变压器设计原理和失效分析共135页
变压器设计原理
变压器设计原理弘电电子有限公司目录一. 电磁学基础PAGE3 1. 磁滞回路 P4 2. 集肤效应P4.2 3. 导磁系数 P4.3 4. 正确值,有效值和测试值P4.4 5. L,AL,GAP与ui P4.5 6. 交流信号P5.6 7.判断三极管 P6.7 8 PFCP6.8 9.居里温度 P6.9 10. 法拉第定律P6.10 11. 安培环路定律 P6.11 12. 基本,附加,双重和加强绝缘P7.12 13. 电学磁学参数的关系 P7.13 14.磁力线的特点. P8.14 15. CTI值 P8.15 16. 屏蔽P8.16 17. 磁饱和 P8.17二. 测量方法 P81. 生产线经常使用的仪器 P8.12. HP4284A,4194A,4192AP8.2 3. HP4284A归零 P9.3 4. 圈数比的测试原理P9.4 5.上述三种仪器的频率范围 P9.5 6.层间绝缘测试原理P9.6 7. 温升的测量方法 P10.7 8. ARCINGP10.8 7.AC、DC打高压的区别 P10.7 8.设定变压器的层间耐压值P11.8 9.用仪器测试变压器的相位 P11.9 10.热偶线法如何测试变压器温升P11.10 11.测量变压器铁损应的仪器 P11.11 12.计算漆包线耐压P12.1213.电感值因测量仪器产生的误差P12.13 14.测量铁芯饱和值Ms P12.14三. 设计 P131.沿面距离计算 P13.12. Flyback和Forward变压器的能量存储P13.2 3. 电感的最主要因素 P13.3 4.送样资料的内容P14.4 5.开关电源的典型框图 P14.5 6.变压器的等效回路P14.6 7. 印章的意义 P14.7 8.变压器工作于饱和状态的影响P14.8 9.涡流损 P14.9 10. 变压器设计中铁芯的选择P14.10 11.次级绕组多一圈时对别的次级输出电压有何影响P15.11 12.变压器线包的设计 P15.12 13. 变压器在受潮前后电阻变化P15.13 14. AIR GAP对导磁率u和外加直流的影响P16.14 15.气隙对导磁率的影响P16.15 16.变压器铁心的饱和磁通与振荡频率关系的简单推导P16.16 19.共振式稳压器的工作原理 P16.19 20.高频变压器的设计应步骤P17.20 21.根据输出功率选择CORE TYPE P17.21 22. X’FMR设计P18.22 23. 减少圈数并不一定会增加L值P18.22 24.DC电感器分为哪三类P19.24 25. 变压器在电子设备中的作用 P19.25 26.三种整流电路P19.16 27. 变压器的损耗 P19.27 28. 纸隔板包装的要点P20.28变压器设计原理29. 包装落地实验 P20.29 30. 波形扭曲失真原因P20.30 31. 高频截止的原因 P20.31 32. 变压器的极性P21.32 33. 邻近效应 P21.33 34. 选择变压器导线P21.34 35. 变压器磁芯作用 P21.35 36. 电感量与圈数的关系P21.36 37. TURN RATIO P21.37 38. 高频变压器设计注意事项P21.38 39. 谐振 P22.39 40. 理想变压器与实际变压器区别P22.40 41. .变压器温升 P23.41 42. BOBBIN的作用及要求P23.42 43. 测试项目的测试目的 P23.43 44. 变压器最外面包一铜箔的作用45. 定电气特性�沾绲姆段� P24.45四.材料 1.线材的类别 P25.1 2. 材料绝缘法规 3. 铁芯规格的tanδ/ui P25.3 3. 锡铅共晶点 4. 铁芯代用的判断依据 P26.4 5. 粘着剂 6. CORE的供货商P26.6 7. 漆包线 8. 绝缘材料 P26.89. 软磁材料中磁性氧化物 10. 接着剂 P27.10 11.铜,锌,铁,镍含量对焊锡造的影响12. 铁氟龙套管 P27.12 13. PVC线绝缘电阻 14. 铁芯(Ferrite) P28.14 15. 胶布16. 理论计算绕组温升 P28.16 17. Lutz Wire 18.机种材料 P28.18 19.变压器绝缘油 20. MFI P29.20 21.助焊剂 22. 漆包线:2UEWN.MW-28 P29.2223.理想的软磁材料 24. 助焊剂的功能 P30.24 25. 