最新小型单相变压器设计及相关计算
小型单相变压器设计及相关计算
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 ，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势21e e 和。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（í0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流í2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流í0，一部分为用来平衡í2，所以这部分电流随着í2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
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 。
（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、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。
2.3 阻抗变换
变压器的二次绕组接有阻抗模|Z L |的负载时，若忽略Z 1，Z 2和I 0，则 |Z L |=U 2/I 2=U 1/ (K 2*I 1)
U 1与I 1之比相当于从变压器一次绕组看进去的等效电阻模|Ze|=k 2|Z l | 可见，当负载直接接电源时，电源的负载阻抗模为|Z L |，通过变压器接电源时，相当于将组抗模增加到|Z L |的k 2倍，在电子技术中经常利用变压器的这一阻抗变换作用来实现“组抗匹配”
2、4电压比
N1——一次侧绕组的匝数； N2——二次侧绕组的匝数。
当N1＞N2时，Ku ＞l ，此时U1＞U2．这时的变压器称为降压变压器。 当N1＜N2时, Ku ＜1，此时U1＜U2，这时的变压器称为升压变压器。
3、 设计内容
计算内容有四部分：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。
3、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。 3、1、1 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
S 1=η2
S （单位为V ·A ） （3-2） 式中 S 1——变压器的额定容量；
η——变压器的效率，约为0.8～0.9，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。
表3-1 小容量变压器计算参考数据
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
I U I
U I U S n
n +++= (3)
3
2
2
2
（3-1）
式中S2——二次侧总容量（V·A）
U2,U3,……U n——二次侧各个绕组电压的有效值（V）；
I2,I3,……I n——二次侧各个绕组的负载电流有效值（A）。
3、1、3确定变压器的额定容量
变压器的二次容量为
式中 S2——变压器二次容量，VA：
U2、U3、…Un——二次各绕组电压有效值，v；
I2、I3、…In——二次仍各绕组电流有效值．A。
变压器在传递功率过程中，本身存在着铁损和铜损，故一次容量比二次容量大。
式中η——变压器的效率。η总是小于1，变压器的容量越小，η也越小，v的数值见表1:
表1：小容量变压器效率值
变压器的额定容量：
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）
小功率单相逆变电源毕业设计
德州职业技术学院 毕业设计（论文） （2012届毕业生） 题目小功率单相逆变电源的设计制作 指导教师张洪宝 系部电子与新能源工程技术系 专业应用电子技术 班级09级应用电子技术 学号 200902050124 姓名张艳霞 2011年 9月 19 日至 2011年 11月 18日共 9 周
该设计主要应用电力电子电路技术和开关电源电路技术有关知识。涉及模拟集成电路、电源集成电路、直流稳压电路、开关稳压电路等原理，充分运用芯片KA7500B的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管（N沟道增强型MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计的电路。该逆变电源的主要组成部分为：DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。 在工作时的持续输出功率为150W，具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。该电源的制造成本较为低廉，实用性强，可作为多种便携式电器通用的电源。 关键词：过热保护；过压保护；集成电路；振荡频率；脉宽调制
The main application of power electronic circuit design technology and switching power supply circuit technology knowledge. Involves analog integrated circuits, power supply integrated circuits, DC circuit, the switching regulator circuit theory, make full use of the chip KA7500B fixed frequency pulse width modulation circuit and FET (N-channel enhancement mode MOSFET) switching speed, no second breakdown, thermal stability, good benefits and the modular design of the circuit. The inverter main components: DC / DC circuit, input over-voltageprotection circuit, output over-voltage protection circuit, overheat protection circuit, DC / AC conversion