2、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,副绕组匝数为。 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，产生电流，建立磁通,沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势。
小功率变压器设计
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）
1000W以下小型电源变压器的四种绕制方法
1000W以下小型电源变压器的 四种绕制方法 江苏省泗阳县李口中学沈正中 一、电源变压器绕制 方法一：已知变压器铁芯截面积
注：经桥式整流电容滤波后的电压约是原变压器次级电压的 1.4倍。 方法二：制作一定功率的变压器 1.求铁芯面积 铁芯截面积S＝是被线圈套着部位铁芯的截面积，单位：cm2，P为输出功率，单位：W )； 2.求线圈匝数 铁芯的磁感应强度可取（7000-10000Gs），通常取8000Gs,每伏匝数T＝450000/（8000×铁芯截面积S）； 3.求导线直径 同方法一。 例如：制作功率为20W的变压器，输出电压50V。 1.求铁芯面积 铁芯截面积S＝＝1.25×20＝1.25×4.472≈5.6 cm2 2.求线圈匝数（磁感应强度取8200高斯） 每伏匝数T＝450000/（8000×S）＝450000/（8200×5.6）≈9.8匝
注：下表磁感应强度B取9600 Gs 20 5.6 8.4 0.2 1848 484
例如：制作功率为20W的变压器，输出电压50V。 查上表，根据表中红色一行数据进行绕制即可。 方法四：利用图表数据制作变压器（2） 也可利用下面的“图1或图2”来计算。 如：设计一个30瓦的变压器，铁芯面积可直接从图中刻度线上得到6.8㎝2； 如果采用比较 好的铁芯片， 磁通密度可取 10000高斯， 在磁通密度的 刻度线上找到 10000Gs这个 点；在变压器 电功率的刻度 线上找到30 瓦这个点，连 接这两点，交 每伏匝数刻度 线于6.7，也就 是说每伏应该 绕6.7匝。 另外，导线的 直径可以根据 各个线圈使用 的电流，从图 中的刻度线上图1
变压器的设计实例
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。 PCbfans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； 1
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强度虽然高，但在假定测试频率和整个磁通密度测试范围内，它们呈现铁损最高，因此，受到高功率密度和高效率制约，它们也不宜采用。虽然铁氧体材料损耗比坡莫合金大些，饱和磁感应强度也比非晶合金和超微晶材料低，但铁氧体材料价格便宜，可以做成多种几何形状铁芯。对于大功率、低漏磁变压器设计，用E-E型铁氧体铁芯制成变压器是最符合其要求，而且E-E型铁芯很容易用铁氧体材料制作。所以，综合来考虑，变换器变压器磁芯选择功率铁氧体材料，E-E型。 2.2 工作磁感应强度确定 工作磁感应强度Bm是开关电源变压器设计中一个重要指标，它与磁芯结构形式、材料性能、工作频率及输出功率因素有关关。若工作磁感应强度选择太低，则变压器体积重量增加，匝数增加，分布参数性能恶化；若工作磁感应强度选择过高，则变压器温升高，磁芯容易饱和，工作状态不稳定。一般情况下，开关电源变压器Bm值应选在比饱和磁通密度Bs低一些，对于铁氧体材料，工作磁感应强度选取一般在0.16T 到0.3T之间。在本设计中，根据特定工作频率、温升、工作环境等因素，把工作磁感应强度定在0.2 T。 3 变压器主要设计参数计算 3.1 变压器计算功率 开关电源变压器工作时对磁芯所需功率容量即为变压器计算功率，其大小取决于变压器输出功率和整流电路形式。变换器输出电路为全波整流，因此 2
小型单相变压器的绕制资料
实训八、小型单相变压器的绕制 小型单相变压器的绕制分设计制作和重绕修理制作两种，无论那种，其绕制工艺都是相同的。设计制作是将使用者的要求作为依据，以满足要求进行设计计算后再绕制；而重绕修理制作是以原物参数作为依据，进行恢复性的绕制。下面先学习设计制作方式的变压器绕制。 一、小型单相变压器的设计制作 小型单相变压器的设计制作思路是：由负载的大小确定其容量；从负载侧所需电压的高低计算出两侧电压；根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸。经过一系列的设计计算，为制作提供足够的技术数据，即可做出满足需要的小型单相变压器。 （一）设计计算 1、计算变压器输出容量2S 输出容量的大小受变压器二次侧供给负载量的限制，多个负载则需要多个二次侧绕组，各绕组的电压、电流分别为22I U 、，33I U 、，44I U 、，..，则2S 为 ++=33222I U I U S （VA ） 2、估算变压器输入容量1S 和输入电流1I 对小型变压器，考虑负载运行时的功率损耗（铜耗及铁耗）后，其输入容量1S 的计算式为 η2 1S S = （VA ） 式中：η——变压器效率，始终小于1，kVA 1以下的变压器9.0~8.0=η。 输入电流I 1的计算式为 11 1) 2.11.1(U S I -= （A ） 式中：U 1——一次侧电压的有效值，V 。 3．变压器铁心截面积的计算及硅钢片尺寸的选用 (a)截面积的计算 小型单相变压器的铁心多采用壳式，铁心中柱放置绕组。铁心的几何形状如图1-11-1所示。它的中柱横截面 Fe A 的大小与变压器输出容量S 2的关系为 2S k A Fe =（cm 2） 式中：k ——经验系数，大小与S 2有关，可参考表1-11-1