磁化曲线及磁滞回线 26. CORE的特性参数 P30.26五. 制造工艺 1.2.实例计算 P31.1 3. 降低X’FMR温升采取的对策 4. 制作LK上限品 P31.4 5.浸渍 6. 分开绕高压绕组的意义P31.6 7. 噪声干扰的产生 8. ACR P31.89. 高频X’FMR噪声的产生 10. 如何抑制高频变压器的噪声 P32.10 11. 变压器的Q值 12. 如何解决安全距离 P33.12 13. 漏电感14. 变压器中的杂散电容 P34.14 15. 铜箔在变压器中的作用六. 安规&信赖性 1. class130绝缘系统的变压器用Thermocouple Resistance method的最高温升 2. 变压器的信赖性实验P35.2 3. 电气机构名词解释: 4. 电子组件A,E,B,F,H,N,R,S级绝缘P36.4 5. ISO是甚幺 2 of 43P24.44 P25 P25.2 P26.3 P26.5 P26.7 P27.9 P27.11 P27.13 P28.15P28.17 P28.19 P29.21 P29.23 P30.25 P30P31.3 P31.5 P31.7 P32.9 P33.11 P33.13 P34.15P35P35.1 P35.3 P36.5变压器设计原理生技部份 P361. MARGIN TAPE P36.12. 绕线使用的机器P36.2 3. FIX CORE&BOBBIN之胶系 P37.3工程部份 P371. 生产规格,ECR(ECN)的发行. P372. 材料同上 6. 代用料处理对策同上第二部分基本变压器原理(BASIC TRANSFORMER THEORY) 一. 基本定律二. 基本原理第三部份变压器的功用(Power Transformer Function) 第四部份变压器基本种类(TRANSFORMER CONCEPTS) 1.Flyback transformer using magnetic storage 2. Forward transformer using direct coupling 第五部份变压器的设计(TRANSFORMER DESIGN) 一. 基本公式二. 设计步骤LINEARITY COIL(线性线圈)应用如果要知道变压器基本工作原理请按此处3 of 43P38P38 P38P38 P39P39 P40P41P41 P41 P43 变压器设计原理一. 电磁学基础1. 什幺是磁滞回路?请描绘出磁滞曲线并指出饱和磁通密度Beat,最大磁场强度Hmax,剩余磁通密度Bres,矫顽磁力Hc和交流初导磁率uiac.答: 磁性材料的形式特性磁化曲线,我们称之为磁滞回路. 下图为典型的磁滞曲线:B其中: Beat为饱和磁通密度 HHaBsat Bres为剩余磁通密度 bgh Hmax为最大磁场强度 Hc0cf-HHmaxHHc Hc为矫顽磁力. e uiac交流初导磁率. d-B2. 甚幺是集肤效应?答: 分CORE和WIRE两方面来谈什幺是集肤效应.对CORE,在外磁场作用下,CORE的表面磁畴会感应相同的磁场以抵消外磁场,而使内部不受影响,此种现象称为铁氧体的集肤效应.对WIRE,当通过交流电流时,因电子都是负电荷相互排斥,而使电子均匀分布在WIRE的表面,形成表面电流,此种现象称为WIRE的集肤效应.3. 何为导磁系数?磁性物质中按导磁系数可分为哪几种?答: 在磁场内一点的磁通密度与该点的磁场强度之比,称为导磁系数,以u表示: BHH B aBsat u= ―― bgh H Dot Hc0cf-HHmaxHB Hcθu= ―― tanz e H d -B磁性物质中按导磁系数之大小,可分成下列三类: 1).导磁系数较自由空间者略小的物质称为反磁性体. 如:钢,铜,锡,锌,水.2).导磁系数较自由空间者略大的物质称为顺磁性体. 如:铁,白金,空气.3).导磁系数大于自由空间的物质称为铁磁性体. 如铁,镍,钴.Bres4. 何谓正确值,有效值和测试值?答: 在进行实际的量测之前,必须彻底了解组件的正确,有效的测试方式,测试条件,以及这些数值对组件量测的重要性. 返回目录4 of 43Bres变压器设计原理正确值是指排除寄生现象的缺点后,电路组件(电阻器,电感器和的值,在许多情况下,正确值可由包括组件物理成分的数学关系式加以定义,在实际情况下,正确值仅供学术参考之用. 有效值必须考虑到组件寄生现象的影响,有效值是电路组件的实际和反应向量的代数总和,因此,它与频率有关. 