工频变压器设计计算

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工频变压器设计

工频变压器设计

工频变压器设计工频变压器是最简单的变压器,基本不用考虑分布电感、分布电容、信号源内阻、等效电路各种指标等复杂因素,直接按标准化步骤操作即可,所以用工频变压器来进行变压器设计入门是最好不过了。

简单说就是根据功率选择铁心,然后计算匝数,再看能否绕下。

不同的人设计标准不同,可能和下面计算有偏差,但是本质思想都是一样的。

有时算到后面需要重新再来,其实相当于一个迭代设计过程,反复设计直至满足要求为止。

理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证,因为铁心参数,制作工艺可能和我们假设的不一样,所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整。

要求:高压输出:260V,150ma ;灯丝1:5V,3A;灯丝2:6.3v,3A 中心处抽头;初、次级间应加有屏蔽层。

根据要求铁芯型号采用“GEIB一35”。

计算如下:(1)计算变压器功率容量(输入视在功率):P =(1.4×高压交流电压×电流+灯丝1电压×电流+灯丝2电压×电流)/ 效率=(1.4×260×0.15+5×3+6.3×3)/ 0.9=(54.6+15+18.9)/ 0.9= 98.33VA(2)计算原边电流I1=1.05×P / 220=0.469A(3)按照选定的电流密度(由计划的连续时间决定),选取漆包线直径。

如按照3A/mm2计算:D=0.65×√I(0.65×电流的开方)并规整为产品规格里有的线径(可查资料):选定:原边直径D1=0.45mm高压绕组直径D2=0.25mm灯丝绕组直径D3=D4=1.12mm(4)铁心截面面积S0=1.25√(P)=1.25×√98=12.5CM2(5)铁心叠厚:根据他的要求铁芯型号采用“GEIB一35”,查到:舌宽=35MM=3.5CM则:叠厚=12.5 / 3.5 =3.6CM一般地(叠厚/舌宽)在1-2之间是比较合适的。

变压器的设计计算方法

变压器的设计计算方法

变压器的设计计算方法变压器是电力系统中常用的电气设备,用来实现电能的传输和变换。

设计一个变压器需要考虑多种因素,包括预期的功率大小、电流密度、电压比、损耗和效率等。

下面将详细介绍变压器的设计计算方法。

1.确定设计参数:在设计变压器之前,需要明确需要满足的设计参数。

这包括输入和输出的电压、额定功率、频率等。

同时还需要了解电力系统的电压等级和标准,以确保变压器的设计符合系统要求。

2.计算变压器的额定功率:变压器的额定功率是指变压器能够输送的最大功率。

一般来说,额定功率可以通过下式计算得到:额定功率=输出电压×额定电流其中,额定电流可以通过下式计算得到:额定电流=额定功率/输入电压3.计算变压器的线圈匝数:线圈匝数的选择是决定变压器变比的重要因素。

通常情况下,变压器的线圈匝数比根据输入和输出电压的比例确定。

可以使用下式计算线圈匝数比:线圈匝数比=输入电压/输出电压4.确定变压器铁芯尺寸:变压器的铁芯尺寸是变压器的一个关键参数,直接影响变压器的功率和损耗。

选择合适的铁芯尺寸需要考虑到磁通密度、饱和磁感应强度和铁芯截面积等因素。

一般来说,可以使用下式计算铁芯截面积:铁芯截面积=额定功率/(线圈匝数×磁通密度×频率×磁通波动系数)5.计算变压器的损耗和效率:变压器的损耗和效率是设计中需要重点考虑的因素。

变压器的总损耗可以分为载流损耗和空载损耗两部分。

载流损耗是指变压器在额定电流下的功率损耗,可以通过下式计算得到:载流损耗=额定电流²×电阻总和空载损耗是指变压器在没有负载时的功率损耗,可以通过下式计算得到:空载损耗=铁芯损耗+线圈损耗其中,铁芯损耗可以通过下式计算得到:铁芯损耗=铁芯重量×铁芯材料的比热损耗系数线圈损耗可以通过下式计算得到:线圈损耗=线圈总重量×线圈材料的比热损耗系数变压器的效率可以通过下式计算得到:效率=(额定功率-损耗)/额定功率6.进一步优化设计:在上述基本设计计算完成之后,可以根据需要对变压器的设计进行进一步优化。

