小型单相变压器的绕制资料
实训八、小型单相变压器的绕制
小型单相变压器的绕制分设计制作和重绕修理制作两种，无论那种，其绕制工艺都是相同的。设计制作是将使用者的要求作为依据，以满足要求进行设计计算后再绕制；而重绕修理制作是以原物参数作为依据，进行恢复性的绕制。下面先学习设计制作方式的变压器绕制。
一、小型单相变压器的设计制作
小型单相变压器的设计制作思路是：由负载的大小确定其容量；从负载侧所需电压的高低计算出两侧电压；根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸。经过一系列的设计计算，为制作提供足够的技术数据，即可做出满足需要的小型单相变压器。
（一）设计计算
1、计算变压器输出容量2S
输出容量的大小受变压器二次侧供给负载量的限制，多个负载则需要多个二次侧绕组，各绕组的电压、电流分别为22I U 、，33I U 、，44I U 、，..，则2S 为
++=33222I U I U S （VA ）
2、估算变压器输入容量1S 和输入电流1I
对小型变压器，考虑负载运行时的功率损耗（铜耗及铁耗）后，其输入容量1S 的计算式为
η2
1S S =
（VA ）
式中：η——变压器效率，始终小于1，kVA 1以下的变压器9.0~8.0=η。 输入电流I 1的计算式为
11
1)
2.11.1(U S I -= （A ）
式中：U 1——一次侧电压的有效值，V 。
3．变压器铁心截面积的计算及硅钢片尺寸的选用
(a)截面积的计算 小型单相变压器的铁心多采用壳式，铁心中柱放置绕组。铁心的几何形状如图1-11-1所示。它的中柱横截面
Fe A 的大小与变压器输出容量S 2的关系为
2S k A Fe =（cm 2）
式中：k ——经验系数，大小与S 2有关，可参考表1-11-1
表1-11-1 经验系数k 参考值
ab A Fe =
式中：a ——铁心柱宽，cm ； b ——铁心净叠厚，cm 。
由
Fe A 计算值并结合实际情况，
即可确定a 和b 的大小。 图1-11-1
变压器铁心尺寸
考虑到硅钢片间绝缘漆膜及钢片间隙的厚度，实际的铁心厚度b ′的计算式为
0k b
b =
' (cm)
式中：k 0——叠片系数，其取值范围参考表1-11-2。
表1-11-2 叠片系数K 0参考值
询。其中各部分之间的关系如图1-11-2所示。图中c=0.5a ，h=1.5a （当a>64mm 时，h=2.5a ），A=3a ，H=2.5a ，b ≤2a 。
如果计算求得的铁心尺寸与表1-11-2的标准尺寸不符合，又不便于调整设计，则建议采用非标准铁心片尺寸，并采用拼条式铁心结构。
(a)小变
压器硅钢片尺寸 (b)拼条硅钢片尺寸
图1-11-2 变压器硅钢片尺寸
材料规格型号的选取，不仅受材料磁通密度B m 的制约还与铁心的结构形状有关。
若变压器采用E 字型铁心结构，硅钢片材料可选用： 冷轧硅钢处片 310D m B =1.2～1.4T 热轧硅钢片 4241D ,D m B =1.0～1.2T 热轧硅钢片 43D m B =1.1～-1.2T
若变压器采用C 字型铁心或拼条式铁心结构，硅钢片材料只能选用有趋向的冷轧硅钢片，因为这种材料使磁路有了方向性，顺向时磁阻小，并具有较高的磁通密度，磁通密度
B m 可达（1.5～1.6）T 。而垂直方向时磁阻很大，磁通密度很小。
4．计算每个绕组的匝数N 由变压器感应电势E 的计算公式
4
1044.444.4-?=Φ=Fe m m A fNB fN E （V ）
得感应产生1V 电势的匝数
Fe m Fe m A B A fB N 45
1044.4140=
?=
- （匝/V ）
根据所使用的硅钢片材料选取m B 值，一般在B m 范围值内取下限值。再确定铁心柱截面积
ab A Fe =及0N ，最后根据下式求取各个绕组的匝数。
一次侧绕组的匝数为：011N U N =（V ） 二次侧绕组的匝数为：
02205.1N U N =(V)
03305.1N U N =(V) 005.1N U N n n =(V)
注意：式中二次侧绕组所增加的5%的匝数是为补偿负载时的电压降。 5．计算每个绕组的导线直径并选择导线
由下式得出导线截面积
S A
j I
A S =
（mm 2）
电流密度一般选取j =(2～3)A/mm 2
；但在变压器短时工作时，电流密度可取j =(4～5）
A/mm 2
。
再由计算出的
S A 为依据，
查表1-11-4选取相同或相近截面的导线直径φ，根据φ值再
查表，得到漆包导线带漆膜后的外径φ′。
表1－11－4常用圆铜漆包线规格
6．核算铁心窗口的面积
核算所选用的变压器铁心窗口能否放置得下所设计的绕组。如果放置不下，则应重选导线规格，或者重选铁心。其核算方法如下： （a ）根据铁心窗高h (mm),求取每层匝数
i N 为
()[]
d h N i '-?=
4~29.0 （匝/层）
式中的系数0.9为考虑绕组框架两端各空出%5的地方不绕导线而留的裕度，而(2～4)为考虑绕组框架厚度留出的空间。 (b)每个绕组需绕制的层数i m 为
i i N N
m =
（层）
(c)计算层间绝缘及每个绕组的厚度 321,,δδδ。
通常使用的绝缘厚度尺寸主要有: (1)一、二次侧绕组间绝缘的厚度
0δ 为绕组框架厚度1mm ，外包对地绝缘为二层电缆
纸（07.02?mm ）夹一层黄蜡布(0.14 mm),合计厚度
28.10=δmm ；
(2)绕组间绝缘及对地绝缘的厚度28.0=r mm ；
(3)层间绝缘的厚度δ' 导线为Ф0.2mm 以下的用一层 (0.02～0.04)mm 厚的透明纸(白玻璃纸)；导线为Ф0.2mm 以上的用一层（0.05～0.07）mm 厚的电缆纸(或牛皮纸)，更粗的导线用一层 0.12mm 的青壳纸。 最后可求出一次侧绕组的总厚度1δ为
r d m i +'+'=)(1δδ （mm ）
同理可求出二次侧每个绕组的总厚度32,δδ
（d ）全部绕组的总厚度为
))(2.1~1.1(3210 ++++=δδδδδ (mm)
式中系数(1.1～1.2)为考虑绕制工艺因素而留的裕量。
若求得绕组的总厚度δ小于窗口宽度C ,则说明设计方案可以实施；若δ大于C ,则方案不可行,应调整设计。设计计算调整的思路有二：其一是加大铁心叠厚b '，使铁心柱截面积
Fe A 加大，以减少绕组匝数。经验表明，b '()a 2~1=为较合适的尺寸配合，故不能任意增大
叠厚；
其二是重新选取硅钢片尺寸，如加大铁心柱宽a ，可增大铁心截面积
Fe A ，从而减少
匝数。
（二）绕组制作
小型变压器的绕组制作一般按以下步骤进行。 1．木芯与线圈骨架的制作
（a ）木芯的制作 在绕制变压器线圈时，将漆包线绕在预先做好的线圈骨架上。但骨架本身不能直接套在绕线机轴上绕线，它需要一个塞在骨架内腔中的木质芯子，木质芯的正中心要钻有供绕线机轴穿过的Φ10mm 孔，孔不能偏斜，否则由于偏心造成绕组不平稳而影响线包的质量。