测试值是以测量仪器所获得并显示出来的值,它反映出仪器固有准确性.当测试值与正确值或有效值进行比较时,它通常会存在一些误差.同时,的量测而有本质上的改变,而其差异视考量的多寡而定,在一些已定义的之下,比较测试值和有效值接近的程度,可以判断量测的品质如何. 有效值是我们想要了解的,并且量测的目标在于使测试值尽可能地与有效值相符.5. L,AL,GAP与ui各是甚幺?相互关系如何?答: L: 一定测试条件下的电感值,单位为亨利(H).AL: 是基于频率为10kHz及AC通量密度为10GAUSS(1mT)时,所量测的电感额定值,单位为每平方圈数(N2)的毫微亨利(10-9亨利) 注:35.0nH/N2=每100圈为350uH=每1000圈为35.0mH.GAP:即空气隙(介隙),是把E形磁芯的三对脚都分隔为同等距离的介隙处理方法,而不是只在中脚部份造成空隙,中脚空隙的距离须是介隙的两倍才能得到同样的电感值,但其它电气特性不同.(视截面积的大小确定)Ui: 磁导率初值,是AC通量密度峰值为10GAUSS时的磁导率.每种材料所列的磁导率仅供参考,磁芯是按所列的AL值制造的.AL*2L=ALN N为圈数 AL与GAP的关系如右图标. 0GAP AL随GAP的增大而减少.6. 对交流信号,何谓峰一峰值,正的最大值,负的最大值,有效值与平均值,请以电压信号为例,结合图形表示之,并写出相应的英文名.VVrmsVmaxVp-p-Vmaxt峰一峰值: Vp-p表示正弦信号其波峰与波谷的幅值. 正的最大值: +Vmax波峰对零点的幅值. 返回目录5 of 43感谢您的阅读，祝您生活愉快。
变压器的构造和工作原理PPT课件
（2）变压器的构造
基本构造：由铁芯和绕组构成。
铁芯是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。
按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图7-1-1所示。
知识清单
线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线圈叫原线
知识清单
变压器的阻抗变换作用
设变压器初级输入阻抗为|1 |，次级负载阻抗为|2 | ，则
1
或
1 2
= ( ) 2 = 2 |2 |
2
′ = 2
可见，次级接上负载|2 |时，相当于电源接上阻抗为2 |2 |的负载。变压器的这种阻抗变换特
性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。
圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。
（3）额定值
①额定容量——变压器二次绕组输出的最大视在功率。一般以千伏安表示。
②原边额定电压——接到变压器一次绕组上的最大正常工作电压。
③二次绕组额定电压——当变压器的一次绕组接上额定电压时，二次绕组接上额定负载时的输
出电压。
（4）使用注意事项
①分清一次绕组、二次绕组，按额定电压正确安装，防止损坏绝缘或过载。
②防止变压器绕组短路，烧毁变压器。
③工作温度不能过高，电力变压器要有良好的绝缘。
知识清单
2.变压器的工作原理
变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁芯中产生交变磁通，从而在原、
副线圈产生感应电动势。
（1）变压器的空载运行和变压比
设原线圈匝数为1 ，端电压为1 ；副线圈匝数为2 ，端电压为2 。则原、副线圈（一次、二
电机学-变压器工作原理-运行分析PPT课件
发电厂升压 主变压器
G 发电厂~发电机
用户
3kV高压动力负荷 380/220V 低压动力及
配电变压器 照明负荷
2021
3
图1-1 简单的输配电系统示意图
§1-1 变压器在电力系统中的应用
1.电力传输 2.变压器的容量
2021
4
§1-2 变压器的基本工作原理及分类
➢ 基本工作原理
结构：
i1
A
原绕组，或一次绕组，u1 e1
▪绝缘结构
作用：实现变压器的绝缘，包括外部绝缘和内部绝缘。
▪油箱和其它附件
作用：铁心和绕组组成变压器的器身，器身放置在装有变压
器油的油箱内，在油浸变压器中，变压器油既是绝缘介质，又
是冷却介质。
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13
