此文档下载后即可编辑变压器设计报告班 级： 机电0912名： 指导教师： 同 组：郑立伟吴海燕张云丽水职业技术学院2011 年 12 月压器计算说明书一、 变压器原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流 电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线 圈中感应出电压（或电流）变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成， 线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余 的绕组叫次级线圈在发电机中，不管是线圈运动通过磁场或磁场运 动通过固定线圈，均能圈中感应电势，此两种情况，磁通的值均 不变，但与线圈相交链的磁通数量却有变动，这是互感应的原理变 压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件二、 变压器的基本结构变压器的基本结构可分为铁心、绕组、油箱、套筒本次实训实用的只有铁心和绕组）1、铁心 铁心是变压器的磁路，它分为心柱和铁轭两部分 心柱上套绕组，铁轭将心柱连接起构成闭合磁路为了减少交变磁通 在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，变压器铁心由厚度为0.27MM、 0.3MM、0.35MM 的冷轧高硅钢片叠装而成为了进一步降低空载电 流和空载损耗，铁心叠片采用全斜接缝，上层（每层2~3 片叠片）于 下层叠片接缝错开。
心柱截面是内接于圆的多级矩形，铁轭与心柱截面相等2、绕组 绕组是变压器的电路部分，它由包有绝缘材料的 铜或铝导线绕制而成装配时低压绕组靠着铁心，高压绕组套在低压 绕组外面，高低绕组间设置有油道或气道，以加强绝缘和散热高低 压绕组两端到铁轭之间都要衬垫端部绝缘板变压器效率与容量经验数据表输出容量（v.A）<1010〜3030~8080~200200~400>400效率（%）6070808590>95三、小型变压器设计和计算 材料的计算设输入电压u =220V，输出电压U =31V12计算输入功率 P1P1 = P 2/n = P 2/0.85厂 P1 + P 2P =—2P2 = (440 xl7)/37 = 202.16W输入功率 P2P1 = 2 P - P2 = 440 - 202.16 = 237.84W12 = = = 6.52 A次级电流12 U 2 31计算初级电流 I1式中，IK为经验系数，是考虑励磁电流的影响而采用的系数，其值1一般可取1.2，变压器容量越小，选取的IK值越大本例选K=1.211I1 = K1 空=1.2 x 237.84 = 1.29AU1 220计算铁心实际截面积Ac'Ac'式中，IK2是与硅钢片质量和叠片系数有关的系数，一般IK2值在1〜1.6 之间，硅光片质量越好，K2值越小。
本例采用D41〜D43热扎硅光片, 可取 K2=1.25因此，Ac'二 1.25220 = 14.83确定铁心具体尺寸由于GE型铁心窗口面积小，材料利用率高，用料较省，成本较低， 古本例选用 GE 型铁心从下表可知，可取Ac=16.4cm2，可以查出铁心舌宽a=30mm，碟 片厚度 60mmGE 型铁心变压器计算数据表（表1.2）容量铁心尺磁路长铁心截每伏匝铁心质磁通密电流密(V • A)寸舌宽度面积数w（匝/量(kg)度度jax叠厚(cm)A' cm 2BC⑴(A)bc伏）(mm)314 x 182.2916.40.211514 x 218.042.68140.2464614 x 243.0612.30.281814 x 283.5710.50.3271016 x 202.9112.90.2931116 x 249.153.4910.70.3641.2412.516 x 284.099.170.4241416 x 324.668.050.4851819 x 244.159.040.4962019 x 2810.94.847.750.57642319 x 325.536.790.662619 x 386.575.710.7833022 x 285.626.670.7813522 x 3312.66.615.680.9234022 x 387.614.931.064522 x 448.814.261.235526 x 327.574.951.316526 x 39159.234.061.601237226 x 4510.73.501.838026 x 5212.33.052.129230 x 3810.43.61.9610530 x 