木质芯的尺寸：截面宽度要比硅钢片的舌宽略大0.2mm ，截面长度比硅钢片叠厚尺寸略大0.3mm ，高度比硅钢片窗口约高2mm 。外表要做得光滑平直。
(b)骨架的制作 一种是简易骨架，用青壳纸在木质芯上绕1～2圈，用胶水粘牢，其高度略低于铁心窗口高度。骨架干燥以后，木芯在骨架中能插得进、抽得出。最后用硅钢片插试，以硅钢片刚好能插入为宜。绕制时要特别注意线圈绕到两端，在绕制层数较多时容易散
塌，造成返工。
另一种是积木式骨架，形状见图1-11-3所示， 能方便地绕线和增强线包的对地绝缘性能。材料以 厚度为（0.5～1.5）mm 厚的胶木板、环氧树脂板、 塑料板等绝缘板为宜，骨架的内腔与简易骨架尺
寸相同，具体下料如图1-11-4所示。 图1-11-3
积木式骨架
图
1-11-4 积木式骨
架下料图
材料下好，打
光切口的毛刺后，在要粘合的边缘，特别是榫头上涂好粘合剂，进行组合，待粘合剂固化后，再用硅钢片在内腔中插试，如尺寸合适，即可使用。
2．线圈的绕制步骤
（a）起绕时，在导线引线头上压入一条用青壳纸或牛皮纸片做成的长绝缘折条，
待绕几匝后抽紧起始头，如图1-11-5(a)所示。
（b）绕线时，通常按照一次侧绕组→静电屏蔽→二次侧高压绕组→二次侧低压绕组的顺序，依次叠绕。当二次侧绕组的组数较多时，每绕制一组用万用表检查测量一次。
(c)每绕完一层导线，应安放一层层间绝缘，并处理好中间抽头，导线自左向右排列整齐、紧密，不得有交叉或叠线现象，绕到规定匝数为止。
(a)绕组线头的紧固 (b) 绕组线尾的紧固
图1-11-5 绕组的绕制
(d)当绕组绕至近末端时，先垫入固定出线用的绝缘带折条，待绕至末端时，把线头穿入折条内，然后抽紧末端线头，如图1-11-5(b)所示。
(e) 取下绕组，抽出木质芯，包扎绝缘，并用胶水粘牢。
3.绕制工艺要点
（a）对导线和绝缘材料的选用导线选用缩醛或聚酯漆包圆铜线。绝缘材料的选用受耐压要求和允许厚度的限制，层间绝缘按两倍层间电压的绝缘强度选用，常采用电话纸、电缆纸、电容器纸等，在要求较高处可采用聚酯薄膜、聚四氟乙烯或玻璃漆布；铁心绝缘及绕组间绝缘按对地电压的两倍选用，一般采用绝缘纸板、玻璃漆布等，要求较高的则采用层压板或云母制品。
(b)做引出线变压器每组线圈都有两个或两个以上的引出线，一般用多股软线、较粗的铜线或用铜皮剪成的焊片制成，将其焊在线圈端头，用绝缘材料包扎好后，从骨架端面预
先打好的孔中伸出，以备连接外电路。
对绕组线径在0.35mm以上的都可用本线直接引出
方法如图1-11-6所示；线径在0.35mm以下的，要用多
股软线做引出线，也可用薄铜皮做成的焊片做引出线头。图1-11-6 利用本线作引出线
引出线的连接方法如图1-11-7所示。
4．绕线的方法
对无框骨架的，导线起绕点不可紧靠骨架边缘；对有边框的，导线一定要紧靠边框板。
图1-11-7 引出线的连接
绕线时，绕线机的转速应与掌握导线的那只手左右摆动的速度相配合，并将导线稍微拉向绕组前进的相反方向约5°左右，以便将导线排紧。
5．层间绝缘的安放
每绕完一层导线，应安放一层绝缘材料（绝缘纸或黄蜡绸等）。注意安放绝缘纸必须从骨架所对应的铁心舌宽面开始安放。若绕组所绕层次很多，还应在两个舌宽面分别均匀安放，这样可以控制线包厚度，少占铁心窗口位置。绝缘纸必须放平、放正和拉紧，两边正好与骨架端面内侧对齐，围绕线包一周，允许起始处有少量重叠。
6．静电屏蔽层（静电隔离层）的安放
在绕完一次侧线圈、安放好绝缘层后，还要加一层金属材料的静电屏蔽层，以减弱外来电磁场对电路的干扰。
静电屏蔽层的材料最好用紫铜箔，其宽度比骨架宽度小1～3mm。长度应是围绕骨架一周但短10mm左右，在对应铁心的舌宽面焊上引出线作接地极。注意，绝不能让屏蔽层首尾相接，否则将形成短路，变压器通电后发热，以致烧毁绝缘。
若没有现成的铜箔，也可用较粗的导线在应安放静电屏蔽层的位置排绕一层，一端开路，一端接地，同样能起屏蔽外界电磁场的作用。
7．绕组的中间抽头
(a)在线圈抽头处刮去一小段绝缘漆，焊上引出线并包上绝缘即可；
(b)也可在线圈抽头处不刮绝缘漆，而是将导线拖长，两股绞在一起作为引出线，并套上绝缘套管即可；
(c)对于较粗的漆包线，若将漆包线绞在一起，势必使线包中间隆起，影响绕线和线包的平整。可将导线平行对折成两股作为引出线。
8.绕组的中心抽头
线圈的中心抽头，是将一个线圈绕组分成两个完全对称的绕组。若用单股线绕制，绕在内层的线圈漆包线的长度比绕在外层漆包线的长度要短，会引起两部分线圈直流电阻不等。采用双股并绕，绕制方法与单股线绕制相同，绕完后将两并绕中的一个线圈的头和另一线圈的尾并接，再引出作中心抽头。
9．绕组的初步检查
绕组制作完成后，要进行初步检查：
(a)用量具测量绕组各部分尺寸，与设计是否相符，以保证铁心的装配；
(b)用电桥测量绕组的直流电阻，以保证负载用电的需要；
(c)用眼睛观察绕组的各部分引线及绝缘完好与否，以保证可靠的使用。
（三）绝缘处理
变压器绕组绕制完成后，为了提高绕组的绝缘强度、耐潮性、耐热性及导热能力，必须对绕组进行浸漆处理。
1．绝缘处理用漆
绕组绝缘处理所用的漆，一般采用三聚氰胺醇酸树脂漆。 2．绝缘处理所用工艺
变压器绝缘处理工艺与电机的基本相同。所不同的是变压器绕组可采用简易绝缘处理方法，即“涂刷法”：在绕制过程中，每绕完一层导线，就涂刷一层绝缘漆，然后垫上层间绝缘继续绕线，绕完后通电烘干即可。
3．绝缘处理的步骤
变压器绝缘处理的步骤也与电机的步骤一样，为预烘→浸漆→烘干。对小型变压器绕组通电烘干可采用一种简易办法：用一台500VA 的自耦变压器作电源，将该绕组与自耦变压器二次侧相接，并将一次侧绕组短接，逐步升高自耦变压器二次侧电压，用钳形电流表监视电流值，使电流达到待烘干变压器高压绕组额定电流的3~2倍，半小时后绕组将发热烫手，持续通电约10h ，即可烘干层间涂刷的绝缘漆。
（四）铁心的装配
1．铁心装配的要求
(a)要装得紧。不仅可防止铁心从骨架中脱出，还能保证有足够的有效截面和避免绕组通电后因铁心松动而产生杂音；
(b)装配铁心时不得划破或胀破骨架，误伤导线，造成绕组的断路或短路； (c)铁心磁路中不应有气隙，各片开口处要衔接紧密。以减小铁心磁阻； (d)要注意装配平整，美观。
注意，装配铁心前，应先进行硅钢片的检查和选择。 2.硅钢片的检查及挑选
(a)检查硅钢片是否平整，冲压时是否留下毛刺。不平整将影响装配质量，毛刺容易损坏片间绝缘，导致铁心涡流增大；
(b) 检查表面是否锈蚀。锈蚀后的斑块会增加硅钢片的厚度，减小铁心有效截面。同时又容易吸潮，从而降低变压器绝缘性能；
(c)检查硅钢片表面绝缘是否良好。如有剥落，应重新涂刷绝缘漆；
(d)检查硅钢片的含硅量是否满足要求。铁心的导磁性能主要取决于硅钢片的含硅量，含硅量高的其导磁性能好，反之，导磁性能差，会造成变压器的铁耗增大。但含硅量也不能太高，因为含硅量过高的硅钢片容易碎裂，机械性能差。因此，一般要求硅钢片的含硅量在
3～4%。