低压 高压
2021
14
2021
15
§1-4 变压器的额定值
▪额定容量
指在额定状态下变压器的视在功率．额定容量以伏安(VA)、 千伏安(KVA)或兆伏安(MVA)为单位。对三相变压器，额定容量 指三相的总容量。
2021
20
§2-1 变压器各电磁量的规定正方向
原边：
I1
根据楞次定律 ：
A
➢
U 1
E1
X
I2 E 2
a U 2
ZL
e1
w1
d dt
x
图2-1 变压器各物理量规定正方向
U1——从A到X的电压降方向 I1 ——由A流入原绕组方向
这种规定称为“电动机惯例”
Φ——原边正向电流按右手螺旋产生正向磁通的方向
12
§1-3 变压器的基本结构
▪铁心
作用：磁路的构成部分。为了减少铁心中的磁滞和涡流损耗，
第一章 变压器 35页PPT文档
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第一章
3、三相变压器联结组标号的确定
1) 按三相变压器高、低压绕组联结方式， 画出高、低压绕组联结图
2) 作出高压侧相电动势的相量图，并将相 量图的A点置于钟面的“12”处
3) 作出低压侧相电动势的相量图 4) 观察低压侧的相量图a点所处钟面的序
数，即为该三相变压器联结组的标号数
2019/9/10
作者：许翏
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（三）高低压绕组相电动势的相位关系 1、同名端与同名端的规定
第一章
2019/9/10
作者：许翏
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2、单相变压器的联结组
第一章
2019/9/10
a) I I 0 联结组 b) I I 6联结组
作者：许翏
第一章 变压器
第一章
第一节 变压器基本工作原理和结构 第二节 单相变压器的空载运行 第三节 单相变压器的负载运行 第四节 三相变压器 第五节 其它用途的变压器
2019/9/10
作者：许翏
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第一章
第一节 变压器基本工作原理和结构
一、变压器的基本工作原理
e1
N1
五、变压器的运行特性
（一）变压器的外特性 和电压变化率
（二）变压器的效率 特性
2019/9/10
作者：许翏
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第一章
第四节 三相变压器
三相变压器有三相变压器组与三相心式变压器两种。
一、三相变压器的磁路系统 ）
（一）三相变压器组的磁路
2019/9/10
作者：许翏
变压器的结构ppt课件2024新版
目录
• 变压器基本概念与原理 • 铁芯结构与材料 • 绕组设计与制造工艺 • 油箱、冷却装置及附件 • 绝缘系统与绝缘材料 • 试验、运行与维护管理
01
变压器基本概念与原理
变压器定义及作用
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理 ，通过变换交流电压、电流和阻 抗的电气设备。
04
油箱、冷却装置及附件
油箱结构设计与制造工艺
油箱结构设计
采用合理形状和结构，确保变压器油 循环顺畅，降低局部过热风险。
制造工艺
采用优质钢板焊接而成，确保油箱密 封性和机械强度；内部加强筋设计， 提高抗变形能力。
ห้องสมุดไป่ตู้
冷却装置类型及工作原理
自然油循环冷却
利用变压器油自然对流，将热量 从绕组传递到油箱壁和散热器， 再通过空气自然对流将热量散发
变压器作用
在电力系统中，变压器用于实现 电压的升降、电流的变换以及阻 抗的匹配，以满足不同用电设备 的需求。
工作原理与电磁感应
工作原理
变压器的工作原理基于电磁感应定律，即当变化的磁场穿过导体时，会在导体 中产生感应电动势。
电磁感应
在变压器中，通过原边绕组的交流电流产生交变磁场，该磁场穿过副边绕组并 在其中产生感应电动势。根据电磁感应定律，感应电动势的大小与原边和副边 绕组的匝数比、磁通量以及交流电的频率有关。
03
绕组设计与制造工艺
绕组类型及特点分析
01
02
03
层式绕组
结构简单，制造方便，适 用于低压、小容量变压器 。
饼式绕组
散热性能好，机械强度高 ，适用于高压、大容量变 压器。
螺旋式绕组
空间利用率高，抗短路能 力强，但制造工艺复杂。