变压器的主要计算公式

变压器的主要计算公式

初中生就会的变压器的主要计算公式:第一步:变压器的功率= 输出电压* 输出电流(如果有多组就每组功率相加)得到的结果要除以变压器的效率,否则输出功率不足。

100W以下除0.75,100W-300W除0.9,300W以上除0.95.事实上变压器的骨架不一定很合适计算结果,所以这只是要设计变压器的功率,比如一个变压器它的输入220V,输出是12V 8A,那么它的需要的功率是12*8/0.75=128W,后面的例子以此参数为例(市售的产品一般不会取理论上的值,因为它们考虑的更多是成本,所以它们选的功率不会大这么多)第二步:决定需要的铁芯面积;需要的铁芯面积=1.25变压器的功率.单位为平方厘米。

上例的铁芯面积是1.25*128=14.142=14.2平方厘米第三步:选择骨架,铁芯面积就是铁芯的长除以3(得到的数就是舌宽,就是中间那片的宽度),再乘以铁芯要叠的厚度,如上例它应该选择86*50或86*53的骨架,从成本考虑选86*50,它的面积是8.6/3*5=14.333,由于五金件的误差,真实的面积大约是14.0。

这个才是真实的铁芯面积第四步:计算每V电压需要的匝数,公式:100000000÷4.44*电源频率*铁芯面积*铁芯最大磁感应强度当电源电压为50Hz时(中国大陆),代入以上公式,得到以下公式;450000÷铁芯面积*铁芯最大磁感应强度铁芯最大磁感应强度一般取10000—14000(高斯)之间,质量好的取14000-12000,一般的取10000-12000,个人一般取中间12000,这个取值直接影响到匝数,取值大了变压器损耗也大,小了线又要多,就要在成本和损耗中折中选择以上例: 450000÷14.0*12000=2.678=2.7初极220V即220*2.7=594匝,次级12V即12*2.7=32.4匝。

由于次级需有损耗,所以需要增加损耗1.05—1.03(线小补多些,线大补少些)。

变压器设计计算公式

变压器设计计算公式

变压器设计计算公式1.整流变压器的设计计算公式:-一次侧绕组电流(I1)=输出电流(I2)×变比(N2/N1)- 一次侧绕组电压 (V1) = 输出电压峰值(V2_peak) × 变比(N2/N1)-二次侧绕组电流(I2)=二次负载功率(P2)/二次电压(V2)- 二次侧绕组电压 (V2) = 输出电压峰值(V2_peak) / √2-变比(N2/N1)=输出电压(V2)/输入电压(V1)-一次绕组线圈数(N1)=输入电压(V1)×变比(N2/N1)/输入电流(I1) - 二次绕组线圈数 (N2) = 输出电压峰值(V2_peak) × 变比(N2/N1) / 二次电压 (V2)2.隔离变压器的设计计算公式:-一次侧绕组电流(I1)=输出电流(I2)×变比(N2/N1)-一次侧绕组电压(V1)=输出电压(V2)×变比(N2/N1)-二次侧绕组电流(I2)=输出电流(I2)-二次侧绕组电压(V2)=输出电压(V2)-变比(N2/N1)=输出电压(V2)/输入电压(V1)-一次绕组线圈数(N1)=输入电压(V1)×变比(N2/N1)/输入电流(I1) -二次绕组线圈数(N2)=输出电压(V2)×变比(N2/N1)/输出电流(I2)3.功率变压器的设计计算公式:-铁芯截面积(A)=额定功率(P)/(变压器磁密(B)×变压器有效磁路长度(l))-铁芯有效磁路长度(l)=铁芯总长度(L)-窗口长度(Lw)-铁芯总长度(L)=两个E型铁片数量(n)×一个E型铁片长度(L1)+两个I型铁片数量(n)×一个I型铁片长度(L2)-窗口高度(Hw)=二次绕组高度(H2)-绝缘层厚度(h)-窗口宽度(Ww)=二次绕组宽度(W2)-绝缘层厚度(h)-铁芯窗口面积(Aw)=窗口高度(Hw)×窗口宽度(Ww)-铁芯有效磁路长度(l)=铁心总长度(L)-窗口总长度(Lw)需要注意的是,这些计算公式只是基础的设计公式,实际工程中还需要考虑到各种损耗和效率、绝缘、散热等因素的影响,以得到准确的变压器设计结果。