检查硅钢片的含硅量，可用简单的折弯方法进行检查，用钳子夹住硅钢片的一角将其弯成直角时即能折断，表明含硅量在4%以上；弯成直角又恢复到原位才折断的，表明含硅量接近4%；如反复弯三、四次才能折断的，含硅量约3%；当含硅量在2%以下时，硅钢片就很
软了，难于折断。
3．铁心的插片 小型变压器的铁心 装配通常用交叉插片法，如
图1-11-8所示。 1-线包 2-引出线 3-绝缘衬片 4、5-E 型硅钢片 先在线圈骨架左侧插入 图1-11-8 交叉插片法
E 型硅钢片，根据情况可插4~1片，接着在骨架右侧也插入相应的片数，这样左右两侧 交替对插，直到插满。最后将I 型硅钢片（横条）按铁心剩余空隙厚度叠好插进去即可。插
片的关键是插紧，最后几片不容易插进，这时可将已插进的硅
钢片中容易分开的两片间撬开一条缝隙，嵌入一至二片硅钢片，用木锤慢慢
敲进去。同时在另一侧与此相对应的缝隙中加入片 数相同的横条。嵌完铁心后在铁心螺孔中穿入螺栓 固定即可。也可将铁皮剪成一定的形状，包套在铁
心外边，用于固定。如图1-11-9所示。
4．抢片与错位现象 图1-11-9夹包变压器的铁心
(a)抢片现象 “抢片”是在双面插片时一层的硅钢片插入另一层中间，如图1-11-10所示。如出现抢片未及时发现，继续敲打，势必将硅钢片敲坏。因此一旦发生抢片，应立即停止敲打。将抢片的硅钢片取出，整理平直后重新插片。不然这一侧硅钢片敲不进去，另一侧的横条也插不进来。
（b ）错位现象 硅钢片错位，如图1-11-11所示。产生原因是在安放铁心时，硅钢片的舌片没和线圈骨架空腔对准。这时舌片抵在骨架上，敲打时往往给制作者一个铁心已插紧的错觉，这时如果强行将这块硅钢片敲进去，必然会损坏骨架和割断导线。
a)抢片 （b ）不抢片 图
1-11-10 抢片和不抢片
图1-11-11 硅钢片错位
（五）调整测试
由于小型单相变压器比较简单，制成之后一般只进行外表调整整理和空载测试。
1．调整
在不通电的情况下，观察外表，看铁心是否紧密、整齐，有无松动等，绕组和绝缘层有无异常。并及时进行调整处理。
空载通电后，有无异常噪声，对铁心不紧，铁片不够所造成的噪声要进行夹紧整理。
2．测试
(a)测量绝缘电阻用兆欧表测量各绕组对地，各绕组间的绝缘电阻应不低于50MΩ。
(b)测量额定电压在一次侧加额定电压，测量二次侧各个绕组的开路电压，该开路电压就是二次侧的额定电压，再与设计值相比，是否在允许范围内。二次侧高压绕组允许误差
?U；中心抽头电压允许误差%
≤
2
≤
±
±
?U。
5
%
±
≤
?U，二次侧低压绕组允许误差%
5
(c)测空载损耗功率P o测试电路如图1-11-12所示。在被测变压器未接入电路之前，
合上开关Q1，调节调
压器T使它的输入电压为
额定电压（由电压表PV1
示出），此时在功率表上的
读数为电压表、电流表的
线圈所损耗的功率P1。图1-11-12变压器测试电路
将被测变压器接在图示位置，重新调节调压器T，直至PV1读数为额定输入电压，这时功率表上的读数为P2，则
空载损耗功率P o＝P2－P1。
(d)测空载电流将图1-11-12中的待测变压器接入电路，断开Q2，接通电源使其空载运行，当PV1示数为额定电压时，交流电流表A的读数即为空载电流。一般变压器的空载电流为满载电流的10～15%。若空载电流偏大，变压器损耗也将增大，温升增高。
(e)测实际输出电压按照图1-11-12所示，将待测变压器接入，合上Q2，使其带上额定负载R，当PV1示数为额定电压时，PV2的读数即为该变压器的实际输出电压。将所测的实际输出电压值与前面所测的额定电压值比较，对于电子电器用的小型电源变压器，二者的误差要求是：高电压±3%。灯丝电压和其它线圈电压±5%。有中心抽头的线圈，不对称度应小于2%。
(f)检测温升按图1-11-12加上额定负载，通电数小时后，温升不得超过40～50℃。变压器温升可用下述方法测试：先用万用表（或电桥）测出一次侧绕组的冷态直流电阻R1（因一次侧绕组常绕在变压器线包内层，不易散热，温升高，以它为测试对象比较适宜）。然后加上额定负载，接通电源，通电数小时后，切断电源，再测一次侧热态直流电阻R2，这
样连续测几次，在几次热态直流电阻值近似相等时，可认为所测温度是终端温度，用下列经验公式可求出温升ΔT ：
131
2109.3R R R T -?-=
?
二、小型单相变压器的重绕修理
小型单相变压器如发生绕组烧毁、绝缘老化、引出线断裂、匝间短路或绕组对铁心短路等故障均需进行重绕修理。其重绕修理工艺与设计制作工艺大致相同，不同点主要有原始数据记录和铁心拆卸。
（一）记录原始数据
在拆卸铁心前及拆卸过程中，必须记录下列原始数据，作为制作木质芯子及骨架、选用线规、绕制绕组和铁心装配等的依据。
1．记录铭牌数据
(a)型号；(b)容量；(c)相数；(d)一、二次侧电压；(e)联接组；(f)绝缘等级。 2．记录绕组数据
(a)导线型号、规格；(b)绕组匝数；(c)绕组尺寸；(d)绕组引出线规格及长度；(e)绕组重量。
测量绕组数据的方法内容为：测量绕组尺寸；测量绕组层数、每层匝数及总匝数；测量导线直径，烧去漆层，用棉纱擦净，对同一根导线应在不同的位置测量三次取平均值。
在重绕修理中，仍然要进行重绕匝数核算，是为了防止由于线径较小、匝数较多的绕组，在数匝数时弄错，使修理后的变压器的变比达不到原要求。
3．重绕匝数的核算
(a)测取原铁心截面 先实测原铁心叠厚及铁柱宽度，再考虑硅钢片绝缘层和片间间隙的叠压系数，对小型变压器一般取0.9；
(b)获取原铁心的磁通密度B m (c)重绕匝数的核算
后两项完全与变压器设计制作时的参数计算相同，查阅前面即可。
4．记录铁心数据
(a)铁心尺寸；(b)硅钢片厚度及片数；(c)铁心叠压顺序和方法。
（二）铁心拆卸
拆卸铁心前，应先拆除外壳、接线柱和铁心夹板等附件。
不同的铁心形状有不同的拆卸方法，但第一步是相同的：用螺丝刀把浸漆后粘合在一起
的硅钢片插松。
1.Ｅ字型硅钢片的拆卸
(a)用螺丝刀先插松并拆卸两端横条（轭）；
(b)再用螺丝刀顶住中柱硅钢片的舌端，然后用小锤轻轻敲击，使舌片后退，待退出（3～4）mm后,即可用钢丝钳钳住中柱部位抽出Ｅ字型片。当抽出5～6片后，即可用钢丝钳或手逐片抽出。
2．Ｃ字型硅钢片的拆卸
(a)拆除夹紧箍后，把一端横头夹住在台钳上，用小锤左右轻敲另一横头，使整个铁心松动，注意保持骨架和铁心接口平面的完好；
(b)注意抽出硅钢片。
3．Π字型硅钢片的拆卸
(a)把一端横头夹紧在台钳上，用小锤左右轻敲另一横头，使整个铁心松动；
(b) 用钢丝钳钳住另一端横头，并向外抽拉硅钢片，即可拆除。
4．日字型硅钢片的拆卸
(a)先插松第一、二片硅钢片，把铁轭开口一端掀起至绕组骨架上边；
(b) 用螺丝刀插松中柱硅钢片，并顶舌端后退几毫米，再用钢丝钳抽出。。当抽出十余片后，即可用钢丝钳或手逐片抽出。
三、实训要求
1. 熟悉小型变压器的设计与计算
2. 掌握小型变压器的制作工艺
3．制作小型电源变压器一台，并对该变压器进行检测
