工频变压器设计的计算
变压器功率铁芯的选用按公式预计算：S＝1.25×根号P，
(S是套着线圈部位铁芯的截面积，怎么算下面再讲，单位：CM，P为功率：W) 1. 计算每伏需要绕多少匝(圈数)可按公式
N ：线圈匝数
B--硅钢片的磁通密度(T)，一般高硅钢片可达 1.2-1.4T，中等的约1-1.2T，低等的约0.7-1T，最差的约0.5-0.7T。
S:铁心面积S=0.9ab /平方cm
f: 频率50Hz（我国）
B--为磁通密度(T)
小知识：B值根据铁芯材料不同,A2和A3黑铁皮选0.8T;D11和D12(低硅片)选1.1T到1.2T;D21和D22(中硅片)选1.2T到1.4T;D41和D42(高硅片)选1.4T到1.6T;D310和D320(冷轧片)选1.6T到1.8T; 磁感应强度有一个过时的单位：高斯，其符号为G：1 T = 10000 G。穿过一块面积的磁力线数目，称做磁磁通量，简称磁通，用Φ示。磁通量的单位是韦伯，用Wb表示，以前还有麦克斯韦用Mx表示。如果磁场中某处的磁感应强度为Ｂ，在该处有一块与磁通垂直的面，它的面积为Ｓ，则穿过它的磁通量就是Φ = BS
公式：Φ=BS，适用条件是B与S平面垂直。当B与S存在夹角θ时，Φ=B*S*cosθ。Φ读“fai”四声。
单位：在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb，1Wb=1T*m^2;=1V*S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向，磁感应强度Ｂ的单位是高斯（Ｇs），1 T = 10000 G；面积Ｓ的单位是平方厘米；磁通量的单位是麦克斯韦（Mx)。当B与S存在夹角θ时，Φ=B*S*cosθ。Φ读“fai”四声。
在国际单位制中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb，1Wb=1T*m2;=1V * S，是标量，但有正负，正负仅代表穿向。
S--为铁芯有效面积（单位为平方厘米）
S =0.9ab
a为铁芯中心柱的长
b为厚度，（看你叠多少了）
0.9是叠片系数（看你叠的紧密不紧密了），
2.总匝数
知道变压器线圈每伏匝数后,既可求出各绕组总匝数了
即：W=UW0
式中:
W为某绕组总匝数(匝)
U为该绕组电压
注意！补偿带负载后绕组阻抗引起的次级电压降落,次级匝数应5%到20%(容量小的变压器取
计算出初级线圈
以10匝1V计算
N1=220╳10=2200匝
2次级线圈N2=8╳10╳1.05=84
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
如：要求输出8伏的电流是多少安？这里我假定为2安。
变压器的输出容量=8╳2=16伏安
变压器的输入容量=变压器的输出容量/0.8=20伏安
初级线圈电流I1=20/220=0.09安
导线直径d=0.8√I
初级线圈导线直径d1=0.8√I1=0.8√0.09=0.24毫米
次级线圈导线直径d2=0.8√I2=0.8√2=1.13毫米
经桥式整流电容滤波后后得到的直流电压也就是AC转换成了DC，不会算的朋友注意了，在单项中电压是原变压器次级电压的1.4倍。这就是我们的220V市电经过整流滤波后得到了311V的原因，
环形变压器的设计计算
通过设计一台50Hz的电源变压器，其初级电压U1=220V，次级电压
U2=11.8V，次级电流I2=16.7A，电压调整率ΔU≤7％，来说明计算的方法和步骤。
1）计算变压器次级功率P2
P2=I2U2=16.7×11.8=197VA(5)
2）计算变压器输入功率P1（设变压器效率η=0.95）与输入电流I1
式中：K——系数与变压器功率有关，K=0.6～0.8，取K=0.75；
根据现有铁心规格选用铁芯尺寸为：高H=40mm，内径Dno=55mm，外径Dwo=110mm。
式中：f——电源频率（Hz），f=50Hz；
B——磁通密度（T）,B=1.4T。
N2=N20·U2=3.23×11.8=38.1匝，取N2=38匝。
6）选择导线线径
绕组导线线径d按式(10)计算
式中：I——通过导线的电流（A）；
j——电流密度，j=2.5～3A/mm2。
当取j=2.5A/mm2时代入式(10)得
用两条d=2.12mm（考虑绝缘漆最大外径为2。21mm）导线并绕。因为Φ2.94导线的截面积Sd2=6.78mm2，而d=2.12mm导线的截面积为3.53mm2两条并联后可得截面积为：2×3.53=7.06mm2，完全符合要求且裕度较大。
6环形变压器的结构计算
环形变压器的绕组是用绕线机的绕线环在铁心内作旋转运动而绕制的，因此铁心内径的尺寸对加工过程十分重要，结构计算的目的就是检验绕完全部绕组后，内径尚余多少空间。若经计算内径空间过小不符合绕制要求时，可以修改铁心尺寸，只要维持截面积不变，电性能也基本不变。
已知铁心内径Dno=55mm，图7中各绝缘层厚度为to=1.5mm，t1=t2=1mm。
1）计算绕完初级绕组及包绝缘后的内径Dn2
计算初级绕组每层绕的匝数n1
式中：Dn1——铁心包绝缘后的内径，Dn1=Dno－2t0=55－(2×1.5)=52mm；
kp——叠绕系数，kp=1.15。
则初级绕组的层数Q1为
初级绕组厚度δ1为
2）计算次级绕组的厚度δ2
计算次级绕组每层绕的匝数n2，考虑到次级绕组是用2×d2=2×2.21mm导线并绕，则
可见绕完绕组后，内径还有裕量，所选铁芯尺寸是合适的。
7环形变压器样品的性能测试
为检验设计方法的准确性，对按设计参数制成的环形变压器样品进行了性能测试，结果如下。
7．1空载特性测试
测量电路如图8所示。测得的数据列于表4，按照表4的数据，绘出图9所示的空载特性曲线。
从变压器的空载特性看出设计符合要求，在额定工作电压220V时（工作点为A），变压器的空载电流只有13.8mA，即使电源电压上升到240V变压器工作在B点铁心还未饱和，有较大的裕度。
7．2电压调整率测量
变压器在空载时测得的次级空载电压U20=12.6V，当通以额定电流
I2=16.7A时，次级输出电压为U2=11.8V，按式（2）计算电压调整率为
变压器电压调整率达到ΔU<7％的指标。
7．3温升试验
用电阻法对变压器绕组进行温升试验，在通电4h变压器温升稳定后进行测试，并按式（12）计算绕组平均温升Δτm。