工频变压器设计步骤

工频变压器设计步骤

工频变压器设计步骤1.根据负载的实际需要,确定变压器的输出功率2P 及输出电流2I :0.91U 3P I 222==式中:2U ——次级绕组相电压有效值,要求带负载后为220伏。

NOTE :在变压器参数计算中,忽略电力电子电路的损耗,因此整机输出功率可视为变压器输出功率。

2.计算变压器的输入功率1P 及输入电流1I :ηP P 21=式中:η——变压器的效率。

当容量小于1KW 时,η在0.8~0.9之间取值,此处取η=0.8。

()111U 3P 1.2~1.1I =式中:1.1~1.2——考虑变压器励磁电流分量的经验系数。

1U ——初级绕组相电压有效值。

3.确定变压器磁芯截面积S 和选用硅钢片尺寸:变压器磁芯材料选用硅钢片,磁芯形状选用E 型。

1P K S =式中:K ——经验系数,其大小与变压器的功率有关,功率越大,K 越小,此处取 1.35K =。

根据变压器磁芯截面积S 查相关技术手册,即可确定硅钢片尺寸。

4.计算初、次级绕组的匝数1W 、2W :由电磁感应定律可知,每匝线圈上产生的感应电动势为:SfwB 4.44Φf 4.44E m m ==ω式中:f ——频率,此处为50Hz 。

m B ——磁芯磁感应强度。

m B 的大小与采用材料有关,对于一般硅钢片,取T 8.0GS 8000B m ==。

初级绕组匝数为:SfB 4.44U E U W m 111==整流变压器是Y −∆型联结方式,为了保证初、次级绕组绕组相电压均为220V ,则匝大比特电子变压器论坛 h t t p ://b b s .b i g -b i t .c o m数比应满足:13W W 21=次级绕组匝数为:12W 31W =5.计算初、次级绕组的导线截面积q 及选用导线:导线截面积:2mm jIq =式中:j ——电流密度,按长期工作制考虑,取2mm A/2.5j =。

根据导线实际截面积q 查相关技术手册,即可确定初、次级绕组的导线型号。

工频变压器的计算方法(300W以下)

工频变压器的计算方法(300W以下)

工频变压器的计算方法(300W以下)工频变压器的计算方法(300W以下)很多业余的电子爱好者都喜欢自己制作电子电路,那么首先是要制作小功率电源来给电路供电,有的需要制作主电源变压器。

之前也有很多网友在网上询问我关于这种工频小变压器的设计方法,这里教大家一下简单的计算方法,大功率工频变压器由于矽钢片材质不一样以及绕制方法不一样不适用此计算方法。

变压器材料:矽钢片按照市场上常用的E470规格计算,矽钢片单片厚度0.5mm,EI型矽钢片。

例如:我们需要一个小辅助源变压器,输出电压交流15V0.5A两组,这个变压器输出经过整流、滤波,加上LM7812和LM7912三端稳压块就制作成了正、负12V电源了。

一、计算变压器功率15V×0.5A=7.5W,7.5W×2=15W这里乘以2,是因为输出两路。

二、计算铁芯截面积15W(功率)×1.44=21.6√21.6(开根)×1.06=4.926平方厘米=492.6平方毫米(铁芯截面积)三、计算矽钢片叠厚492.6(截面积)/ 18mm(矽钢片舌宽)= 27.4mm(叠厚)参照变压器骨架规格表,可以选用E18×30mm(叠厚)的骨架,也有叠厚25mm的骨架,这时候选择骨架的叠厚,就根据你的电路实际情况决定了,如果不是满载工作可以选薄一点的,满载工作就往厚的选择,我们这里选择叠厚30mm来计算。