四、实训记录
1．按图1-11-13所示设计电源变压器：计算出铁心规格和线圈数据，将铁心规格和线
圈匝数、线径记入表1-11-5中。
2．制作木质芯子和线圈骨架，将尺寸记
入表1-11-5中。
3．绕制初级线圈，将各组线圈层数记入
表1-11-5中。图1-11-13稳压电源变压器
单相变压器毕业设计
单相变压器毕业设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
目录 单相变压器的设计 摘要：本次设计的课题是单相变压器，基本要求是输入电压范围在24V到60V，功率为100W的单相升压变压器。首先要了解变压器的工作原理、结构和分类，
其次是变压器的设计步骤包括额定容量的确定；铁芯尺寸的选定；绕组的匝数与导线直径；绕组（线圈）排列及铁芯尺寸的确定。 关键词：变压器基本原理设计步骤 前言 随着科学技术进步，电工电子新技术的不断发展，新型电气设备不断涌现，人们使用电的频率越来越高，人与电的关系也日益紧密，对于电性能和电气产品的了解，已成为人们必需的生活常识。 变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能，以满足不同负载的需要。在电力系统中，变压器是一个重要的电气设备，它对电能的经济传输，灵活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人们能够方便地解决输电和用电这一矛盾。 输电线路将几万伏或几十万伏高电压的电能输送到负荷区后，由于用电设备绝缘及安全的限制，必需经过降压变压器将高电压降低到适合于用电设备使用的低电压。当输送一定功率的电能时，电压越低，则电流越大，电能有可能大部分消耗在输电线路的电阻上。为此需采用高压输电，即用升压变压器把电压升高输电电压，这样能经济的传输电能。 它的种类很多，容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安；电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。如果按变压器的用途来分类，几种应用最广泛的变压器为：电力变压器、仪用互感器和其他特殊用途的变压器；如果按相数可以分为单相和三相变压器。不管如何进行分类，其工作原理及性能都是一样的。变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为：经济的输送电能、合
电气工程--小型单相变压器设计原理
东北石油大学 课程报告
2011年7 月15 日
目录 1、小型单相变压器 (1) 2、变压器的工作原理 (1) 2.1 电压变换 (1) 2.2 电流变换 (2) 3、变压器的基本结构 (2) 4、设计内容 (3) 4.1 额定容量的确定 (3) 4.2 铁心尺寸的选定 (4) 4.3 绕组的匝数与导线直径 (6) 4.4 绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定 (7) 5、实例计算 (8) 6、结论 (10) 7、心得体会 (10) 参考文献 (12) 附录 (13)
1、小型单相变压器 变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为：经济的输送电能、合理的分配电能、安全的使用电能。实际上，它在变压的同时还能改变电流，还可改变阻抗和相数[1] 。 小型变压器指的是容量1000V.A 以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组(构成电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。 2、变压器的工作原理 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E 型和C 型铁心。 变压器（transformer ）是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备 [2-4] 。 文献[5]所述，变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为1 N ，副绕组匝数为2N 。 理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压1u ，产生电流1i ，建立磁通φ，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势21e e 和。 2.1 电压变换 当一次绕组两端加上交流电压1u 时，绕组中通过交流电流1i ，在铁心中将产生既与一次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通 φ。 （1） （2） （3） （4）
小功率单相逆变电源毕业设计
德州职业技术学院 毕业设计（论文） （2012届毕业生） 题目小功率单相逆变电源的设计制作 指导教师张洪宝 系部电子与新能源工程技术系 专业应用电子技术 班级09级应用电子技术 学号 200902050124 姓名张艳霞 2011年 9月 19 日至 2011年 11月 18日共 9 周
该设计主要应用电力电子电路技术和开关电源电路技术有关知识。涉及模拟集成电路、电源集成电路、直流稳压电路、开关稳压电路等原理，充分运用芯片KA7500B的固定频率脉冲宽度调制电路及场效应管（N沟道增强型MOSFET）的开关速度快、无二次击穿、热稳定性好的优点而组合设计的电路。该逆变电源的主要组成部分为：DC/DC电路、输入过压保护电路、输出过压保护电路、过热保护电路、DC/AC变换电路、振荡电路、全桥电路。 在工作时的持续输出功率为150W，具有工作正常指示灯、输出过压保护、输入过压保护以及过热保护等功能。该电源的制造成本较为低廉，实用性强，可作为多种便携式电器通用的电源。 关键词：过热保护；过压保护；集成电路；振荡频率；脉宽调制
