变压器设计报告

变压器设计报告变压器设计报告 班 级 机电 0912 姓 名 郑乃金 指导教师 赵洪 同 组 郑立伟 吴海燕 张云 丽丽水水职职业业技技术术学学院院 2 20 01 11 1 年年 1 12 2 月月 压器计算说明书压器计算说明书 1 变压器原理变压器原理 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 均能在线圈中感应电势 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变压器效率与容量经验数据表 输出容 量 v A 400 效率 6070808590 95 三 小型变压器设计和计算三 小型变压器设计和计算 材料的计算材料的计算 设输入电压 U1 220V 输出电压 U2 31V 计算输入功率 P1 输入功率 P2 12 2 0 85 12 2 2 440 37202 16 122440202 16237 84 PPP PP P PW PPPW 次级电流 I2 2202 16 26 52 231 P IA U 计算初级电流 I1 式中 K1为经验系数 是考虑励磁电流的影响而采用的系数 其值 一般可取 1 2 变压器容量越小 选取的 K1值越大 本例选 K1 1 2 1237 84 111 21 29 1220 P IKA U 计算铁心实际截面积计算铁心实际截面积 Ac Ac K2P 式中 K2 是与硅钢片质量和叠片系数有关的系数 一般 K2 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 1 25 22014 83 确定铁心具体尺寸确定铁心具体尺寸 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 60mm GE 型铁心变压器计算数据表 表型铁心变压器计算数据表 表 1 2 容量 VA 铁心尺 寸舌宽 a 叠厚 b mm 磁路长 度 cm 铁心截 面积 c A 2 cm 每伏匝 数 匝 O W 伏 铁心质 量 kg 磁通密 度 T C B 电流密 度 Aj 3 5 6 8 14 18 14 21 14 24 14 28 8 04 2 29 2 68 3 06 3 57 16 4 14 12 3 10 5 0 211 0 246 0 281 0 327 4 10 11 12 5 14 16 20 16 24 16 28 16 32 9 15 2 91 3 49 4 09 4 66 12 9 10 7 9 17 8 05 0 293 0 364 0 424 0 485 1 24 18 20 23 26 19 24 19 28 19 32 19 38 10 9 4 15 4 84 5 53 6 57 9 04 7 75 6 79 5 71 0 496 0 576 0 66 0 783 4 30 35 40 45 22 28 22 33 22 38 22 44 12 6 5 62 6 61 7 61 8 81 6 67 5 68 4 93 4 26 0 781 0 92 1 06 1 23 3 55 65 72 80 26 32 26 39 26 45 26 52 15 7 57 9 23 10 7 12 3 4 95 4 06 3 50 3 05 1 31 1 60 1 83 2 12 3 92 105 120 130 30 38 30 45 30 52 30 60 17 2 10 4 12 3 14 2 16 4 3 6 3 05 2 64 2 29 1 96 2 32 2 68 3 09 3 150 165 195 220 35 44 35 52 35 60 35 70 20 0 14 16 5 19 1 23 3 2 68 2 26 1 96 1 68 3 12 3 65 4 22 4 92 2 260 300 340 375 40 50 40 60 40 70 40 80 23 18 2 21 8 25 5 29 1 2 06 1 72 1 47 1 29 4 84 5 8 6 78 7 75 12 2 计算各绕组匝数计算各绕组匝数 计算每伏匝数计算每伏匝数 W0 W0 AcBc44 4 104 AcBc 45 45 2 28 1 216 4 2 28 匝 V 式中 电源频率 为 50Hz Bc 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 计算初级匝数计算初级匝数 W1 W1 W0U1 2 砸 计算 W2 W2 1 05 2 砸 计算导线直径计算导线直径 选电流密度选电流密度 j 可取 j 2 4A mm2 本例取 j 2A mm2 计算初级绕组导线直径 d1 4 11 29 11 130 9 2 i dmm j 计算次级绕组导线直径 d2 4 26 52 21 132 2 i dmm j 选取漆包线的规格尺寸选取漆包线的规格尺寸 表表 1 3 圆铜单线规格范围 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 0 030 0 100 0 110 0 250 0 260 0 700 0 710 1 000 0 002 0 003 0 005 0 010 0 015 1 01 2 50 2 51 3 50 3 51 4 50 4 51 6 00 0 02 0 03 0 04 0 05 根据计算出的 d1 d2值 从第 6 篇第 1 章表 6 1 8 选取直径与之相近 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 2 00mm 校核铁心窗口面积校核铁心窗口面积 选取铁窗有效高度选取铁窗有效高度 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 表 1 4 GE 型铁心尺寸 型铁心尺寸 mm 系列 系列 确定绕组框架有效长度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 9 h 1 2 80 1mm 选取排绕系数选取排绕系数 K4 根据线径粗细 选取排绕系数 K4 其值在 1 05 1 15 之间 本例取 K4 1 05 计算初级绕组的每层匝数计算初级绕组的每层匝数 W1M 80 1 185 4 11 05 h W m k d 匝 计算次级绕组的每层匝数计算次级绕组的每层匝数 80 1 239 4 11 05 h W m k d 匝 计算初级绕组层数计算初级绕组层数 N1 1503 16 185 W N W m 层 计算次级绕组层数计算次级绕组层数 N2 274 22 239 W N W m 层 计算初级绕组总厚度计算初级绕组总厚度 D1 D1 N1 d 1 l1 r1 式中 l1 层间绝缘厚度 可视导线直径大小可取 0 02 0 12mm 厚的白玻璃纸 电缆线 电话 本例选用 0 12mm 厚的 电缆纸 r2 绕组间绝缘厚度 本例选用 r2 r1 0 34mm 因此 16D 222222 d 1 lrDNN 式中 层间绝缘厚度 本例选用两层 0 12mm 厚的电缆纸 2 l 绕组间绝缘厚度 本例选用 2 r 21 r r 0 34mm 22 2 2 1 0 120 344 46D 选取绕组骨架的厚度选取绕组骨架的厚度 D0 本骨架用 1mm 厚纸板制作 外包两层 0 05mm 厚的电话纸及两 层 0 05mm 厚的聚酯薄膜 因此 D0 1 0 05 2 0 05 2 1 2mm 计算绕组总厚度计算绕组总厚度 D D K5 D0 D1 D2 式中 K5为叠绕系数 可取 1 1 1 2 本例取 1 15 将 K5 1 15 及 D0 D1 D2值代入上式 可得 D 1 15 1 2 6 46 4 46 13 93mm 从表 1 4 查得 窗宽