四、重新计算实际铁芯截面积18mm(矽钢片舌宽)×30mm(叠厚)=540平方毫米=5.4平方厘米这里肯定有人会问,为什么选用矽钢片舌宽为18mm的规格,教大家一个方法:计算出来的叠厚(27.4mm)/ 16mm(舌宽)= 1.71,(绕不下)计算出来的叠厚(27.4mm)/ 18mm(舌宽)= 1.52,(可以绕下)如果结果大于1.6倍,说明变压器窗口小了,绕不下,选用大一规格的矽钢片就可以了。

五、计算初级(220V)的线圈匝数45 / 5.4(实际铁芯截面积)×220(输入电压)=1833匝六、计算次级(15V)的线圈匝数1833(初级匝数)/ 220(输入电压)×15V(次级电压)=125匝因为两组电压一样,那么匝数都是125匝七、计算变压器初级线径15W(变压器功率)/ 220(输入电压)= 0.068A√0.068A(开根)×0.7= 0.18mm(漆包线直径)八、计算变压器次级线径√0.5A(开根)×0.7=0.49mm有时候计算出来的线径从规格表里查不到,那就选择靠近的规格,绕制就可以了。

变压器的主要计算公式

变压器的主要计算公式

变压器的主要计算公式变压器是一种用于改变交流电压的电气设备,其工作原理基于电磁感应。

变压器的主要计算公式有关于变压器的变比、电流、电压和功率的公式。

下面将详细介绍这些公式。

1.变压器变比公式:变压器的变比是指输入电压和输出电压的比值,用符号"k"表示。

变压器变比公式可以表示为:k=Ns/Np其中,k为变比,Ns为二次线圈(副线圈)匝数,Np为一次线圈(主线圈)匝数。

变比k决定了输入电压与输出电压之间的比例关系。

2.变压器电流变比公式:变压器的电流变比与变压器的线圈匝数比有关。

电流变比公式可以表示为:k=Ip/Is=Ns/Np其中,Ip为一次线圈的电流,Is为二次线圈的电流。

变比k决定了输入电流与输出电流之间的比例关系。

3.变压器电压变比公式:变压器的电压变比与变压器的线圈匝数比有关。

电压变比公式可以表示为:k=Vp/Vs=Np/Ns其中,Vp为一次线圈的电压,Vs为二次线圈的电压。

变比k决定了输入电压与输出电压之间的比例关系。

4.变压器的功率计算公式:变压器的功率计算公式是根据功率守恒原理推导出来的。

对于理想变压器,输入功率等于输出功率。

功率计算公式如下:Vin * Iin = Vout * Iout其中,Vin为输入电压,Iin为输入电流,Vout为输出电压,Iout为输出电流。

5.变压器的效率计算公式:变压器的效率是指输出功率与输入功率的比值。

效率计算公式如下:Efficiency = (Pout / Pin) * 100%其中,Efficiency为效率,Pout为输出功率,Pin为输入功率。

这些是变压器的主要计算公式。

使用这些公式,我们可以根据给定的数据来计算变压器的变比、电流、电压和功率等参数。

同时,还可以通过这些公式来设计和选择合适的变压器,以满足特定的电气需求。

专业高频变压器设计计算公式大全

专业高频变压器设计计算公式大全

专业高频变压器设计计算公式大全要求:输入AC 220V±10% 效率:80%工作频率40KHZ输出电压62V 电流:2A辅助绕组电压:20V/0.1A最大占空比:0.48一.计算最小直流电压和最大直流电压Emin=220*0.9*1.1=218VEmax=220*1.1*1.4=339V二.计算输入功率和视在功率Pin==Po/η=62*2/0.8=155WPt=Po/η+Po=155+124=279w三.计算AP值选择磁芯AP == Aw*Ac==Pin*10²2*F*Bm*J*Ku*Ki== 279*10²2*40*103* 0.15*4*0.4 *1== 1.45选择PQ32/30磁芯Ae=1.6 Aw=0.994Ap=1.6*0.994=1.59结果大于计算的值,符合要求。