测量的数据及计算结果列于表5
从温升试验结果看出所设计的变压器已达到标准型温升标准，即
Δτm<40℃，初次级绕组温升基本相等，即两绕组功耗较均衡。
7．4绝缘性能试验
1）绝缘电阻
用500V摇表测试绝缘电阻，初次级绕组之间的绝缘电阻在常态下均大于100MΩ。
2）抗电强度
变压器初级与次级绕组之间能承受50Hz，4000V（有效值）电压1min，而无击穿和飞弧。限定漏电流为1mA，此项试验证明变压器的抗电强度达到IEC标准。
小型变压器的设计原则与技巧
小型变压器是指2kva以下的电源变压器及音频变压器。下面谈谈小型变压器设
计原则与技巧。
1.变压器截面积的确定，铁芯截面积a是根据变压器总功率p确定的。设计时，若按负载基本恒定不变，铁芯截面积相应可取通常计算的理论值即a=1.25 。如果负载变化较大，例如一些设备、某些音频、功放电源等，此时变压器的截面积应适当大于普通理论计算值，这样才能保证有足够的功率输出能力。
2.每伏匝数的确定变压器的匝数主要是根据铁芯截面积和硅钢片的质量而定的。实验证明每伏匝数的取值应比书本给出的计数公式取值降低10％～15％。例如一只35w电源变压器，通常计算(中夕片取8500高斯)每伏应绕7.2匝，而实际只需每伏6匝就可以了，这样绕制后的变压器空载电流在25ma左右。通常
适当减少匝数后，绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免因普通规格的硅钢片经常发生绕不下的麻烦，还节省了成本，从而提高了性价比。
3.漆包线的线径确定线径应根据负载电流确定，由于漆包线在不同环境下电流差距较大，因此确定线径的幅度也较大。一般散热条件不太理想、环境温度比较高时，其漆包线的电流密度应取2a/mm2(线径)。如果变压器连续工作负载电流基本不变，但本身散热条件较好，再加上环境温度又不高，这样的漆包线取电流密度2?5a/mm2(线径)，若变压器工作电流只有最大工作电流的1/2，这样的漆包线取电流密度3～3.5a/mm2(线径)。音频变压器的漆包线电流密度可取3?5～4a/mm2(线径)。这样因时制宜取材既可保证质量又可大大降低成本。
综上所述要想设计出性价比较高的变压器，铁芯的截面积只能大不能小；适当减少每伏的匝数；详细分析负载情况；合理选用漆包线的规格。只有通过反复实践细心推敲，才能真正掌握变压器的设计原则与技巧。
对于感性负荷，无功功率等于视在功率的平方与有功功率的平方差的平方根，即：Q= ；功率因数等于有功功率与视在功率之比，即：Cos =P／S。如一台300VA 的调压器，带动一台80W的彩电，经计算，消耗网上的无功功率为289．14var；功率因数为0．27。再如一台500VA的调压器，带动一台200W冰箱，经计算，消耗网上的无功功率为 458．26var；功率因数为 0．4。
由此说明，对于感性负载，在有功功率一定时，视在功率越大，容量越大，消耗网上的无功功率越大，功率因数越低，设备利用率越低，很不经济。
如何确定变压器线圈导线的电流密度
1kva以下变压器电流密度的取值:连续使用的变压器可取3.7到4.7a/mm2;间歇或短时工作的变压器可取5到6安培每平方厘米。
10kva以下空气自冷式单相变压器电流密度的取值:对于内绕组取3到4a/mm2;外绕组散热条件较好,可取4到4.5安培每平方厘米.选取变压器电流密度取值时,通风条件好及容量大者取大值.当使用铝线绕制时,其电流密度可安铜线的60%
计算。
如何减小变压器的空载电流
变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流（产生磁通）和铁损电流（由铁芯损耗引起）组成。
空载电流的作用是建立工作磁场，又称励磁电流。当变压器二次侧开路，在一次侧加电压u1e时，一次侧要产生电流io——空载电流。
io=u1e/（z1+zm）
z1——变压器一次阻抗
zm——变压器激磁阻抗
为了减少空载电流，主要就是从变压器的铁芯入手。
1、提高铁芯(如硅钢片)质量。
2、改进铁芯结构。
其他知识
交流三相变压器线圈的接法
三相电压的变换可以用三只单相变压器或如图所示的三相变压器来完成.三相变
压器原理和单相变压器原理相同。
在三相变压器中,每一芯柱均绕有原绕组和副绕组,相当于一只单相变压器.三相变压器高压绕组的始端常用a,b,c,末端用x,y,z来表示.低压绕组则用a,b,c和x,y,z来表示。高低压绕组分别可以接成星形或三角行.在低压绕组输出为低电压,大电流的三相变压器中(例如电镀变压器),为了减少低压绕组的导线面积,低
压绕组亦有采用六相星行或六相反星行接法。
我国生产的电力配电变压器均采用y/y0-12或y/三角形-11这两种标准结线方法.数子12和11表示原绕组和副绕组线电压的相位差,也就是所谓变压器的结线组别.在单相变压器运行是,结线问题往往不为人们所重视,然而,在变压器的并联
运行中,结线问题却具有重要意义。
变压器基本知识_变压器分类（压器的种类）
常用变压器的分类可归纳如下：
(1)按相数分：
单相变压器：用于单相负荷。
三相变压器：用于三相系统的升、降电压。
(2)按冷却方式分：
干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变
压器。
油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油
循环等。
(3)按绕组形式分：
双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。
三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。
自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统，也可做为普通的升压或降后变压器
用。
(4)按铁芯形式分：
芯式变压器：用于高压的电力变压器。
壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电
子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
(5)按用途分类：
电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器
等。