circuit, oscillation circuit, full-bridge circuit. In the work of continuous output power of 150W, with a normal light work, output overvoltage protection, input over-voltage protection and thermal overload protection. The power of the relatively low manufacturing cost, practical, and a variety of portable electronic devices can be used as a common power supply. Keywords: thermal protection; over-voltage protection; integrated circuits; oscillation frequency; pulse width modulation
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
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 ≈=
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。
单相全桥逆变电路毕业设计
2008级应用电子技术 毕业设计报告 设计题目单相电压型全桥逆变电路设计姓名及 学号 学院 专业应用电子技术 班级2008级3班 指导教师老师 2011年05月1日
题目：单相电压型全桥逆变电路设计
目录 第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 (4) 第二章设计方案及其原理 2.1电压型逆变器的原理图 (5) 2.2电压型单相全桥逆变电路 (6) 第三章仿真概念及其原理简述 3.1 系统仿真概述 (6) 3.2 整流电路的概述 (8) 3.3 有源逆变的概述 (8) 3.4逆变失败原因及消除方法 (9) 第四章参数计算 4.1实验电路原理及结果图 (10) 第五章心得与总结 (14) 参考文献 (15)
第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 正电路广泛应用于工业中。整流与逆变一直都是电力电子技术的热点之一。桥式整流是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。常用来将交流电转化为直流电。从整流状态变到有源逆变状态，对于特定的实验电路需要恰到好处的时机和条件。基本原理和方法已成熟十几年了，随着我国交直流变换器市场迅猛发展，与之相应的核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注的焦点。 目前，整流设备的发展具有下列特点：传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。系统的设计已经由固定式演化成模块化，以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。高频开关整流器采用模块化设计、N1配置和热插拨技术，方便了系统的扩展，有利于设备的维护。由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。新旗舰、新技术、新材料的应用，使高频开关整流器跃上了一个新台阶。
自耦变压器容量算
自耦变压器容量算
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自耦变压器容量计算 一、二次绕组有共同耦合部分的变压器称为自耦变压器。和普通变压器不同，自耦变压器的绕组之间不仅有磁的联系，还有电的联系。通常，把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组。公共绕组和串联绕组共同组成自耦变压器的高压绕组。 公共绕组和串联绕组是通过电磁感应和电的直接连接两种关系耦合起来的，以改变一、二次电压和在一、二次之间传输电能。自耦变压器的串联绕组和公共绕组一般按同心式放置，因串联绕组与高压系统连接，它常布置在铁芯最外层。自耦变压器常用于高、低电压比较接近的场合，例如连接高电压、大容量且电压等级相差不大的电力系统，在工厂和实验室用作调压器和起动补偿器等。电力系统中，常见的有单相自耦变压器和三相自耦变压器，对超高压特大容量的自耦变压器，因受运输条件的限制一般都做成单相的。 由于普通双绕组变压器的一、二次绕组之间只有磁的联系而没有电的联系，功率的传递全靠电磁感应，因此其铭牌上所标称的额定容量就是绕组的额定容量，它取决于绕组的额定电压和额定电流。绕组容量是通过电磁感应从一次传递给二次的，它的大小决定了变压器的主要尺寸和材料消耗，是变压器设计的依据。
自耦变压器的容量是指它的输入容量或输出容量，与一般双绕组变压器的容量表达式相同，额定运行时为 SN=U1NI1N =U2NI2N (1) 根据串联绕组或公共绕组的电压、电流值，计算可得自耦变压器绕组的容量。 串联绕组的额定容量 (2) 公共绕组的额定容量 (3) 可见，虽然自耦变压器容量的表达式与普通双绕组变压器相同，但自耦变压器的容量却不等于它的绕组容量。公共绕组和串联绕组额定容量相等，但都比自耦变压器的额定容量小，这多出的部分1/kSN称为自耦变压器的传导容量，它是由一次侧通过电路直接传递给负载的，不需增加绕组容量。 综上所述，用自耦变压器联系两种电压网络时，因为一、二次绕组间除了磁的联系外，还存在着电的直接联系，从一次侧到二次侧的功率传递，一部分通过绕组间的电磁感应，一部分直接传导，其容量包括传导容量和电磁容量两部分。 传导容量：通过电路关系直接传递的视在功率，它占总容量的1/k，普通变压器没有这一部分。
毕业设计——5KVA单相变压器的设计分析
苏州工业职业技术学院 Suzhou Institute Of Industrral Techno'llogy 5KVA 单相变压器的设计分析 学生姓名: 专业班级: 数控11C1 学 号: 111021130 2014 年4月22日 部: 精密制造工程系 指导教师: 屠春娟、居正龙 王利杰
本人所呈交的5KVA单相变压器的设计分析,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名: 日期:
【摘要】 变压器调压装置、电源电压波动、线路电压损失等变化都可造成用户电压不稳定，影响用电设备正常工作，此时需调整输出电压以保证用户电压保持稳定。高压输电可以使电能集中，从而减小电能在传输的时候的损耗，但是高压电对普通家庭用电器以及电路有致命的伤害，所以变压器就应运而生了。单相变压器由于损耗小、容量小、重量轻等优势可以方便的深入负荷中心，而具有极强的适用性。本课题主要以单相变压器为研究对象，首先，介绍了单相变压器的应用和结构；其次，介绍了单相变压器的主要设计思路，包括客户要求、用途分析、材料分析、结构分析；然后，介绍了单相变压器各个参数的计算，包括铁芯、线圈、直流电阻、负载损耗（115度）、温升及散热能力、阻抗电压等的计算；最后，介绍了单相变压器的机械结构设计过程及装配过程。 【关键词】：变压器；计算；设计；装配;
2 15 16 17 目录 引言 ......................... 一、 变压器的介绍 ............. （一） 变压器的应用........... （二） 单相变压器的原 理........ （三） 单相变压器的结 构........ 二、 设计思路 ............... （一） ..................... 客 户要求 ..................... （二） ..................... 用途分析 ..................... （三） ..................... 材料分析 ..................... （四） ..................... 结构分析 ..................... 、单相变压器参数的计算.... 铁芯确定 .................... 线圈确定 .............. 直流电阻计算 ........... 负载损耗计算（115度） 温升及散热能力计算.... 阻抗电压计算 ............ （四） （五） （六） 四、机械结构设计过程 ......... （一） 线包草图绘制 .......... （二） 生成实体 .............. （三） 装配 .................. 总结 ......................... 参考文献 ..................... 谢辞 ......................... 10 11 12 12 13 13
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
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。
自耦变压器容量计算
自耦变压器容量计算 【摘要】为保证金属资源的可持续发展，大力研究自耦变压器有十分重要的现实意义。本文主要介绍自耦变压器的容量计算，对自耦变压器的原理以及自耦变压的优点进行论述，最后再根据举例，对自耦变压器的容量进行系统的分析。 【关键词】自耦变压器;容量计算;原理 0.引言 自耦变压器是一、二次边共用一部分绕组，可以实现升压或者降压变化的电力变压器。与普通变压器相比，普通变压器的原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上的联系，而自耦变压器的原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。总的来看，自耦变压器不仅减少了原材料的使用，更有利于磁电之间的联系。 1.自耦变压器的结构原理分析 自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1和N2，额定电压为U1N和U2N，额定电流为I1N和I2N，其变比为K=N1 /N2≈U1N/U2N.如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成了一台降压自耦变压器。 从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组；而绕组Aa 则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。 自耦变压器的变比为：Ka===K+1 式中：K=为双绕组变压器的变比。 与双绕组变压器相比，在变压器额定容量(通过容量)相同时，自耦变压器的绕组容量(电磁容量)比双绕组变压器的小；变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就是和绕组的容量有关，现在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少了，从而可以降低成本；由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率；由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积和运输安装的困难；反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量；效益系数越小。 通过以上分析，自耦变压器的变比越接近1就越好，一般以不超过2为宜。此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安全用电带来一定的困难，所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。 2.自耦变压器的基本方程 2.1电流关系 按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势m应等于串联绕组的磁动势W 与公共绕组的磁动势W之和。考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为N+N 3.自耦变压器的容量分析 自耦变压器的额定容量(又叫通过容量) 和绕组容量(又叫电磁容量)二者是
小型单相变压器的设计
电机学课程设计 总结报告 课题名称：小型变压器的设计 学生姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化班级： 指导老师：
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 _____________ 100 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
小型变压器课程设计
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。