The main application of power electronic circuit design technology and switching power supply circuit technology knowledge. Involves analog integrated circuits, power supply integrated circuits, DC circuit, the switching regulator circuit theory, make full use of the chip KA7500B fixed frequency pulse width modulation circuit and FET (N-channel enhancement mode MOSFET) switching speed, no second breakdown, thermal stability, good benefits and the modular design of the circuit. The inverter main components: DC / DC circuit, input over-voltageprotection circuit, output over-voltage protection circuit, overheat protection circuit, DC / AC conversion circuit, oscillation circuit, full-bridge circuit. In the work of continuous output power of 150W, with a normal light work, output overvoltage protection, input over-voltage protection and thermal overload protection. The power of the relatively low manufacturing cost, practical, and a variety of portable electronic devices can be used as a common power supply. Keywords: thermal protection; over-voltage protection; integrated circuits; oscillation frequency; pulse width modulation
电机与变压器教 案2 (小型单相变压器的制作)
教案正页序号2
教案附页 2、小型变压器的设计 四、课题 所需的相 （一）自耦变压器 1、单相自耦变压器 2、三相自耦变压器自 压 仅 降压，只要 入、输出对 下，就变成 压 器。
入低压侧，这是很不安全的，所以低压侧应有防止过电压的保护措施。 2)如果在自耦变压器的输入端把相线和零线接反，虽然二次侧输出电压大小不变，仍可正常工作，但这时输出“零线”已经为“高电位”，是非常危险的。 （3）. 自耦变压器输出功率 S2=U2I2=U2(I+I1)=U2 I +U2I1=S’2+S’’2 S’2为绕组之间电磁感应传递的能量，而S’’2为电路直接从一次侧传递的能量。 从U2I1= S’’2可导出：S’’2=S2/K 通常，自耦变压器变比K=1.2~2的状态下，优点明显。（二）仪用互感器 1、电流互感器工作原理 电流互感器结构上与普通双绕组变压器相似，也有铁心和一次侧、二次侧绕组，但它的一次侧绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗。电流互感器的二次侧绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路，由于这些线圈的阻抗都很小，所以二次侧近似于短路状态。由于二次侧近似于短路，所以互感器的一次侧的电压也几乎为零，因为主磁通正比于一次侧输入电压，总磁势为零。 2、电压互感器工作原理路中，流电流，被
电压互感器的原理和普通降压变压器是完全一样的，不同的是它的变压比更准确；电压互感器的一次侧接有高电压，而二次侧接有电压表或其他仪表(如功率表、电能表等)的电压线圈。因为这些负载的阻抗都很大，电压互感器近似运行在二次侧开路的空载状态， U2为二次侧电压表上的读数，只要乘变比K就是一次侧的高压电压值。 仪用互感器的结构和使用注意事项比较 比较 内容 电流互感器电压互感器 结构一次绕组匝数很少，只 有一匝到几匝，导线都 很粗，串联在被测的电 路中; 二次绕组匝数 较多，二次侧近似于短 路状态。运行中二次侧 不得开路。一次侧接有高电压，而二次侧近似开路状态，运行中，二次侧不能短路。
单相变压器毕业设计
目錄 摘要 (2) 前言 (2) 1.变压器的工作原理及分类 (3) 1.1变压器的基本工作原理 (3) 1.2变压器的分类 (4) 2.变压器的基本结构 (4) 2.1铁芯 (4) 2.2绕组 (5) 2.3其他 (5) 3.设计的内容 (5) 3.1 额定容量的确定 (5) 3.1.1 二次侧总容量 (5) 3.1.2一次绕组的容量 (6) 3.1.3变压器的额定容量 (6) 3.1.4一次电流的确定 (6) 3.2铁芯尺寸的选定 (7) 3.2.1计算铁芯截面积A (7) 3.3 绕组的匝数与导线直径 (9) 3.3.1绕组的匝数计算 (9) 3.3.2导线直径的计算 (9) 3.4 绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定 (11) 4.结论 (12) 参考文献 (13)
單相變壓器的設計 摘要：本次設計的課題是單相變壓器，基本要求是輸入電壓範圍在24V到60V，功率為100W 的單相升壓變壓器。首先要瞭解變壓器的工作原理、結構和分類，其次是變壓器的設計步驟包括額定容量的確定；鐵芯尺寸的選定；繞組的匝數與導線直徑；繞組（線圈）排列及鐵芯尺寸的確定。 關鍵字：變壓器基本原理設計步驟 前言 隨著科學技術進步，電工電子新技術的不斷發展，新型電氣設備不斷湧現，人們使用電的頻率越來越高，人與電的關係也日益緊密，對於電性能和電氣產品的瞭解，已成為人們必需的生活常識。 變壓器是一種靜止的電氣設備，它是利用電磁感應原理把一種電壓的交流電能轉變成同頻率的另一種電壓的交流電能，以滿足不同負載的需要。在電力系統中，變壓器是一個重要的電氣設備，它對電能的經濟傳輸，靈活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人們能夠方便地解決輸電和用電這一矛盾。 輸電線路將幾萬伏或幾十萬伏高電壓的電能輸送到負荷區後，由於用電設備絕緣及安全的限制，必需經過降壓變壓器將高電壓降低到適合於用電設備使用的低電壓。當輸送一定功率的電能時，電壓越低，則電流越大，電能有可能大部分消耗在輸電線路的電阻上。為此需採用高壓輸電，即用升壓變壓器把電壓升高輸電電壓，這樣能經濟的傳輸電能。 它的種類很多，容量小的只有幾伏安，大的可達到數十萬千伏安；電壓低的只有幾伏，高的可達幾十萬伏。如果按變壓器的用途來分類，幾種應用最廣泛的變壓器為：電力變壓器、儀用互感器和其他特殊用途的變壓器；如果按相數可以分為單相和三相變壓器。不管如何進行分類，其工作原理及性能都是一樣的。變壓器是通過電磁耦合關係傳遞電能的設備，用途可綜述為：經濟的輸送電能、合理的分配電能、安全的使用電能。實際上，它在變壓的同時還能改變電流，還可改變阻抗和相數。小型變壓器指的是容量1000V.A以下的變壓器。最簡單的小型
小功率单相电源变压器的设计
