变压器设计 - (完整版) -
开关电源变压器设计资料完整版
工频变压器与高频变压器的比较﹕
工频
高频
E＝4.4f N Ae Bm f=50HZ
E＝4.0f N Ae Bm f=50KHZ N Ae Bm
效率﹕ 功率因素﹕
η=60-80 % (P2／P2+Pm+ PC) Cosψ=0.6-0.7 (系统 100W 供电 142W)
η>90% ((P2／P2+Pm) Cosψ>0.90 (系统 100W 供电 111W)
非隔离:P-S 共用地﹐俗稱熱底板
P=300V
220V*√2-VD
S1
分
立
元
件
震 蕩
F－
取樣
S2
二.激励方式: 自激勵﹕用變壓器 F+自激勵震蕩
P=300V
S1=1120V V
分
立
元 件
F＋
激勵
S2=57V S3=16V
它激勵﹕用集成 IC 它激勵間歇震蕩
P=300 V
F+=5V V
S1=18250V V
P=300V 220V*√2-VD
分
立
元
F+=5
件 V激勵
F-= 12V 取樣
S1=120V
P=300 V
S2=26V S3=16V
F＋ =8V
IC
S1=18250V V
S3= +20V S4= +12V
S2=5V
四.控制方式:
PWM:
脉冲宽度调制
Ton 可變
PFM
脉冲频率调制
Ton 恒定
T 恒定
T 可變
HI-POT…….. PHENOLIC. NYLON)……….
毕业设计(550W LLC变压器设计)
毕业设计(LLC变压器部分)一．变压器设计计算1.输入输出参数输入电压：400VDC（PFC输出电压）输出电压：55VDC输出电流：10A开关频率：70KHz2.变压器设计计算1）变压器磁芯选择变压器尺寸选择要满足在工作频率想，温升在允许范围内、输出功率的要求。
选择磁芯使用AP（面积乘积）计算方法，设原边匝数Np，副边Ns，Np匝上以电压V1工作时，根据法拉第定律：V1=Kf*fs*Np*Bw*Ae式中fs---开关工作频率（Hz）Bw---工作磁通密度（T）Ae---磁芯有效面积（m2）Kf---波形系数，有效值与平均值之比，方波时为4 整理得：N P=V1/K f f s B W A e铁芯窗口面积Aw乘上使用系数K0为有效面积，该面积为原边绕组N P占据的窗口面积N P Ap，与副边绕组Ns占据的窗口面积NsAs，之和，即K0A W= N P Ap，+ NsAs，式中K0---窗口使用系数（K0小于1）；Ap，---原边绕组每匝所占用面积；Aw---铁芯窗口面积；As，---副边绕组每匝所占用面积。
每匝所占用面积与流过该匝的电流值Ⅰ和电流密度J有关，如下式所示：Ap，=Ⅰ1/JAs，=Ⅰ2/J根据上面整理得：K0 Aw= V1/K f f s B W A e*(Ⅰ1/J)+ V2/K f f s B W A e*(Ⅰ2/J)即 A w A e=(V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1)/ K0 K f f s B W J （表达式1）A w A e 即变压器窗口面积和铁芯截面的乘积。
V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1为原边和副边功率。
上式表明工作磁密Bw、开关工作频率f s、窗口面积使用系数K0、波形系数K f和电流密度J都影响到面积的乘积。
电流密度直接影响到变压器的温升，亦影响到A w A e，可表示为：J=K j(A w A e)X A式中K j---电流密度比例系数；X---常数，由所用磁芯决定。
上面的表达式1又可表示为： A w A e=P T/ K0 K f f s B W K j(A w A e)X整理得：AP=（P T104/ K0 K f f s B W K j）1/1+X式中 AP---为Aw和Ae两面积的乘积（cm4）P T---为V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1变压器的视在功率（W）;Bw---工作磁通密度（T）;fs---开关工作频率（Hz）从上式说明，磁芯的选择就是选择一合适的AP值，使它输送功率P T时，铜损和铁损引起的温升在温升之内。
变压器设计-温升篇
注：1） 当用热电偶测量绕组的温升时，除了电动机外，这些温升值应 减小10K, 说明：温升测试有两种方法：电阻法和热电偶法，电阻法测的是线圈的 平均温升，热电偶法测的是线圈外层的温升，热电偶测线圈外层的温升 结果加10k为线圈的温升。
5
一
温升相关标准
4. GB 1094.2 《电力变压器 第二部分 温升》 5.4 绕组平均温度的测定 绕组 温度是通过绕组电阻确定的．三相变压器中，最好在中柱进行测量。
R j1 ——外绕组外半径，mm裸露部分(内表面积中间气道处与空气接触表面)的半径，
mm; N ——沿绕组均匀分布的撑条数; bt ——撑条宽度，mm; 如不设撑条时9 ，则式中N =0。
二 温升计算
2. 内绕组表面积计算 内绕组各表面均为非裸露部分的表面积，按下式计算：
K1 ——外绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.4；
2 ——内绕组温升，K；
K 2 ——内绕组温升计算系数，经验设计验证取值 0.44。
12
附GB1094.2 温升试验技术（电阻法）
C3 电源切断瞬间时绕组温度的外推法 测 量仪 器 可选人工读数的或自动记录的，模拟式的或数字式的．在切
断电源即时起大约20m in内应取得相当数量的离散值，作为外推电 源切断瞬间温升的数据．用这些离散值从时间上外推到电源切断瞬间， 从而得到所需的（电源切断瞬间）值．由测 得 的 离散值构成的曲线 如图C2所示，曲线呈现出绕组温度在开始几分钟内变化最快，然后 才逐渐缓慢。对热 时 间 常数大的变压器（容量较小的油浸自冷式）， 其油温变化渐近线可认为是一条水平线。对于 热 时 间常数较小的变 压器（特别是对强迫冷却的大型变压器）试验电源切断后要求冷却装 置仍保持继续运行的情况下（见附录A)，其油温渐近线，可能有必要 认为是向下倾斜的曲线，在该渐近线上叠加有初始变化较快的部分 （见图C2).