什么是音频变压器
音频变压器是一个感性元件它对不同的频率就呈现不同的阻抗（zl=2πfl），在音频的低端漏感作用是非常少的可忽略不计，此时放大管的负载是l和r0的并联值，l的值越大感抗也越大，对r0的分流作用就越少，r0上的音频功率就越
大。
在音频的高端区电感可视为开路，而漏感作用将随频率升高越来越显著，此时放大管的负载相当于漏感+r0（串联），另外分布电容对信号也起到了旁路的作用，显然由于漏感的存在和分布电容的存在，r0所获得的功率随着频率的升高而减少，为此音频变压器在音频的高频区往往失真大，功率增益低，频响变差。
电源变压器的检测测量方法
变压器的检测主要包括以下内容：
1、通过观察变压器的外貌来检查其是否有明显异常现象：如线圈引线是否断裂，脱焊，绝缘材料是否有烧焦痕迹，铁心紧固螺杆是否有松动，硅钢片有无锈蚀，
绕组线圈是否有外露等。
2、绝缘性测试：用万用表r×10k挡分别测量铁心与初级，初级与各次级、铁心与各次级、次级各绕组间的电阻值，万用表指针均应指在无穷大位置不动。否则，
说明变压器绝缘性能不良。
3、线圈通断的检测：将万用表置于r×1挡，测试中，若某个绕组的电阻值为无
穷大，则说明此绕组有断路性故障。
4、判别初、次级线圈：电源变压器初级引脚和次级引脚一般都是分别从两侧引出的，并且初级绕组多标有220v字样，次级绕组则标出额定电压值，如15v、
24v、35v等。再根据这些标记进行识别。
5、空载电流的检测：
直接测量法：将次级所有绕组全部开路，把万用表置于交流电流挡(500ma，串入初级绕组。当初级绕组的插头插入220v交流市电时，万用表所指示的便是空载电流值。此值不应大于变压器满载电流的10％～20％。一般常见电子设备电源变压器的正常空载电流应在100ma左右。如果超出太多，则说明变压器有短路性
故障。
间接测量法：在变压器的初级绕组中串联一个10?/5w的电阻，次级仍全部空载。把万用表拨至交流电压挡。加电后，用两表笔测出电阻r两端的电压降u，然后用欧姆定律算出空载电流i空，即i空=u/r。
6、空载电压的检测：将电源变压器的初级接220v市电，用万用表交流电压接依次测出各绕组的空载电压值(u21、u22、u23、u24)应符合要求值，允许误差范围一般为：高压绕组≤±10％，低压绕组≤±5％，带中心抽头的两组对称绕组的
电压差应≤±2％。
7、一般小功率电源变压器允许温升为40℃～50℃，如果所用绝缘材料质量较好，
允许温升还可提高。
8、检测判别各绕组的同名端：在使用电源变压器时，有时为了得到所需的次级电压，可将两个或多个次级绕组串联起来使用。采用串联法使用电源变压器时，参加串联的各绕组的同名端必须正确连接，不能搞错。否则，变压器不能正常工
作。
9、电源变压器短路性故障的综合检测判别：电源变压器发生短路性故障后的主要症状是发热严重和次级绕组输出电压失常。通常，线圈内部匝间短路点越多，短路电流就越大，而变压器发热就越严重。检测判断电源变压器是否有短路性故障的简单方法是测量空载电流(测试方法前面已经介绍)。存在短路故障的变压器，其空载电流值将远大于满载电流的10％。当短路严重时，变压器在空载加
电后几十秒钟之内便会迅速发热，用手触摸铁心会有烫手的感觉。此时不用测量
空载电流便可断定变压器有短路点存在。
常用数码设备变压器的选择
数码电子设备所需要的外接电源的电压一般多为3伏、4.2伏、5伏、5.4伏、6伏、7.2伏、8.4伏（数码相机、掌上电脑）、9-12伏（摄象机）；手提电脑用的外接电源一般是12-19伏的。在选择过程中，必须考虑外接变压器输出电压高
低和电流大小的问题。
1：常用数码设备变压器的选择_直流输出电压范围的确定
一般我们使用的数码设备等电子产品所用的电压都会在产品的外壳写清楚。如：dc 3伏，或者 dc 5伏。这是表明要使用直流输出电压为3伏的电源变压器或者直流输出电压为5伏的变压器给它供电。其实，电子产品在设计的时候，对于电压的工作范围都有一个比较宽松的耐压和欠压范围。也就是说虽然那些电子产品上面写了是3伏5伏的，但并不是必须要那么严格。数码设备里面的电子电路在设计的时候已经考虑了这些情况。说的简单点，标明dc 3伏的，它的电压工作范围一般在：2.7伏---3.5伏都可以用（也就是说可以选择输出电压为3伏或者
3.3伏的标准电源变压器）；标明dc 5伏的，它的电压工作范围一般在：
4.5----
5.5伏（也说选择输出电压为4.5伏、5伏和5.4伏的标准电源变压器）；这些在电子产品设计的时候已经在集成电路里面就作好了的。所以，我们在选择电源变压器的时候，只要结合你的电子产品标示的电压数据，选择在工作范围的电源变压器就可以正常工作，也不会烧坏（或者发生电压低的故障）。
2：常用数码设备变压器的选择_变压器输出电流大小的选择
电压确定了，在选择电源变压器的时候，要优先选择输出电流大的。这样，就可以为那些要求电流大的电子产品提供强劲的电流，从而保证用电器获得稳定的电压和减少发热。数码相机和摄象机一般要选择输出电流达1a--2a的，pda电流要小些。笔记本电脑电流要求的要高一些一般在2-4a。这些都是我们在选择外
接变压器要考虑的。进口的电源变压器它上面标示的电流一般比较规范，而且过载能力强，这与设计产品时所用的电子元件有关系，许多或者说留的余量比较大；一般标明1a的，输出1.5a左右；国产许多杂牌的变压器上面标明是1a的，输出电流达不到1a，有的也许在700-800ma左右。
变压器功率铁芯的选用按公式预计算：S＝1.25×根号P，(S是套着线圈部位铁
芯的截面积，单位：CM，P为功率)
变压器设计方法与技巧概述
一、设计2kVA以下的电源变压器及音频变压器
一些电子线路设计人员及电子、电工爱好者经常碰到设计好的变压器，绕制时却绕不下；另外，设计的变压器，在带足负载后，次级电压明显下降。还有一部分设计的变压器的性能良好，但成本较高而没有商业价值。笔者在这里谈谈变压器的设计方法与技巧。
●变压器截面积确定：
大家知道铁芯截面积是根据变压器总功率“P”确定的(A=1.25*SQRT(P)。在设计时，假定负载是恒定不变的，则其铁芯截面积通常可选取计算的理论值。如果其负载是变化比较大的，例如，音频、功放电源等变压器的截面积，则应适当大于理论计算值．这样才能保证有足够的功率输出能力(因为一旦截面积确定后，就不可能再选择功率余量了)。如何确定这些变压器的"P"值呢?应该计算出使用时负荷的最大功率。并且估算出某些变压器在使用中需要输出的最大功率。特别是音频变压器、功放电路的电源变压器等(笔者测试过多种功放电路的音频变压器、功放电路的电源变压器；音频变压器在大动态下明显失真，电源变压器在大动态下次级电压明显下降。经测算，截面积不够是产生上述现象的主要原因之一)。