材质选用PC40型。

四.计算初级电流峰值和有效值设定电路工作在连续模式,根据输入电压的范围取Krp为0.6Ip =2PinEmin*Dmax*(2-Krp)= 2*155218*0.48*(2-0.6)= 2.1AIrms =Ip*Dmax*(Krp²/3-Krp+1)=2.1*0.48*(0.6²/3-0.6+1)= 1.05A五.计算初级电感量连续模式Lp = Emin*DmaxIp1=Ip2(1-Krp) F*(Ip2-Ip1)=2.1*(1-0.6)=0.84=218*0.4840*103*(2. 1-0.84)= 2.076mH断续模式Lp= Emin²*Dm ax²2*Pin*F=218²*0.48²2*155*40*103= 883.0uH六.计算初级、次级、反馈绕组的圈数DmaxUpmin 计算变压比:n=1-Dmax Up2=0.48218 1-0.48 62= 3.2454初级圈数Np=Emax*1044*F*Bm*Ae=339*1044*40*103*0.15*1.61= 87.7TS 取整数88TS次级圈数Ns1= Np Np*(1-Dmax)*Us1nUpmin*Dmax Np 88n 3.2454 = 27TS反馈圈数Nf= Np*(1-Dm ax)*Us1 Upmin* Dmax= 8.7TS 取9TS八.核算临界电感量(H)Lmin=Ein* nV 。

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B B B B H p sm O 123HBH H H m p s工频变压器的设计计算赵一强 2010-9-15 1、 变压器的结构变压器是一种电磁元件,主要由铁芯和线圈绕组组成。

图1变压器结构示意图;图2 是变压器原理电路图。

N NII U U NI UN I U图1 变压器结构示意图 图2 变压器原理电路图2、 变压器的工作原理变压器是一个传输交流电功率的器件,同时起着变压和隔离作用。

工作原理如下:在初级线圈N 1上加电源电压U 1时, 初级线圈N1中将产生电流I 1(空载电流),这个电流将在铁芯中建立磁场,产生磁通Φ。

磁通Φ穿过次级线圈时,又在次级线圈中产生电势(电压U 2),如果次级线圈接有负载R L ,则负载中将产生电流I L 。

就这样,交流电功率就从变压器的初级电路传到了次级电路。

在空载下,其输出电压:U 2=U 1*N 2/N 1从上可知,变压器是通过铁芯的磁场来传递电功率的。

借助于磁场实现了初级电路和次级电路的电隔离;又通过改变绕组匝比,来改变次级的输出电压。

二、 变压器特性参数和设计要求1、磁通密度B 和电流密度J磁通密度(又叫磁感应强度)B 和电流密度J 是变压器设计的关键参数,直接关系着变压器的体积和重量,B 、J 值越高,变压器越轻,但是B 、J 的取值受到一定条件的限制,因此,变压器的体积和重量也受到这些条件的限制。

⑴ 磁通密度B磁通密度B :磁路单位截面积的磁通量,单位 :高斯(Gs)或特斯拉(T )。

1T=104Gs 。

磁性材料的磁性可用基本磁化曲线表示。

基本磁化曲线是磁通密度B 与磁场强度H 的关系曲线,在基本磁化曲线开始阶段,磁通密度B 与磁场强度H 基本上成正比,随后增加越来越慢,最后趋于饱和,如图3所示。

图3 铁芯磁化曲线图3中,Bs —饱和磁感应强度;Bs —过压保护磁感应强度Bm —最大磁感应强度(计算值)导磁率:HB ΔΔ=μ 饱和磁通密度为Bs 和导磁率μ是曲线的两个重要参数。

对于磁性材料,要求Bs 、μ 越高越好。

Bs 高,变压器体积可减小;μ高,变压器空载电流小。

另外,还要求电阻率ρ高,这样损耗小、发热小。

⑵ 电流密度J电流密度J : 电路单位截面积的电流量,单位 :安/厘米²(A/cm ²)。

变压器绕组导线的电阻:ql R cu ρ= 电流导线中所产生的损耗(铜损):l IJ R I P cu cu cu ρ2==可以看出,铜损与电流和电流密度的乘积成正比,就是说,随着电流增加,要保持同样的绕组损耗和温升,必须相应地降低电流密度。

2、铁心、导线和绝缘材料⑴ 铁心形状和材料铁心形状:卷绕的有O 型、CD/XCD 型、ED/XED 型、R 型、HSD 型(三相),冲片的有EI 、CI 型;这是我们常用两种冲片。