课程论文 （小功率单相电源变压器的设计） 姓名谢锦华杨志华曾宏毅赵也有学号27 28 29 30 专业07电气工程及其自动化4班 成绩 指导教师许俊云程良鸿 设计时间：2周
小功率单相电源变压器的设计 1.设计要求 对设计内容2中的变压器设计，要求结合实验室提供的实物（该变压器为一台单相变压器，视载功率约为6V A ，原方额定电压220伏，副方额定电压9V ），上网查阅有关变压器的设计资料。对预设计变压器给出详细的理论计算。 包括： 1原副方额定电流计算 2铁芯截面积计算 3硅刚片的选择 4原、副方绕组匝数的计算 5原、副方绕组导线直径计算 6铁芯窗口面积核算 本次我们组预设计单相变压器参数：视载功率50V A ，原/副方额定电压220V/ 12V 。 2.变压器参数具体计算 2.1变压器输入视在功率p sr 的计算 变压器输出视在功率 p sc 即为额定视在功率为50V A,根据下面公式即可算出原边视在功 率 η p p sc sr = 即 sr P VA 5.628 .050 ≈= 式中：η为变压器的效率，η总是小于1，对于功率为1KW 一下的变压器η=0.8~0.9 2.2变压器原边额定电流的计算 原边额定电流 1.2)~(1.11 U 1I p ?= sr 0.311.1220 62.5 1I ≈?= A 式中：U1为原边电压有效值，即就是外加电源电压，1.1~1.2是考虑到变压器空载励磁电流大小的经验系数 副边额定电流 1.2)~(1.12 U 2I p ?=sr 5.731.112 62.5 2I ≈?= A 2.3变压器铁芯面积S 的计算 小型单相变压器常用E 型铁芯，他的中柱面积S 的大小与变压器总输出实在功率有关，即 P SC K S = cm 2 14.14 502S ≈=
小型单相变压器设计与相关计算
小型单相变压器设计 1、小型单相变压器简介 变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为:经济的输送电能、合理的分配电能、安全的使用电能。实际上,它在变压的同时还能改变电流,还可改变阻抗和相数。 小型变压器指的是容量1000V。A以下的变压器.最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心(构成磁路）和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组（构成电路）构成.这类变压器在生活中的应用非常广泛. 1。1 变压器的基本结构 1、1、1主要组成 (1) 铁心 为了减少铁损耗，变压器的贴心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶体片制成.其中套有绕组的部分称为铁心柱，连接铁心柱的部分称为铁轭，为了减少磁路中不必要的气隙，乡邻两层硅钢片的接缝要相互错开。 (2)绕组 变压器的绕组用绝缘导线或扁导线绕成，实际变压器的高，低压绕组并不是分装在两个铁心柱上，而是同心地套在同一个铁心柱上的。为了绝缘的方便，通常低压绕组在里面,靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。(3)其他 除铁心和绕组外，因容量和冷却方式的不同,还需要增加一些其他部件，例如外油绝缘套等等. 1、1、2主要类型
按相数的不同，变压器可分为单向相变压器和三相变压器等。 按每相绕组数量的不同，变压器可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压器等。 按结构形式的不同，变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器的特点是绕组包围着铁心。脆变压器用铁量较少，构造简单，绕组的安装和绝缘比较容易，多用于容量较大的变压器中。壳式变压器的特点是铁心包围绕组。脆变压器用铜量少，多用于小容量变压器中。 2、变压器的工作原理 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换;隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。 变压器（transformer）是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组,如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组(一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级)。原绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示.原绕组匝数为,副绕组匝数为。 图（1）变压器结构示意图 理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压，产生电流，建立磁通,沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势。
单相全桥逆变电路毕业设计
2008级应用电子技术 毕业设计报告 设计题目单相电压型全桥逆变电路设计姓名及 学号 学院 专业应用电子技术 班级2008级3班 指导教师老师 2011年05月1日
题目：单相电压型全桥逆变电路设计
目录 第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 (4) 第二章设计方案及其原理 2.1电压型逆变器的原理图 (5) 2.2电压型单相全桥逆变电路 (6) 第三章仿真概念及其原理简述 3.1 系统仿真概述 (6) 3.2 整流电路的概述 (8) 3.3 有源逆变的概述 (8) 3.4逆变失败原因及消除方法 (9) 第四章参数计算 4.1实验电路原理及结果图 (10) 第五章心得与总结 (14) 参考文献 (15)
第一章绪论 1.1整流技术的发展概况 正电路广泛应用于工业中。整流与逆变一直都是电力电子技术的热点之一。桥式整流是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路。常用来将交流电转化为直流电。从整流状态变到有源逆变状态，对于特定的实验电路需要恰到好处的时机和条件。基本原理和方法已成熟十几年了，随着我国交直流变换器市场迅猛发展，与之相应的核型技术应用于发展比较将成为业内企业关注的焦点。 目前，整流设备的发展具有下列特点：传统的相控整流设备已经被先进的高频开关整流设备所取代。系统的设计已经由固定式演化成模块化，以适应各种等级、各种模块通信设备的要求。加上阀控式密封铅酸蓄电池的广泛应用，为分散供电创造了条件。从而大大提高了通信网运行可靠和通信质量。高频开关整流器采用模块化设计、N1配置和热插拨技术，方便了系统的扩展，有利于设备的维护。由于整流设备和配电设备等配备了微机监控器，使系统设备具有了智能化管理功能和故障保护及自保护功能。新旗舰、新技术、新材料的应用，使高频开关整流器跃上了一个新台阶。