●每伏匝数的确定：
变压器的匝数主要取决于铁芯截面积和硅钢片的质量，通常从参考书籍计算出的每伏匝数是比较多的，经实验证明，从理论设计的数值上，将每伏匝数降低10％～15％是没有问题的。例如，一只35W的电源变压器，根据理论计算(中矽钢片8500高斯)每伏匝数为7.2匝，而实际每伏只需6匝就可以了，且这样绕制的变压器空载电流在26mA左右。
笔者和同行在解剖过日本生产的家用电器上的电源变压器时发现。他们生产的变压器每伏匝数比我们国产的变压器线圈匝数要少得多，同样35W的电源变压器每伏匝数只有4．8匝，空载电流45mA左右。通过适当减少匝数。绕制出来的变压器不但可以降低内阻，而且避免了采用普通规格硅钢片时经常出现的绕不下的麻烦。还节省了成本，提高了性价比。
●漆包线的线径确定：
线径是根据负载电流而确定的。由于在不同的情况下，漆包线通载电流差距较大，故确定线径的幅度也较大，一般在额定的电流下连续工作的变压器，其工作电流基本不变，但在散热条件不理想，且环境温度比较高时，应按电流密度为2A/mm2选取漆包线的线经。如果变压器连续工作时负载电流基本不变，但本身散热条件很好，环境温度又不高，漆包线按电流密度2.5A/mm2选取线径：假如一般时段工作电流只有最大电流的1／2。漆包线按电流密度3—3.5A／mm2选取线径。音频变压器的漆包线按电流密度3.5～4A/mm2选取线径。这样，因时制宜取材，既可保证质量又可大大降低成本。
二、两种特殊变压器设计方法与技巧
●高压工频变压器：
这类变压器往往工作电压几千伏，但电流只有毫安至几十毫安，由于电压较高，次级的绝缘要求很高，在绕制时，常采用层层垫纸，这按通常方法设计且采用普通规格化的硅钢片是绕不下的。故应选用窗口较大的硅钢片，另外适当增加叠厚，用加大截面积的办法来减少初、次级的匝数。
●多次级的变压器：
这类变压器的次级多数在七八组以上．电流大小不等，但每组不一定同时接负载，所以计算功率不一定全部算进去，只要将同时带负载的次级绕组计算出来即可。同样应选窗口较大的硅钢片，初级线圈的线径应根据次级各组同时使用的实际功率确定。采用以上的方法设计。既能保证性能又可以降低生产的成本。
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：
油浸电力变压器设计手册-沈阳变压器(1999) 6负载损耗计算
目录 1 概述SB-007.6 第 1 页 2 绕组导线电阻损耗（P R）计算SB-007.6 第 1 页 3 绕组附加损耗（P f）计算SB-007.6 第1页3.1 层式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 1 页3.2 饼式绕组的附加损耗系数（K f %）SB-007.6 第 2 页3.3 导线中涡流损耗系数（K w %）计算SB-007.6 第 2 页 3.3.1 双绕组运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 2 页3.3.2 降压三绕组变压器联合运行方式的最大纵向漏磁通密度（B m）计算SB-007.6 第 3 页 SB-007.6 第3 页3.3.3 升压三绕组（或高-低-高双绕组）变压器联合运行方式的最大纵向漏 磁通密度（B m）计算 3.3.4 双绕组运行方式的涡流损耗系数（K w %）简便计算SB-007.6 第4 页3.4 环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第 4 页3. 4.1 连续式绕组的环流损耗系数（K C %）计算SB-007.6 第4 页3.4.2 载流单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数（K C1 %）计算SB-007.6 第5 页 SB-007.6 第5 页3.4.3 非载流(处在漏磁场中间)单螺旋―242‖换位的绕组环流损耗系数 （K C2 %）计算 3.4.4 载流双螺旋―交叉‖换位的绕组环流损耗系数(K C1 %)计算SB-007.6 第6 页 SB-007.6 第7 页3.4.5 非载流(处在漏磁场中间)双螺旋―交叉‖ 换位的绕组环流损耗 系数（K C2 %）计算 4引线损耗（P y）计算SB-007.6 第7 页5杂散损耗（P ZS）计算SB-007.6 第8 页5.1小型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第8 页5.2中大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第9 页5.3 特大型变压器的杂散损耗（P Z S）计算SB-007.6 第10 页
基于工频变压器的独立逆变电源设计
课程设计 年月日
主要内容： 该控制电路采用U3988为控制器，输出PWM波形来控制逆变电路功率管，同时U3988内部具有各种电路保护作用，可使逆变电源数字化，简化电路；与无工频变压器逆变电路相比，该电路设计采用工频变压器起到隔离保护的作用，使电路具有系统可靠性功能。实验结果表明，对于传统逆变器，该设计方案不仅省去额外保护电路使电路结构简单明了，还可以使系统从无法保障稳定性到具有可靠稳定性。 基本要求： 1.经滤波电路输出满足要求的交流电压，一般要求输出220 V／50 Hz交流； 2.工频逆变电源输入一般为低压直流； 3.该电路采用全桥变换电路结构，这种变换器输出不是1根火线和1根零线，而 是2根火线； 4.逆变电路可靠稳定。 主要参考资料： [1] 胡启凡.变压器实验技术，中国电力出版社[J].2010-1-1. [2] 尹克宁. 变压器设计原理[M]．中国电力出版社,2002. [3] 徐甫荣,陈辉明. 高压变频调速技术应用现状与发展趋势[J ] ．高压变频器，2007. [4] 张秀梅, 周盛荣. 变频器用多脉波整流变压器的移相[ J] ．包钢科技，2006. [5]张勇．山东东岳能源公司电解铝厂电网谐波分析与治理的研究，硕士学位论文，山东科技大学，2005.