铁心材料牌号:硅钢(含硅量在2.3~3.6%)冷轧无取向硅钢带:含硅量低(在0.5~2.5%);厚0.35、0.5、0.65mm,我们常用0.5mm ; B 高、μ高,铁损大,价格较低,多用于小功率工频变压器。

冷轧取向硅钢带:含硅量较高(在2.5~3%),厚0.27、0.3、0.35mm, 我们常用0.35mm ;B 高、μ高,铁损小,价格较高,多用于中大功率工频变压器。

⑵ 线圈导线材料油性漆包线Q 0.05~2.5 耐温等级 A 105℃塑醛漆包线QQ 0.06~2.5 耐温等级 E 120℃聚酯漆包线QZ 0.06~2.5 耐温等级 B 130℃耐压均在600V 以上。

最常用的是QZ 漆包线。

线圈允许的平均温升⊿τm =线圈绝缘所允许的最高工作温度-最高环境温度-(5—10K ), 通常不超过60℃。

5—10K 是考虑线圈最高温度与平均温度之差,功率大取大值。

⑶ 层间绝缘材料500V 以下不需要层间绝缘。

各绕组间应垫绝缘0.03 聚酯薄膜2~3层。

3、 电源变压器的主要技术参数⑴ 输出功率(视在功率、容量、V A 数)⑵ 输出电压及电压调整率和要求⑶ 电源电压、频率及变化范围⑷ 效率⑸ 空载电流及空载损耗⑹ 绕组平均温升⑺ 输入功率因数⑼环境温度、湿度等⑽其他(体积、成本、重量、漏磁、噪音等)四、变压器的基本关系式以下是工频变压器常用计算公式。

利用这些公式可以在没有手册的情况下计算所需要的变压器,只要Bm和J取的合适,误差不大。

Bm和J的选取主要决定于输出功率,Bm的选取还与铁芯材料有关。

1、初级电压U1=4.44f Bm Sc N1×108-式中:U1---初级电压(有效值),V;f---电源频率,Hz;Bm---磁感应强度(幅值),Gs;Sc---净铁面积,cm2;N1---初级绕组匝数。

2、初级功率(有功功率)P1=2.22f Bm J Sm Sc×106-式中:P1---初级功率, w ;J ---电流密度,A/mm2;Sm---净铜面积,cm2。

3、初级伏安(视在功率)V A1=4.44f Bm J Sm Sc×106-/(1+COSφ)---磁化电流较大时V A1=2.22f Bm J Sm Sc×106-= P1 --磁化电流可忽略时4、功率因数COSφ= P1 / V A1=1/1+(Iφ/ I1)2式中:Iφ---初级磁化电流,A;I1 ---初级电流,A。

5、初级磁化伏安V Aφ = U1×Iφ= 4.44f Bm Sc N1 Iφ×108-= 4.44f Bm H Sc lc×108-式中:H --磁场强度,Oe;lc—平均磁路长度,cm。

6、铁心损耗Pc=P10/f Gc Bm2×108-式中:P10/f---在Bm=10000Gs和对应频率f下,单位重量的铁损,w;Gc—铁重,kg;⑴ 温升支配的变压器Pm =ZJ 2Gm ;式中: Gm —铜重,kg ;Z —1.96KTK T = rt/ r20 (对应105—130℃铜温K T = 1.22—1.31)⑵ 电压调整率支配的变压器Pmφ= Pm (1+COS 2φ)/ COS 2φ8、 电压调整率和次级电压电压调整率 ΔU %= Pm/P1 ( 不计Iφ )次级电压空载电压 U 20 = U 1* N 2/N 1次级电压负载电压 U 2 = U 20(1-ΔU %)9、 输出功率P 2= P 1-(Pc+Pm φ)10、效率η = P 2/P 111、频率对V A1的影响V A 1∝ f /f P /10 ; Pc ∝ f23.1 P10/50=1.04, P10/400=13,所以,同一号铁心,400Hz 比50Hz 变压器容量约大2.3倍。