自耦变压器容量算
自耦变压器容量算
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自耦变压器容量计算 一、二次绕组有共同耦合部分的变压器称为自耦变压器。和普通变压器不同，自耦变压器的绕组之间不仅有磁的联系，还有电的联系。通常，把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，其余部分称为串联绕组。公共绕组和串联绕组共同组成自耦变压器的高压绕组。 公共绕组和串联绕组是通过电磁感应和电的直接连接两种关系耦合起来的，以改变一、二次电压和在一、二次之间传输电能。自耦变压器的串联绕组和公共绕组一般按同心式放置，因串联绕组与高压系统连接，它常布置在铁芯最外层。自耦变压器常用于高、低电压比较接近的场合，例如连接高电压、大容量且电压等级相差不大的电力系统，在工厂和实验室用作调压器和起动补偿器等。电力系统中，常见的有单相自耦变压器和三相自耦变压器，对超高压特大容量的自耦变压器，因受运输条件的限制一般都做成单相的。 由于普通双绕组变压器的一、二次绕组之间只有磁的联系而没有电的联系，功率的传递全靠电磁感应，因此其铭牌上所标称的额定容量就是绕组的额定容量，它取决于绕组的额定电压和额定电流。绕组容量是通过电磁感应从一次传递给二次的，它的大小决定了变压器的主要尺寸和材料消耗，是变压器设计的依据。
自耦变压器的容量是指它的输入容量或输出容量，与一般双绕组变压器的容量表达式相同，额定运行时为 SN=U1NI1N =U2NI2N (1) 根据串联绕组或公共绕组的电压、电流值，计算可得自耦变压器绕组的容量。 串联绕组的额定容量 (2) 公共绕组的额定容量 (3) 可见，虽然自耦变压器容量的表达式与普通双绕组变压器相同，但自耦变压器的容量却不等于它的绕组容量。公共绕组和串联绕组额定容量相等，但都比自耦变压器的额定容量小，这多出的部分1/kSN称为自耦变压器的传导容量，它是由一次侧通过电路直接传递给负载的，不需增加绕组容量。 综上所述，用自耦变压器联系两种电压网络时，因为一、二次绕组间除了磁的联系外，还存在着电的直接联系，从一次侧到二次侧的功率传递，一部分通过绕组间的电磁感应，一部分直接传导，其容量包括传导容量和电磁容量两部分。 传导容量：通过电路关系直接传递的视在功率，它占总容量的1/k，普通变压器没有这一部分。
毕业设计——5KVA单相变压器的设计分析
苏州工业职业技术学院 Suzhou Institute Of Industrral Techno'llogy 5KVA 单相变压器的设计分析 学生姓名: 专业班级: 数控11C1 学 号: 111021130 2014 年4月22日 部: 精密制造工程系 指导教师: 屠春娟、居正龙 王利杰
本人所呈交的5KVA单相变压器的设计分析,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名: 日期:
【摘要】 变压器调压装置、电源电压波动、线路电压损失等变化都可造成用户电压不稳定，影响用电设备正常工作，此时需调整输出电压以保证用户电压保持稳定。高压输电可以使电能集中，从而减小电能在传输的时候的损耗，但是高压电对普通家庭用电器以及电路有致命的伤害，所以变压器就应运而生了。单相变压器由于损耗小、容量小、重量轻等优势可以方便的深入负荷中心，而具有极强的适用性。本课题主要以单相变压器为研究对象，首先，介绍了单相变压器的应用和结构；其次，介绍了单相变压器的主要设计思路，包括客户要求、用途分析、材料分析、结构分析；然后，介绍了单相变压器各个参数的计算，包括铁芯、线圈、直流电阻、负载损耗（115度）、温升及散热能力、阻抗电压等的计算；最后，介绍了单相变压器的机械结构设计过程及装配过程。 【关键词】：变压器；计算；设计；装配;
2 15 16 17 目录 引言 ......................... 一、 变压器的介绍 ............. （一） 变压器的应用........... （二） 单相变压器的原 理........ （三） 单相变压器的结 构........ 二、 设计思路 ............... （一） ..................... 客 户要求 ..................... （二） ..................... 用途分析 ..................... （三） ..................... 材料分析 ..................... （四） ..................... 结构分析 ..................... 、单相变压器参数的计算.... 铁芯确定 .................... 线圈确定 .............. 直流电阻计算 ........... 负载损耗计算（115度） 温升及散热能力计算.... 阻抗电压计算 ............ （四） （五） （六） 四、机械结构设计过程 ......... （一） 线包草图绘制 .......... （二） 生成实体 .............. （三） 装配 .................. 总结 ......................... 参考文献 ..................... 谢辞 ......................... 10 11 12 12 13 13
小型单相变压器的绕制资料
实训八、小型单相变压器的绕制 小型单相变压器的绕制分设计制作和重绕修理制作两种，无论那种，其绕制工艺都是相同的。设计制作是将使用者的要求作为依据，以满足要求进行设计计算后再绕制；而重绕修理制作是以原物参数作为依据，进行恢复性的绕制。下面先学习设计制作方式的变压器绕制。 一、小型单相变压器的设计制作 小型单相变压器的设计制作思路是：由负载的大小确定其容量；从负载侧所需电压的高低计算出两侧电压；根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸。经过一系列的设计计算，为制作提供足够的技术数据，即可做出满足需要的小型单相变压器。 （一）设计计算 1、计算变压器输出容量2S 输出容量的大小受变压器二次侧供给负载量的限制，多个负载则需要多个二次侧绕组，各绕组的电压、电流分别为22I U 、，33I U 、，44I U 、，..，则2S 为 ++=33222I U I U S （VA ） 2、估算变压器输入容量1S 和输入电流1I 对小型变压器，考虑负载运行时的功率损耗（铜耗及铁耗）后，其输入容量1S 的计算式为 η2 1S S = （VA ） 式中：η——变压器效率，始终小于1，kVA 1以下的变压器9.0~8.0=η。 输入电流I 1的计算式为 11 1) 2.11.1(U S I -= （A ） 式中：U 1——一次侧电压的有效值，V 。 3．变压器铁心截面积的计算及硅钢片尺寸的选用 (a)截面积的计算 小型单相变压器的铁心多采用壳式，铁心中柱放置绕组。铁心的几何形状如图1-11-1所示。它的中柱横截面 Fe A 的大小与变压器输出容量S 2的关系为 2S k A Fe =（cm 2） 式中：k ——经验系数，大小与S 2有关，可参考表1-11-1