目录 1 任务和要求 ..................................... 错误！未定义书签。 2 总体方案设计与选择 ............................. 错误！未定义书签。 2.1 逆变电源结构设计.......................... 错误！未定义书签。 2.2工频变压器 ................................. 错误！未定义书签。 2.3工频变压器选材 ............................. 错误！未定义书签。 3 逆变电路电源设计 ................................ 错误！未定义书签。 3.1PWM技术 ................................... 错误！未定义书签。 3.2 工频变压器在逆变电路中的作用............... 错误！未定义书签。 3.3 保护电路................................... 错误！未定义书签。 4 结论 ........................................... 错误！未定义书签。参考文献 .......................................... 错误！未定义书签。
变压器的选择与容量计算
变压器的选择与容量计算 电力变压器是供电系统中的关键设备，其主要功能是升压或降压以利于电能的合理输送、分配和使用，对变电所主接线的形式及其可靠与经济有着重要影响。所以，正确合理地选择变压器的类型、台数和容量，是主接线设计中一个主要问题。选用配电变压器时，如果 把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象。不仅增加了设备投资，而且还会使变压 器长期处于空载状态，使无功损失增加。如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与 过负荷状态。易烧毁变压器。依据“小容量，密布点”的原则，配电变压器应尽量位于负荷 中心，供电半径不超过0.5千米。配电变压器的负载率在0.5?0.6之间效率最高，此时变压器的 容量称为经济容量。如果负载比较稳定，连续生产的情况可按经济容量选择变压器容量。对于仅向 排灌等动力负载供电的专用变压器，一般可按异步电动机铭牌功率的 1.2倍选 用变压器的容量。一般电动机的启动电流是额定电流的4~7倍，变压器应能承受住这种冲击， 直接启动的电动机中最大的一台的容量，一般不应超过变压器容量的30就右。应当指出的 是：排灌专用变压器一般不应接入其他负荷，以便在非排灌期及时停运，减少电能损失。对 于供电照明、农副业产品加工等综合用电变压器容量的选择，要考虑用电设备的同时功率，可按实 际可能出现的最大负荷的 1.25倍选用变压器的容量。根据农村电网用户分散、负荷 密度小、负荷季节性和间隙性强等特点，可采用调容量变压器。调容量变压器是一种可以根据负荷 大小进行无负荷调整容量的变压器，它适宜于负荷季节性变化明显的地点使用。对于 变电所或用电负荷较大的工矿企业，一般采用母子变压器供电方式，其中一台（母变压器）按 最大负荷配置，另一台（子变压器）按低负荷状态选择，就可以大大提高配电变压器利用率，降低配电变压器的空载损耗。针对农村中某些配变一年中除了少量高峰用电负荷外，长时间处于低负荷运行状态实际情况，对有条件的用户，也可采用母子变或变压器并列运行的供电方式。在负荷变化较大时，根据电能损耗最低的原则，投入不同容量的变压器。变压器的容 量是个功率单位（视在功率），用AV （伏安）或KVA（千伏安）表示。它是交流电压和交流
变压器设计1
干式铁心电抗器 一、基本原理 电抗器是一个电感元件，当电抗器线圈中通以交流电时，产生电抗（X L ）和电抗压降（U L =I L X L ）。 空心电抗器线圈中无铁心，以非导磁材料空气或变压器油等为介质，其导磁系数很小 （1≈μ） ，磁阻（C r ）很大，线圈电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均小； 铁心电抗器的线圈中放有导磁的硅钢片铁心材料，硅钢片导磁系数大，磁阻小，其电感（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）均大。另外，铁心电抗器铁心柱上放有气隙（或油隙），改变气隙长度，会改变磁路磁阻，从而得到所需电感值（L ）、电抗（X L ）及电抗压降（U L ）。 铁心电抗器线圈通过交流电，产生磁通分两部分，如图所示。一部分是通过铁心之外的线圈及空道的漏磁通（q Φ），它产生线圈漏抗（X Lq ）及漏抗压降（U Lq = I L X Lq ）；另一部分是通过铁磁路（铁心及气隙）的主磁通（T Φ），它将在线圈中感应一个电势E ，其E ?可以 视为一个电压降，如忽略电阻电压降，此压降可认为是主电抗压降（U LT ） 。等值电路如图所示。 电抗压降（U L ）的通式： C C L C C L C L L L L L l A W fI l A W fI r W I L I X I U 28022 109.72?×==== =μμπωω （V） 式中： L I —通过电抗器线圈的电流（A） L X —电抗器电抗（Ω） L —电抗器电感（H） W —线圈匝数 C r —磁阻（H -1 ），C r =C C A l 0μμ μ—相对导磁系数，如空气或变压器油μ=1 0μ—绝对导磁系数，cm H /104.080?×=πμ C l —磁路长度（cm） C A —磁路面积（cm 2 ） 磁通与磁势图 U LT 等值电路图
电力变压器继电保护设计
1 引言 继电保护是保障电力设备安全和防止及限制电力系统长时间大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。许多实例表明，继电保护装置一旦不能正确动作，就会扩大事故，酿成严重后果。因此，加强继电保护的设计和整定计算，是保证电网安全稳定运行的重要工作。实现继电保护功能的设备称为继电保护装置。本次设计的任务主要包括了六大部分，分别为运行方式的选择、电网各个元件参数及负荷电流计算、短路电流计算、继电保护距离保护的整定计算和校验、继电保护零序电流保护的整定计算和校验、对所选择的保护装置进行综合评价。其中短路电流的计算和电气设备的选择是本设计的重点。通过分析，找到符合电网要求的继电保护方案。 继电保护技术的不断发展和安全稳定运行，给国民经济和社会发展带来了巨大动力和效益。但是，电力系统一旦发生自然或人为故障，如果不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，并造成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，本设计从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。 在电力系统发生故障中，继电保护装置能够及时地将故障部分从系统中切除，从而保证电力设备安全和限制故障波及范围，最大限度地减少电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响，从而满足电力系统稳定性的要求，改善继电保护装置的性能，提高电力系统的安全水平。 2 课程设计任务和要求
