工频变压器设计

1、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

2、，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- 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X电流+灯丝1电压X电流+灯丝2电压X电流）/效率=（1.4 X60X0.15 + 5X3 + 6.3 X3） / 0.9=（54.6 + 15 + 18.9 ） / 0.9=98.33VA（ 2 ）计算原边电流I1 = 1.05 X3 / 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 xVi（0.65 X电

3、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 V（ P ）= 1.25 XV 9812.5CM25 ）铁心叠厚：根据他的要求铁芯型号采用“ GEIB- 35”，查到：舌宽=35MM = 3.5CM贝寸：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。(6)铁心有效截面积：S1 =舌宽 叠厚 / 1.1 = 11.454 CM2( 7) 计算每伏匝数计算式：每伏匝数 n =( 45000

4、) / (BXS1)其中B = 10000 - 12000 (中等质量硅钢片，如原先上海无线电27厂产品铁心)或 15000 ( Z11 等高质量硅硅片)或 8000 (电动机用硅钢片)。S1 :铁心有效截面积，等于(舌宽X叠厚)/1.1假定是中等质量铁心，并且保守点，取B = 10000则：n =450000 / B X1= 450000 /( 10000 X1 1 .454 )= 3.93 (T / V )( 8)计算每组匝数原边圈数： N1 = 220n =220X3.93 X0.95= 822(T)副边高压： N2=260X1.05Xn=1073(T)-这是一半，还要再 X2=2146

5、T。灯丝 1(5V)： N3=5X1.05Xn=21(T)灯丝 2(6.3V)： N3=6.3X1.05Xn =26(T)(10)计算每层可绕圈数(窗口高度两端要留下3MM)：查得该铁心窗口高度 h= 61.5mm ，查表得知：选用的漆包线带漆皮最大外径D1Max = 0.51mmD2Max = 0.30mmD3Max = 1.23mmD4Max = 1.23mm按照 每层可绕： N =(h-0.5-2X3) / (KXDMax )计算 (分子的含义是：由 h=61.5mm =可绕线宽度为 61.5-0.5-2X3=55mm)(分母是排线系数 KX最大外径DMax，对于初学者，小于0.3的线K

6、 = 1.20，0.3 - 0.8的线K= 1.15，大于0.8的线K=1.10 如您已经有较好的绕线经验，K可以=105102)代入上述数据得到：原边每层可绕： 94 圈高压每层可绕： 154 圈灯丝每层可绕： 39 圈(最后有讨论)。(也可以直接查 “每厘米可绕圈数表 ”得到)11）各绕组的层数 前面已经算出各组圈数则，则各绕组的层数：原边=822/ 94 = 8.74，取 9 层高压=2146/154 = 13.94，取 14 层灯丝 1：1 层，灯丝 2：1 层。1 2 ）绝缘设计骨架，用1MM厚红钢纸，外加 0.15MM覆膜青壳纸1层+ 0.08MM电缆纸1层； 原边绕组垫纸用 0.

7、08MM 电缆纸；副边高压绕组垫纸用 0.05MM 电缆纸；组间绝缘用0.08MM电缆纸1层+ 0.15MM覆膜青壳纸2层+ 0.08MM电缆纸1层; （绕组外绝缘同组间绝缘）13）计算线包（压实的）厚度：=(1 + 0.15+0.08 )骨架及内层绝缘）原边绕组）组间绝缘 1）+ ( 9X0.51 + 8X0.08 )+ ( 0.08 >2+ 0.15 X)（隔离层，如可能用 0.05 铜箔，如无，就用与高压绕组同直径的线绕一层代）（0.08X20.15X2）（组间绝缘 2）+ ( 14X0.30 + 13X0.05 )(高压绕组)(0.08X20.15X2)(组间绝缘 3)(1.23

8、)(灯丝 1)+ ( 0.08 *+ 0.15 X)(组间绝缘 4)(1.23)(灯丝 2)+ ( 0.08 *+ 0.15 X)(线包外间绝缘)=1.23 + 5.23 + 0.46 + 0.30 + 0.46 + 4.85 + 0.46 + 1.23 + 0.46 + 1.23 + 0.46=16.37mm（ 14）检验“蓬松系数”蓬松系数=铁片窗口宽度 / 线包（压实的）厚度“蓬松系数”一般可以在 1.21.3 间，蓬松系数小者要注意绕的十分紧才行 ，蓬松系数过大说明选的铁心规格大了 ，要重选重算。 对于经验不多的初学者，不妨以1.31.35 进行检验。不然可能绕完了发现装不进铁片。检验：蓬松系数= 22 / 16.37 = 1.34很合适的呀。（ 15）修正方案：灯丝绕组可以选用 0.8nn直径漆包线2根并绕（0.80线最大外径0.89，每层可绕54圈，6.3V绕组26 X2，刚好可以绕下） 这样导线可以分布开来不至于只有半边，绕出来的线包就比较平整。还可以减小绕组厚度。这时，计算线包（压实的）厚度：=1.23 + 5.23 + 0.46 + 0.30 + 0.46 + 4.85 + 0.46 + 0.89