变压器设计
2020/6/21
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14
➢ 第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
一 影响铁芯直径选择的主要因素
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15
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
二 铁芯直径的计算 二 - 1 铁芯直径的计算公式
二 - 2 每柱容量 的计算
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18
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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20
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
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4
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
一 设计变压器应该注意的问题
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5
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
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6
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
二 设计变压器一般程序
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7
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
变压器的设计步骤和计算公式ppt课件
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
毕业设计-10KV干式变压器设计
目录摘要 (I)Abstract (II)第1章概述 (1)1.1 干式变压器的发展及前景 (1)1.2 干式变压器的应用场合 (2)1.3 干式变压器的分类 (2)1.4 冷却方式及其标志 (3)1.5 温升限值及参考温度 (3)1.6 绝缘水平 (4)1.7 干式变压器的过载能力 (4)1.8 干式变压器的防护方式 (5)1.9 干式变压器的环保标准 (5)第2章设计要点 (6)2.1 铁心相关计算 (6)2.1.1 铁心直径的选择 (6)2.1.2 铁心的空间填充系数 (6)2.1.3 铁心叠片系数 (7)2.1.4 铁轭截面和形状的选择 (7)2.1.5 其它 (8)2.2 高低压绕组匝数的计算 (8)2.2.1 初算每匝电压 (8)2.2.2 低压绕组匝数的计算 (9)2.2.3 磁通密度和磁通的计算 (9)2.2.4 高压绕组匝数的计算 (10)2.2.5 电压比校核 (10)2.3 绕组相关尺寸和铜重的计算 (11)2.4 关于H级干式变压器的绝缘结构 (12)2.4.1 概述 (12)2.4.2 关于NOMEX 纸的技术性能 (12)2.4.3 用NOMEX纸做原料的H 级干式变压器 (14)2.5 温升计算 (14)2.5.1 开敞通风式干式变压器的温升计算原则 (15)2.5.2 有关参数的补充说明 (18)第3章10KV 干式变压器的设计计算 (19)3.1 技术参数 (19)3.2 铁心直径及绕组匝数 (19)3.3 绕组计算 (20)3.4 铁心柱心距及线圈的径向尺寸 (20)3.5 阻抗计算 (21)3.6 铁心重量及损耗计算 (21)3.7 空载电流计算 (22)3.8 温升计算 (22)第4章需要探讨的一些问题 (25)4.1 H 级干变和环氧浇注干变的比较 (25)4.2 电流密度的选择 (26)4.3 关于温升 (28)4.4 关于容量 (29)4.5 关于联结法 (29)4.6 低温的使用环境 (29)4.7 噪声和发热问题的控制 (30)4.8 合理利用干式变压器的过载能力来节省投资 (30)参考文献 (32)结束语 (33)附录A 低压引线图附录B 高压引线图湖南工程学院毕业论文10KV干式变压器的设计摘要：我国目前常用的干式配电变压器主要是F 级绝缘的环氧树脂浇注型或缠绕型的产品, 最近, 国内推出一种采用NOMEX绝缘纸作绝缘的H 级绝缘干式变压器。
变压器设计方案
变压器设计方案1. 引言变压器是一种重要的电力设备，用于电能的传输和变换。
其主要功能是将电压的大小变化，从而适应不同电气设备的使用需求。
本文将提出一种基于理论计算和实际应用考虑的变压器设计方案。
2. 设计目标在设计变压器时，需要明确以下设计目标：•输出电压稳定性：保证输出电压在额定值稳定输出，以满足负载设备的工作需求。
•效率和能耗：通过减小能量损耗和提高电能转换效率，降低变压器的能耗。
•外形尺寸和重量：根据实际应用场景，确保变压器的外形尺寸和重量符合要求，方便安装和维护。
•耐久性和可靠性：确保变压器具有足够的耐久性和可靠性，在长时间运行中不会出现故障。
3. 设计步骤3.1 负载需求分析首先，需要对负载设备的电压需求进行分析。
根据设备的额定电压和工作条件，确定变压器的输出电压和额定容量。
3.2 输电损耗计算根据变压器的容量和额定电流，在设计过程中考虑电能的传输效率。
通过计算输电损耗，确定变压器的额定功率和电流。
3.3 变压器参数计算根据变压器的额定功率和电流，结合设计目标，计算变压器的参数，包括匝数、线径、铁耗等。
3.4 关键元件选择根据变压器设计要求和特定应用场景，选择合适的关键元件，如磁芯材料、绕组材料、绝缘材料等。
3.5 设计优化在完成初始设计后，进行系统级别的优化，考虑各个元素之间的相互影响，以提高变压器的效率和性能。
4. 结果与讨论通过上述设计步骤，可以得到满足设计目标的变压器设计方案。
根据实际需求，可以进一步调整设计方案，并进行详细的理论计算和模拟仿真。
5. 结论本文提出了一种基于理论计算和实际应用考虑的变压器设计方案。
这一方案可根据电气设备的需求确定输出电压和容量，通过输电损耗计算和变压器参数计算，设计合适的变压器参数，并选择合适的关键元件。
通过设计优化，可以使变压器具有较高的效率和可靠性。
此设计方案可应用于电力系统、工业生产和家庭用电等场景，满足各种负载设备的需求。
6. 参考文献1.张立新. 变压器设计[J]. 电力自动化设备, 2000, 20(2): 70-72.2.Smith D, Williams B, Jones L. Design of Transformers [M]. Wiley-IEEEPress, 2011.。
变压器设计---(完整版)--
第一篇 设计变压器的准备工作
第一篇 设计变压器的准备工作
第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选
择
第二篇 变压器铁芯直径计算 及铁芯柱截面积选择
分目录— 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
目录
一 影响铁芯直径选择的主要因素...................15 二 铁芯直径的计算...............................16 三 铁芯柱截面积的选择...........................18
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
（层式）绕组绝缘半径及中心距计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