通过本课程设计，巩固和加深在《电力系统基础》、《电力系统分析》和《电力 系统继电保护与自动化装置》课程中所学的理论知识，基本掌握电力系统继电保护设计的一般方法，提高电气设计的设计能力，为今后从事生产和科研工作打下一定的基础。 要求完成的主要任务: 要求根据所给条件确定变电所整定继电保护设计方案，最后按要求写出设计说明书，绘出设计图样。 设计基本资料: 某变电所的电气主接线如图所示。已知两台变压器均为三绕组、油浸式、强迫风冷、分级绝缘，其参数：MVA S N 5.31=，电压：kV 11/%5.225.38/%5.24110?±?±，接线：)1211//(//011--?y Y d y Y N 。短路电压：5.10(%)=HM U ； 6(%);17(%),==ML L H U U 。两台变压器同时运行，110kV 侧的中性点只有一台接地； 若只有一台运行，则运行变压器中性点必须接地，其余参数如图所示。（请把图中的L1的参数改为L1=20km ） ～ 图2.1变电所的电气主接线图
工频变压器设计计算
工频变压器的设计计算 赵一强2010-9-15 ，这个 U2）， 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。 4Gs 。 H的关系曲线，在
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： H B 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：q l 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
变压器的温升计算
变压器的温升计算方法探讨 1 引言 我们提出工频变压器温升计算的问题，对高频变压器的温升计算也可以用来借鉴。工频变压器的计算方法很多人认为已趋成熟没有什么可讨论的，其实麻雀虽小五脏俱全，再成熟的东西也需要不断创新才有生命力。对于一个单位的工程技术人员来讲温升计算问题可能并不存在，温升本身来源于试验数据，企业本身有大量试验数据，温升问题垂手可得，拿来主义就可以了，在本企业来说绝对有效，离开了本企业也带不走那么多数据。但冷静的考虑一下，任何一个企业不可能生产全系列变压器，总会有相当多的系列不在你生产的范围内，遇到一些新问题，只能用打样与试验的方法去解决，小铁心不在话下，耗费的工时与材料都不多，大铁心耗费的铁心与线材就要考虑考虑了。老企业可以用这样简单的办法去解决，只不过多花费一些时间罢了，一个新企业或规模不大的企业，遇到这些问题要用打样与试验的方法去解决，就耗时比较多了，有时候会损失商机。进入软件时代，软件的编写者如不能掌握这一问题，软件的用户将会大大减少。下面就温升的计算公式进行探讨，本文仅提出一个轮廓，供大家参考。 2 热阻法 热阻法基于温升与损耗成正比，不同磁心型号热阻不同，热阻法计算温升比较准确，因其本身由试验得来，磁心又是固定不变的，热阻数据由大型磁心生产厂商提供。有了厂家提供的热阻数据，简单、实用何乐而不为。高频变压器可采用这一方法。而铁心片供应商不能提供热阻这一类数据，因此低频变压器设计者很难采用。热阻法的具体计算公式如下: 式中， 温升ΔT（℃） 变压器热阻Rth（℃/w） 变压器铜损PW（w） 变压器铁损PC（w） 3 热容量法 源于早期的灌封变压器，由于开放式变压器的出现这种计算方法已被人遗忘，可以说是在考古中发现。这种计算方法的特点是把变压器看成是一个密封的元件，既无热的传导，也无热的辐射，更无热的对流，热量全部靠变压器的铁心、导线、
(工频)变压器的工作原理及设计(新)
变压器的工作原理及设计 在电路和磁路中，变压器不但作为电磁能量的传送工具，而且可以改变电路中的电压和电流的大小和相位，在某种情况下可以起电的隔离作用，在各种电力、电子等电路中被广泛应用。 电磁感应是变压器工作原理的基础，因此要想了解变压器的工作原理及性能，进而应用、设计变压器，就必须具备电、磁方面的基础理论知识。电路方面的知识大家比较了解，下面对磁路方面的知识进行必要的补充。 一、电磁感应和磁路中的概念及一些定律 1、电磁感应 磁场变化时，将在它所能影响到的区域内的的电回路中产生电压以至电流。用数学式子来描述： dt d N dt d e Φ-=ψ-= 实际上这种过程是可逆的，即变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电电场。从能量的观点来看，在变压器的工作过程中，电路的电能转换为变压器铁芯内的磁能，然后再转换为二次侧的电能，完成能量的传送。 2、磁路中的概念 磁路——磁通通过的区域 磁感应强度B ——表示磁场强弱的一个物理量 磁通Φ——BA =Φ，A 为与磁场方向垂直的片面的面积 磁导率μ——表示物质磁性质的物理量，0μμμr =，70104-?=πμ 磁场强度H ——μ B H = 磁势∑=NI F 磁压降Hl U m = 3、磁路的基本定律 （1） 安培环路定律（全电流定律） ?∑=l I dl H . （2） 磁路的基尔霍夫第一定律 ∑=Φ0 （3） 磁路的基尔霍夫第二定律 ∑∑∑==Ni I Hl 图1 安培环路定律
图2 磁路基尔霍夫第一定律 图3 磁路基尔霍夫第二定律 （4） 磁路的欧姆定律 φφμμm m R A l l B Hl U ==== 4、铁磁物质的磁化曲线 （1） 原始磁化曲线：将一块尚未磁化的铁磁物质进行磁化，在磁场强度H 由0开始逐渐增加时，磁感应强度也逐渐增加，这种曲线称为原始磁 化曲线。 图4 磁畴 图5 原始磁化曲线 （2） 磁滞回线：当铁磁物质在-H m 到+H m 之间反复磁化若干次最后得到对 原点对称的封闭曲线。从磁化过程可以看出，B 的变化总是落后于H 的变化，所以这种现象称为磁滞。 图6 磁滞回线
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：
变压器设计方案
变压器的设计 磁性材料以及变压器的设计，主要说三种，一是硅钢片构成的工频变压器，一种铁硅铝铁粉芯磁环，还有一种是锰锌镍锌材料构成的磁环。三种应用于不同场合，其中硅钢片主要用于工频变压器，因为U值在1.5K附近，适中，Bsat值大，达1.5T，因此抗磁饱和强度。铁硅铝铁粉芯材料U值低，一般在百附近，B值相对硅钢片小，但是比高导材料（锰芯镍锌）大很多，主要用于直流分量大的场合。比如用于BUCK连续电流电路。而锰芯镍锌磁导率很高，最高最达10K，因此耦合性很好，主要用于小信号耦合传输。比如驱动信号以及电压电流采样。这种材料主要绕几匝就能满足感量要求以及合适的激励电流。
说说变压器的设计 首先我们知道变压器是一个激励电感和理想变压器构成，当然还有初次级漏感。但我们可以先假设漏感忽略不记。那么变压器主要参数就是激励电流和匝数了，也就是磁动势。这直接和B值有关。其他条件不变下，NI越大，B值越大，越容易磁饱和。那么好了，现在讨论下NI值怎么取才能让B值处在一个安全的范围内。 相信大家知道B=UH，这是定义出来的，U就是磁导率，就是B 与H的比值，U不是常数，但是在小H下B与H成线性关系（一般材料）,而H=KNI，K是比例常数，N是匝数，I是激励电流。那好了，如果要减小B值就得减小NI乘积（同一磁环）。激励电流I是和电感量成反比的。如果增大电感量则激励流会下降，但是N就得增大，否则电感量如何上升。我们知道电感量又和N成正比,L∝N*N?μ。而U=LI/T,把L值代进去得U∝N*N?μ?I/T。所以 B=μH=kμNI=k(μNUT)/(N *μ)=KUT/N 由此式可知B∝1/N。所以增大N就能减小B值，所以理论上我们最好让N值无穷大，这样B不容易饱和，但是实际情况总有个度,首先就是我们的变压器功率。
开关变压器设计
开关电源变压器设计 （草稿） 开关变压器是将DC 电压﹐通过自激励震荡或者IC 它激励间歇震荡形成高频方波﹐通过变 压器耦合到次级,整流后达到各种所需DC 电压﹒ 变压器在电路中电磁感应的耦合作用﹐达到初﹒次级绝缘隔离﹐输出实现各种高频电压﹒ 目的﹕减小变压器体积﹐降低成本﹐使设备小形化﹐节约能源﹐提高稳压精度﹒ N 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﹕ η=60-80 % (P2／P2+Pm+ P C ) η>90% ((P2／P2+Pm ) 功率因素﹕ Cosψ=0.6-0.7 (系统100W 供电142W) Cosψ>0.90 (系统100W 供电111W) 稳压精度﹕ ΔU%=1% (U20-U2／U20*100) ΔU<0.2% 适配.控制性能﹕ 差 好 体积.重量 大 小
