小型单相变压器的设计计算

1、小型单相变压器的设计计算一、小型单相变压器计算内容小型单相变压器的计算一般有六个内容：1.计算变压器的输出视在功率S22.计算变压器的输入视在功率S1和输入电流I13.确定变压器铁心截面积F及选用硅钢片尺寸4.计算每个绕组匝数N5.计算每个绕组直径d及选择导线规格型号6.计算绕组的总尺寸并核实铁心窗口面积。二、小型单相变压器设计计算方法1变压器的输出视在功率S2变压器的二次侧为多个绕组时，则输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率之和。S2=U2I2+U3I3+UnIn(VA) 式中 U2、U3Un二次侧各绕组电压有效值，V；I2、I3In二次侧各绕组电流有效值，A。 2变压器输入视在功率S1

2、和输入电流I1由于变压器运行时，存在着铜损和铁损，因此输入视在功率与输出视在功率之间的关系是： （VA） ，式中 变压器的效率，总是小于1。容量为1kVA以下的变压器，一般=0.80.9。 输入电流I1=(1.11.2) (A) ，式中 U1 一次侧电压（即外加电压）的有效值，V 1.11.2变压器因存在励磁电流分量的经验系数。 3确定变压器铁心截面积F和选用硅钢片尺寸小型变压器铁心一般都采用壳式，中间铁心柱放置绕组，其几何尺寸如图1-4-10所示。中间铁心柱截面积F与变压器输出总视在功率的关系一般为： (cm2) 式中 铁心估算面积，K0经验系数，可参考表1选用。表1 系数K0参考值S2 （

3、VA）<101050501005001000>1000K021.752.01.41.51.21.41（a） （b） （c）图1 小型变压器硅钢片（F形）尺寸 根据图2-4-10所示得出： F=ab (cm2) 式中 a中间铁心柱宽cm；b铁心叠片净厚cm；F铁心估算面积cm2；在实际中，铁心叠片间绝缘所占空间引起铁心面积的减小，因此实际铁心厚度应为： （cm） 式中 Ke 叠片系数。对于热硅钢片：0.5mm厚，两面涂绝缘Ke=0.93； 0.35mm厚，两面涂漆绝缘Ke =0.91。对于冷轧硅钢片：0.35mm厚，两面涂漆绝缘 Ke =0.92；0.35mm厚，不涂漆绝缘Ke=0.

4、95。根据计算所得的F值，可由和b=(12)a的关系确定铁心宽a和铁心净叠厚b。其中a可根据小型变压器标准铁心硅钢片尺寸选用。目前，小型单相变压器硅钢片各部分尺寸见表1-4-14。表1 小型变压器通用硅钢片的尺寸 achAH137.52240341692450401910.530605022113366552512.537.57562.528144284703216489680381957114954422661321105025751501255628841681406432961921604每个绕组匝数N从变压器基本公式 可导出每伏所需匝数N0。 式中f电源频率，Hz； F铁心截面，cm2

5、； Bm铁心磁通密度, T。一般冷硅钢片Bm=1.21.4T，热轧硅钢片Bm=11.2T。 每个绕组匝数为： N1=U1N0 N2=1.05U2N0 N3=1.05U3N0 其中系数1.05是为补偿负载时变压器内部的阻抗压降，使二次侧在额定负载也保持额定电压。5绕组的导线直径d及选择规格导线的截面积 由计算出的Fd 值查表1-4-15选取相近截面积的导线直径d,再由表1-4-16查得漆包线带漆膜的线径。电流密度一般选用J=23 A/mm2表2 圆导线规格裸线直径d(mm)截面积Fd(mm2)裸线直径d(mm)截面积Fd(mm2)裸线直径d(mm)截面积Fd(mm2)裸线直径d(mm)截面积Fd

6、(mm2)0.060.002830.270.05730.690.3741.351.4310.070.003850.290.06610.720.4071.401.5390.080.005030.310.07550.740.4301.451.6510.090.006360.330.08550.770.4661.501.7670.100.007850.350.09620.800.5031.561.9110.110.009500.380.11340.830.5411.622.060.120.011310.410.13200.860.5811.682.220.130.01330.440.15210.90

7、0.6361.742.380.140.01540.470.17350.930.6791.812.570.150.017670.490.18860.960.7241.882.780.160.02010.510.2041.000.7851.952.990.170.02270.530.2211.040.8492.023.200.180.02550.550.2381.080.9162.103.460.190.02840.570.2551.120.9852.264.010.200.03140.590.2731.161.0572.444.680.210.03460.620.3021.201.1310.23

8、0.04150.640.3221.251.2270.250.04910.670.3531.301.327表3 圆截面漆包线漆膜厚度 （mm）导线品种裸线直径（mm）高强度聚脂漆包线硅有机单玻璃丝包线硅有机双玻璃丝包线0.060.140.03-0.150.210.04-0.230.330.05-0.350.490.06-0.510.620.07-0.640.720.080.200.250.740.960.090.220.251.01.740.110.220.271.812.020.120.240.282.12.440.13-6绕组的总尺寸和铁心窗口面积 绕组的层数、线径及选用绝缘材料总的厚度E应小于铁心窗口宽度c。按选定的铁心窗口高h计算每层绕组的匝数Ne。 (匝/层) 式中 包括绝缘厚度的导线外径，mm； h铁心窗口高， mm； 0.9-绕组框架两各空出5%窗口不绕线的系数；24考虑裕度系数。求出每个绕组层数为： 整个绕组加绝缘材料的厚度为： （mm） 式中 E0 绕组框架厚度，mm；各绕组的层数各绕组导线的直径，mm；每层绕组间绝缘材料的厚度，mm；r不同绕组之间绝缘材料的厚度，mm。实际厚度E应在计算厚度的基础上增加1.11.2的裕度系数，即为： E=（1.11.2） （mm） 如果E小于铁心窗口c,说明是可行的。