层 式 线 圈 示 意 图
第三篇 变压器高、低压绕组计算
层 式 绕 组 示 意 图
第三篇 变压器高、低压绕组计算
六 导线电阻与重量计算 六-1 线圈平均匝长计算
3 螺旋式
饼式 绕组
4 纠结式 5 内屏连续式 6 交叠式
特殊绕组
7 “8”字线圈 特殊绕组
8 分裂式
特殊绕组
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高、低压绕组计算
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2020/4/18
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55
➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
一 短路阻抗的概述
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二 双绕组变压器短路阻抗计算
二-1 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组无轴向油道）
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
二-2 双绕组变压器短路电抗计算（内外绕组有轴向油道或气道）
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算
（层式）辐向计算（mm）
（层式）轴向、窗高、电抗高度计算
aδ+0.05----带绝缘的导线直径或厚度
×na----导线沿辐向并绕根数
（mm） bδ+0.05----带绝缘的导线直径或宽度
ac----每匝导线总厚度
×nb ----导线沿轴向并绕根数
绕组计算
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21
分目录—变压器高、低压绕组计算
目录
一 初算每匝电压....................................23 二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核................24 三 电流密度与导线规格选择..........................30 四 绕组型式选择....................................35 五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算..............37 六 导线电阻与重量计算..............................41 七 线圈电阻损耗、负载损耗..........................51
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24
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 3 磁通密度与磁通的计算
二 - 4 高压（中压）绕组匝数计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
×mc-----层数(油道内侧)
h----每匝导线总高度
am----油道内侧导线总厚度
+δm=δm’（mc-1）----油道内侧层间绝缘总厚度
×（Wc+1）----每层最大匝数 Hj----轴向净高度
Bj----油道内侧净辐向
+Ka-----辐向裕度 B1----油道内侧辐向厚度
+Kb----轴向裕度 hmax----最大轴径
第一篇 设 计 变压器
准备工作
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分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
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8
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
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➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
四 变压器电压、电流计算
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➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
目录
一 短路阻抗的概述..................................56 二 双绕组变压器短路阻抗计算........................58 三 短路阻抗的调整..................................62
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
四 绕组型式选择
✓1 单层圆筒式
✓2 双层圆筒式
空载损耗与空载电流........................64 变压器油箱结构设计.........................77 变压器绝缘设计.............................104
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➢第一篇 设计变压器的准备工作
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
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23
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
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B2----油道外侧辐向厚度
δ----油道厚度
B=B1+B2+δ----辐向总厚度
+2δmin----最小端绝缘尺寸（控制在5-10mm） H’----（单根绕制）线圈高度
H=HL+nb×bδ/2----(nb 导线并绕)线圈高度
+La----上绝缘高度
+Lb----下绝缘高度
Hw----窗高
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追求卓越 臻于至善 HK洞=H察(需或求H’)-不h懈--创--新电抗高度
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
（层式）绕组绝缘半径及中心距计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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洞察需求不懈创新53 Nhomakorabea➢ 第四篇 变压器短路阻抗计算
第四篇
变压器短路 阻抗计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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洞察需求
铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 - 2 导线规格选择 根据电流密度公式推导导线截面积公式如下v
Sq=Iq / Jq
[mm2]
导线截面积计算出来之后，再通过查表选取导线的规格，其表格如下：
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