开关变压器主要工作方式 一.隔离方式: 有隔离; 非隔离 (TV&TVM11) 二.激励方式: 自激励; 它激励 (F + & IC) 三.回馈方式: 自回馈; 它回馈 (F- & IC) 四.控制方式: PWM: PFM (T & T ON ) 五.常用电路形式: FLYBACK & FORWARD 一.隔离方式: 二.
开关变压器主要设计参数 静态测试参数: R DC. L. L K. L DC. TR. IR. HI-POT. IV O-P.Cp. Z. Q.……… 动态测试参数: Vi. Io. V o. Ta. U. F D max…………. 材料选择参数 CORE: P. Pc. u i. A L. Ae. Bs……. WIRE: Φ℃. ΦI max. HI-POT…….. BOBBIN: UL94 V--O.( PBT. PHENOLIC. NYLON)………. TAPE: ℃. δh. HI-POT…….. 制程设置要求 P N…(SOL.SPC).PN//PN.PN-PN. S N(SOL.SPC).Φn. M tape:δ&w TAPE:δ&w. V℃……..
工频变压器的设计计算
工频变压器的设计计算 2010-9-15 ，这个 U2）， 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。 4Gs 。 H的关系曲线，在
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： H B 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：q l 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
逆变器用变压器设计
计算方法 A 已知条件： 输出功率：2P =25W ； 次级电流：2I =0.115A ；（220V ？） 初级电流：1I =1.0A ； 电源频率：f =50Hz ； 效率：η>0.9; 功率因数：cos ?>0.9； 温升：m τ?<55℃。 B 电压计算输入功率：212527.80.9P P η= ==W 初级电压：11127.827.81P U I = ==V 次级电压：22225217.390.115 P U I ===V 次级负载电阻：()222222518900.115P R I = ==?C 选择铁芯 按2P 选择铁芯。当使用R 型铁芯R-30，材料使用DQ151-35时。铁芯 相关性能为： 当0B =1.70T 时，S P ≤2.2W/kg ，磁化伏安≤8V A/kg ，~H ≤3.5A/cm 2 223.1410 3.142C d S cm π??==×=????；()()2 5.45 2.021.95 2.022.8C L =×+++=cm ；
C G =0.425（kg ）;c F =64cm 2 D 匝数计算 44 1010108.43864.44 4.4450 1.7 3.14 c TV fB S ===×××匝/V 当%U ?=15%（8%？），()()128.43869.92781%10.15TV TV U ===???匝/V （()()128.43869.1721%10.08TV TV U ===???）11127.88.4386235N U TV =×=×=匝 2222179.92782155N U TV =×=×=匝（2222179.1721990N U TV ==×= ）E 导线直径确定（数据提供23.5~4.0/j A A mm = ）1 1.130.604d === mm 2 1.130.205d ===mm 若取QZ-2（二级聚酯漆包线）标准导线，则10.630d mm =,1max 0.704d mm =，铜导体电阻54.84/km ?；20.224d mm =,2max 0.266d mm =，铜导体电阻433.8/km ?。
电力变压器设计与计算_1_刘传彝
电力变压器设计与计算（1） 刘传彝，侯世勇，许长华 （山东达驰电气有限公司，山东成武274200） 学习之友 1电力变压器设计与计算基础知识 1.1 变压器的分类 变压器是一种静止的电磁感应设备，在其匝链于一个铁心上的两个或几个绕组回路之间可以进行电磁能量的交换与传递。根据不同用途，变压器可以分为许多类型。 1.1.1电力变压器 电力变压器在电力系统中属于量大面广的产 品。二次侧电压高于一次侧电压的变压器称为升压变压器；反之，称为降压变压器。直接接发电机组的升压变压器，又称为发电机用变压器。二次侧直接接用户的变压器，称为配电变压器。把两个或三个网络连接起来，使其间可以有潮流往来、能量交换的变压器，称为联络变压器。联络变压器也可制作成自耦变压器。 1.1.2电炉变压器 工业上使用的金属材料和化工原材料很多是用 电炉冶炼生产出来的。而电炉所需的电源是由电炉变压器供给的。电炉变压器的特点是二次电压很低（一般由几十伏到几百伏），但电流却很大。电炉变压器种类很多，根据冶炼原材料的不同，电炉变压器可分为炼钢电弧炉变压器、矿热炉变压器、电阻炉变压器、盐浴炉变压器以及工频感应炉和电渣炉变压器等。我国电炉变压器一次侧的电压多为10kV 或 35kV ，个别的为110kV 。1.1.3 整流变压器 很多工业电气设备需要直流供电，如城市主要交通工具之一的电车、电机车、钢厂的轧机、冶炼厂及化工厂的电解槽等。把交流电变成直流电是需要经过整流器（水银整流器、硅整流器）进行整流的，供工业整流器用的电源变压器称作整流变压器。为了提高整流效率，整流变压器二次绕组要接成六相或十二相。整流变压器的共同特点是二次电压低，电流大。为了提高效率，二次侧相数一般不少于三相，有时采用六相、十二相或加移相绕组。另外，由于整流 的作用，整流变压器绕组中的工作电流波形是不规则的非正弦波。 1.1.4牵引变压器 给铁路牵引线路供电的变压器称为牵引变压 器。近年来我国现代电气化高速铁路发展很快，需要的牵引变压器逐年增加，牵引变压器同普通电力变压器相比，主要区别有以下几点：（1）单相负载。（2）变动负载。（3）轨道回路。（4）会有高次谐波的负载。目前变压器生产厂根据以上特点能生产出满足需要的牵引变压器。牵引变压器将电能从110kV 或 220kV 三相电力系统传输给二条27.5kV 的单相牵 引回路。110kV 多采用V/V 接牵引变压器，220kV 采用单相，低压通过中间抽头实现2×27.5kV 。1.1.5 工频试验变压器 工频试验变压器也称高压试验变压器。工频试验变压器在电气工厂、发电站、电业部门和科研等单位应用十分广泛，是不可缺少的试验设备。通过采用工频试验变压器可以对各种电工产品、电气元件、绝缘子、套管和绝缘材料等进行工频电压下绝缘强度试验。 工频试验变压器特点是一、二次绕组具有很大的电压比。一次电压通常为0.22kV 、0.38kV 、3kV 、 6kV 和10kV 等，二次电压为50kV ～2200kV 或更高。试验变压器运行持续时间都在1h 以下。也可由 几台试验变压器串联成串接试验变压器装置。 1.1.6电抗器 具有一定电感值的电器，统称为电抗器。现代的 电抗器种类很多，应用也十分广泛。总的来说，电抗器按结构可以分为两类：一类为空心抗器；另一类为铁心电抗器。用于限制短路电流的电抗器称为限流电抗器。例如，电力系统中用于限流的限流电抗器，电炉炼钢炉变压器用的串联电抗器，电动机起动用的起动电抗器等。限流电抗器通常是串联连接在电路中。用于补偿电容电流的电抗器称为补偿电抗器。例如，电力系统中用的并联电抗器，中性点接地用的消弧线圈，串联谐振试验装置中用的试验电抗器等。 TRANSFORMER 第48卷第2期2011年2月Vol.48February No.22011