变压器的设计
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
小功率单相电源变压器的设计
课程论文 （小功率单相电源变压器的设计） 姓名谢锦华杨志华曾宏毅赵也有学号27 28 29 30 专业07电气工程及其自动化4班 成绩 指导教师许俊云程良鸿 设计时间：2周
小功率单相电源变压器的设计 1.设计要求 对设计内容2中的变压器设计，要求结合实验室提供的实物（该变压器为一台单相变压器，视载功率约为6V A ，原方额定电压220伏，副方额定电压9V ），上网查阅有关变压器的设计资料。对预设计变压器给出详细的理论计算。 包括： 1原副方额定电流计算 2铁芯截面积计算 3硅刚片的选择 4原、副方绕组匝数的计算 5原、副方绕组导线直径计算 6铁芯窗口面积核算 本次我们组预设计单相变压器参数：视载功率50V A ，原/副方额定电压220V/ 12V 。 2.变压器参数具体计算 2.1变压器输入视在功率p sr 的计算 变压器输出视在功率 p sc 即为额定视在功率为50V A,根据下面公式即可算出原边视在功 率 η p p sc sr = 即 sr P VA 5.628 .050 ≈= 式中：η为变压器的效率，η总是小于1，对于功率为1KW 一下的变压器η=0.8~0.9 2.2变压器原边额定电流的计算 原边额定电流 1.2)~(1.11 U 1I p ?= sr 0.311.1220 62.5 1I ≈?= A 式中：U1为原边电压有效值，即就是外加电源电压，1.1~1.2是考虑到变压器空载励磁电流大小的经验系数 副边额定电流 1.2)~(1.12 U 2I p ?=sr 5.731.112 62.5 2I ≈?= A 2.3变压器铁芯面积S 的计算 小型单相变压器常用E 型铁芯，他的中柱面积S 的大小与变压器总输出实在功率有关，即 P SC K S = cm 2 14.14 502S ≈=
单相变压器设计
物理与电子工程学院 《XXXXXXX》课程设计报告书 设计题目：位置随动系统串联校正 专业：电子信息科学与技术 班级： 09电科本1 学生姓名: 学号: 指导教师： 年月日
物理与电子工程学院课程设计任务书专业：班级：
摘要 随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的，主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，导弹制导、火炮瞄准等。在现代计算机集成制造系统（CIMC）、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用。 位置随动系统要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性为位置随动系统的主要特征。 本次课程设计以位置随动系统为例，研究控制系统的串联校正方法，并对位置随动系统校正前后的性能进行分析。 关键词：随动系统；串联校正；相角裕度；
目录 1 位置随动系统.............................................. 1.1 位置随动系统工作原理...................................... 1.2 各部分传递函数............................................ 1.3 位置随动系统结构.......................................... 1.4系统MATLAB建模............................................ 1.5校正前系统仿真............................................. 2 系统校正.................................................. 2.1 校正网络设计.............................................. 2.2 校正后系统仿真............................................ 3 校正前后性能比较.......................................... 3.1 频域分析.................................................. 3.2 时域分析.................................................. 4 总结及体会................................................ 参考文献.....................................................