12、 铁心初选ScoSmo= fBmJKmKcPo 44.4(1+η)/η×106 cm 4 式中: Po ---即∑P2 ,V A ;Km ---铜占空系数,取0.2—0.3 ,与导线直径有关;Kc ---铁占空系数,取0.82—0.88 ,与冲片厚度有关;Smo ---铜的窗口面积,cm 2 ;Sm=KmSmo ;Sco --- 铁心截面积,cm 2;Sc=KcSco ;Bm --- 磁感应强度(幅值),Gs ;η --- 效率;J --- 电流密度,A/mm 2;f --- 频率,Hz 。

说明:1、公式1---11摘自“电源变压器和滤波阻流圈典型计算参考资料 四机部工作组 1970年” ,仅适用于400Hz 、50Hz 电源变压器。

2、公式12摘自“电源变压器 (俄文版) 1959”。

五、工频变压器的设计以下设计计算是针对EI 型冲片式工频变压器。

其他形式变压器可作为参考。

1、 列出技术要求额定输出电压,额定输出电流、额定输出功率(伏安);输入电压范围、工作频率(50/60HZ );外形及安装要求;工作条件,如环境温度,有无通风,工作制,工作寿命等。

2、 明确设计准则:主要有三种设计准则:⑴ 按允许电压调整率准则设计;⑵ 按允许温升及重量最轻准则设计;⑶ 按允许温升及成本最低准则设计。

10W 以下的工频变压器按电10 %压调整率来设计。

材料用0.5 mm 厚的低牌号冷轧无取向硅钢片,如:50W800,1000,1300。

其温升较低,功率越小温升越低。

10—60W 的工频变压器也按电压调整率设计,材料用0.5 mm 厚的高牌号冷轧无取向硅钢片,如:50W540,600,800。

其温升接近允许值。

60瓦以上的工频变压器按允许温升设计。

材料用0.5 mm 厚的高牌号冷轧无取向硅钢片如:50W350,-540,也可用0.35的冷轧无取向硅钢片35Q145、155、165。

功率越大,其电压调整率越小;例如:;200W 的变压器其电压调整率为6.9 % ;1KW 的变压器仅2.5%。

为了降低成本,可以采用铝漆包线,此时要增加铁片的厚度,减小导线匝数、增加铝线的截面积;也可以采用铁多铜少的铁芯冲片,减小铜导线的截面积,从而减小铜重。

3、 计算总输出功率(容量)总输出功率是设计变压器的主要参数之一。

它是决定变压器的重量的最重要的参数,输出功率越大,变压器越重。

变压器通常有几路输出,而且输出电路不尽相同,此时首要任务是确定每一路的输出电压和功率,再求出总的功率,以便选铁心。

输出电路不同,输出功率的计算方法也不同。

应根据各电路的特点来计算各路的功率,然后加起来就是变压器总输出功率Po 。

几种不同的电路的输出功率计算公式:⑴ 纯电阻负载:V A CZ =U i I i⑵ 半波整流电路:V A BB =22=+J J J I I U ?⑶ 全波整流电路:V A QB =1.71U k I k⑷ 单相桥整流电路:V A QS =U i I i⑸ 单相倍压整流电路:V A BY =U d I d变压器总的输出功率Po = V A CZ + V A BB + V A QB + V A QS + V A BY有时采取以下简化方法来确定变压器的总输出功率:首先确定各个负载的功率,其和再除以0.7~0.9的系数就是变压器的输出功率。

这个系数既考虑了以上电路增加的无功功率,又考虑了适当的余量。

这个方法不是很准确,但能满足工程计算的需要,却节省了很多时间。

4、选铁心,计算绕组及其他参数选铁心是变压器设计的最重要的一步。

选铁心要根据相应标准或变压器设计手册或铁心厂家的产品说明书来进行选择。

铁心厂家的产品说明书一般只给出铁心冲片规格及铁心材料牌号。

由于各厂家的铁心冲片规格和材料不尽统一,我们通常要针对该厂家的铁心规格自己来计算绕组参数等数据。

早期的变压器设计手册给出了多个厂家的变压器铁芯冲片系列表以及多种铁心材料的性能数据,还给出了变压器的计算程序和实例,以及多种系列的变压器参数表,选择较为方便。

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