工频变压器设计简介
； 保密等级 机密★20年Q/DX 青岛鼎信通讯股份有限公司技术文档 ^ 工频变压器设计简介 2015 - 04 - 08发布2015 - 04 - 09 实施青岛鼎信通讯股份有限公司发布
目录 1 概述............................................................... 错误!未定义书签。 变压器的基本工作原理............................................ 错误!未定义书签。 变压器空载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。 变压器负载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。 2 电子变压器的基本结构和材料......................................... 错误!未定义书签。 铁心及材料...................................................... 错误!未定义书签。 铁心的加工方法.................................................. 错误!未定义书签。 铁心材料........................................................ 错误!未定义书签。 3 电源变压器的主要技术参数........................................... 错误!未定义书签。 功率容量........................................................ 错误!未定义书签。 功率因数........................................................ 错误!未定义书签。 效率............................................................ 错误!未定义书签。 电压调整率...................................................... 错误!未定义书签。 空载电流及其百分比.............................................. 错误!未定义书签。 空载损耗........................................................ 错误!未定义书签。 温升............................................................ 错误!未定义书签。 设计电源电压器所必需的技术参数 .................................. 错误!未定义书签。 4 电源变压器的基本计算公式........................................... 错误!未定义书签。 空载工作时...................................................... 错误!未定义书签。 负载工作时...................................................... 错误!未定义书签。 匝数计算........................................................ 错误!未定义书签。 5 电源变压器铁心选择和电磁参量确定方法 ............................... 错误!未定义书签。 电源变压器铁心选择.............................................. 错误!未定义书签。 电源变压器电磁参数的确定........................................ 错误!未定义书签。 6 电源变压器结构参数计算............................................. 错误!未定义书签。 窗口利用系数.................................................... 错误!未定义书签。 散热面积........................................................ 错误!未定义书签。 7 实例设计........................................................... 错误!未定义书签。 8 国网单相表（0527）电源设计......................................... 错误!未定义书签。 原理图.......................................................... 错误!未定义书签。 电气参数：...................................................... 错误!未定义书签。 变压器参数计算.................................................. 错误!未定义书签。 9 设计计算时应注意其他问题........................................... 错误!未定义书签。 漏感计算........................................................ 错误!未定义书签。 绕组的分布...................................................... 错误!未定义书签。 屏蔽............................................................ 错误!未定义书签。 10 文档使用范围...................................................... 错误!未定义书签。
变压器计算公式
变压器计算公式 变压器计算公式 原边:U1=4.44*f*N1*Faim 副边:U2=4.44*f*N2*Faim 磁通量:Faim=Bm*S 其中 U1,U2为两侧交流电压值 f为交流电频率 N1,N2为两侧线圈匝数 Faim为铁芯磁通量 Bm为磁感应强度(磁通密度)，特斯拉T,以前叫高斯G,1T=10000G。 S为截面积 变比K=U1/U2=(4.44*f*N1*Faim)/(4.44*f*N2*Faim)=N1/N2 所以 1.当N1>N2时，则有K>1，推出U1>U2,为降压式 2.当N1 为降压式 2.副边电压为U1/U2=K U2=U1/K=220/10=22V 3.原边电流I1/I2=N2/N1=1/K I1=I2/K=2A/10=0.2A 4.输入功率P1=U1*I1=220V*0.2A=44W 输出功率P2=U2*I2=22V*2A=44W 可见，如此忽略损耗，则能量守恒。 硅钢片叠法 1.一对一交错叠装 2.两两相隔交错叠装 3.两夹一交错叠装 变压器浸渍绝缘漆 1.提高电气绝缘 2.增强防潮、防霉、防腐蚀、防盐雾、防紫外线等。 3.增强机械强度 4.改善导热性