单项变压器的设计说明
1. 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）。当交流变压器U 1 加到一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中产生感应 电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流I 2流出，负载端电压即为U 2 。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N 1，副绕组匝数为N 1 。 图（1）变压器结构示意图 图（2）变压器简化电路图1.1电压变换 当一次绕组两端加上交流电压U 1时，绕组中通过交流电流I 1 ，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，主磁通在一次绕组中产生感应电动势e1。u1、i1、e1等的参考方向的设定与交流铁心线圈电路相同。 E1=-j4.44N1fΦ（1-1）
dt d 1 11N -e u Φ == （1-2） dt d 222N e u Φ =-= （1-3） 变压器一、二次绕组的电动势之比称为变压器的电压比，K 为变比。 K N N E E U U 2 1 2121=== （1-4） K U U 1 2= （1-5） 说明只要改变原、副绕组的匝数比,也就是改变N1、N2，就能按要求改变电压。 1.2电流变换 变压器在工作时，二次电流I 2的大小主要取决于负载阻抗模|Z 1|的大小，而一次电流I 1的大小则取决于I 2的大小。 又因 2211I U I U = （1-6） 所以 21 2 1I I U U = （1-7） 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。
小功率变压器设计
小功率变压器的功率范围和初级线径选择 小功率变压器的功率范围一般在250V A以下。 采用EI铁心的一般小功率变压器，初级和次级绕制在铁心的中心柱上，散热条件较差，为了控制变压器在工作时的负荷温升，应按下表选择变压器的绕组导线载流量 电源电压100V时，变压器温升在50℃左右的功率和初级绕组导线载流密度 表1： P:100VΔT=35℃ΔT=40℃ΔT=45℃ΔT=50℃定格容量 V A I= A J=A/mm2φ~mm J=A/mm2φ~mm J=A/mm2φ~mm J=A/mm2φ~mm 30.030 4.900.09 5.100.09 5.200.09 5.300.08 40.040 4.700.10 4.800.10 5.000.10 5.200.10 50.050 4.500.12 4.700.12 4.800.12 5.000.11 60.060 4.300.13 4.400.13 4.600.13 4.800.13 70.070 4.100.15 4.300.14 4.500.14 4.700.14 80.080 3.900.16 4.100.16 4.300.15 4.500.15 90.090 3.800.17 4.000.17 4.200.17 4.400.16 100.100 3.700.19 3.900.18 4.100.18 4.300.17 150.150 3.400.24 3.600.23 3.900.22 4.100.22
200.200 3.200.28 3.400.27 3.600.27 3.800.26 250.250 3.000.33 3.200.32 3.500.30 3.700.29 300.300 2.800.37 3.100.35 3.300.34 3.600.33 400.400 2.700.43 2.900.42 3.200.40 3.400.39 500.500 2.500.50 2.800.48 3.100.45 3.300.44 700.700 2.400.61 2.600.59 2.900.55 3.100.54 100 1.000 2.200.76 2.400.73 2.700.69 3.000.65 150 1.500 2.000.98 2.300.91 2.600.86 2.800.83 200 2.000 1.90 1.16 2.20 1.08 2.50 1.01 2.700.97 250 2.500 1.80 1.33 2.10 1.23 2.30 1.18 2.60 1.11