4517.212.33.052.32312030 x 5214.22.642.6813030 x 6016.42.293.0915035 x 44142.683.1216535 x 5220.016.52.263.65219535 x 6019.11.964.2222035 x 7023.31.684.9226040 x 5018.22.064.8430040 x 602321.81.725.8234040 x 7025.51.476.7837540 x 8029.11.297.75计算各绕组匝数计算每伏匝数 W0W= 104 二 450 4.44i Be - Ac Be - Ac2.281.2 x 16.4=2.28 匝/V45式中i——电源频率，为50Hz;Be——铁心磁通密度，对一般热扎硅钢片，可取1.0〜1.2T （本例取1.2T）;对冷扎硅钢片可取1.2〜1.6T计算初级匝数W1W=WU =2.28 x 220 503 砸1 0 1计算 W W =1.05x2.28x 31 沁74 砸 22计算导线直径选电流密度j可取 j=2-4A/mm2,本例取 j=2A/mm2计算初级绕组导线直径d1 dl = ^il.13^129 二 0.9 mm计算次级绕组导线直径d2d 2 二型21.13 竺里二 2mm 兀j 2选取漆包线的规格尺寸俵1・3）圆铜单线规格范围（mm）单线直径允许偏差单线直径允许偏差0.020〜0.025±0.0021.01〜2.50±0.020.030〜0.100±0.0032.51〜3.50±0.030.110〜0.250±0.0053.51~4.50±0.040.260~0.700±0.0104.51~6.00±0.050.710〜1.000±0.015根据计算出的d、d值，从第6篇第1章表6.1.8选取直径与之相近 12而较粗的漆包线。
选取初级绕组导线直径标准值d' =0.90mm，次级绕组直径标准值d' =2.00mm2校核铁心窗口面积选取铁窗有效高度h由上可知，铁心舌宽a=30mm,查表1.4,可得铁窗有效高度h=91mm, 此高度即为绕组框架长度表1.4）GE型铁心尺寸（mm）系列GEM1*i1CE261GF30GE35GE40141622263035剧曹9121417192226e9>012翔171922L50366794106J23144h253j3.539475361.572H阳忆5678191 j 105.5[24确定绕组框架有效长度h'— ~~由于在绕组框架两端共约10%的长度不绕线，并设框架用厚1mm的 纸板制作，因此框架的有效长度为h' =0.9x (h-1 x2)=80.1mm选取排绕系数K根据线径粗细，选取排绕系数K ,其值在1.05〜1.15之间，本例取4K=1.054计算初级绕组的每层匝数W1MW 1m =h = 80.1k 4d「1.05 x0.9=85计算次级绕组的每层匝数W2m = k4d^ = 1.05 x2.0 = 39计算初级绕组层数N1W1 503 /N1 = = = 6 口W1m 85 层计算次级绕组层数N2g W2 74 cN 2 = = = 2 口W 2m 39 层计算初级绕组总厚度D1D =N1 （d' +l ） +r1 1 1 1式中l——层间绝缘厚度，可视导线直径大小可取0.02〜0.12mm1厚的白玻璃纸、电缆线、，本例选用0.12mm厚的电缆纸；因此r ——绕组间绝缘厚度，本例选用 r =r1=0.34mm 22D1 = 6 x(0・9 +0.12) + 0.34 = 6.46D = N d' + (N —1)1 + r2 2 2 2 2 2式中1 ——层间绝缘厚度，本例选用两层0.12mm厚的电缆纸：2r ——绕组间绝缘厚度，本例选用 r =r =0.34mm 。
2 2 1D 2 = 2 x 2 + (2 — 1) x 0.12 + 0.34 = 4.46选取绕组骨架的厚度D本骨架用1mm厚纸板制作，外包两层0.05mm厚的纸及两层 0.05mm厚的聚酯薄膜、因此D =1+0.05x2+0.05x2=1.2mm0计算绕组总厚度DD=K (D +D +D )5 0 1 2式中，IK为叠绕系数，可取1.1〜1.2，本例取1.15.5将K=1.15及D、D、D值代入上式，可得5 0 1 2D=1.15x(1.2+6.46+4.46)=13.93mm从表1.4查得，窗宽c=19mm，显然D c,故此计算结果是可行 的，而且考虑了手工绕线实际情况，留有一定的余量当然，也可以按变压器额定容量P直接查表1.2可得铁心尺寸、铁2心截面积、每伏匝数和电流密度,然后再往下计算此方法比较简单, 虽然计算结果略有差别,但一般情况还是可以适用的 以上数据根据《新电工手册》上的标准加上材料上的数据,经过计算 得出。