变压器的设计
目录 目录_________________________________________________________________________ 1摘要_____________________________________________________________________ 2 一、变压器的基本结构 ________________________________________________________ 3 二、变压器的工作原理________________________________________________________ 4 1.电压变换_______________________________________________________________ 4 2.电流变换_______________________________________________________________ 5 三、设计内容________________________________________________________________ 5 1、额定容量的确定 _______________________________________________________ 5 2、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 6 3、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 8 4、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 9 5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 11 4.1 设计要求 ____________________________________________________________ 11 4.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录
单相变压器设计
物理与电子工程学院 《XXXXXXX》课程设计报告书 设计题目：位置随动系统串联校正 专业：电子信息科学与技术 班级： 09电科本1 学生姓名: 学号: 指导教师： 年月日
物理与电子工程学院课程设计任务书专业：班级：
摘要 随动系统是指系统的输出以一定的精度和速度跟踪输入的自动控制系统，并且输入量是随机的，不可预知的，主要解决有一定精度的位置跟随问题，如数控机床的刀具给进和工作台的定位控制，工业机器人的工作动作，导弹制导、火炮瞄准等。在现代计算机集成制造系统（CIMC）、柔性制造系统（FMS）等领域，位置随动系统得到越来越广泛的应用。 位置随动系统要求输出量准确跟随给定量的变化，输出响应的快速性、灵活性和准确性为位置随动系统的主要特征。 本次课程设计以位置随动系统为例，研究控制系统的串联校正方法，并对位置随动系统校正前后的性能进行分析。 关键词：随动系统；串联校正；相角裕度；
目录 1 位置随动系统.............................................. 1.1 位置随动系统工作原理...................................... 1.2 各部分传递函数............................................ 1.3 位置随动系统结构.......................................... 1.4系统MATLAB建模............................................ 1.5校正前系统仿真............................................. 2 系统校正.................................................. 2.1 校正网络设计.............................................. 2.2 校正后系统仿真............................................ 3 校正前后性能比较.......................................... 3.1 频域分析.................................................. 3.2 时域分析.................................................. 4 总结及体会................................................ 参考文献.....................................................
单项变压器的设计说明
1. 变压器的工作原理 变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。 变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的 能量的变换装备。 变压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组，如图（1）所示。一个绕组接电源，称为原绕组（一次绕组、初级），另一个接负载，称为副绕组（二次绕组、次级）。当交流变压器U 1 加到一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中产生感应 电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流I 2流出，负载端电压即为U 2 。原 绕组各量用下标1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为N 1，副绕组匝数为N 1 。 图（1）变压器结构示意图 图（2）变压器简化电路图1.1电压变换 当一次绕组两端加上交流电压U 1时，绕组中通过交流电流I 1 ，在铁心中将产生既与一 次绕组交链，又与二次绕组交链的主磁通Φ，主磁通在一次绕组中产生感应电动势e1。u1、i1、e1等的参考方向的设定与交流铁心线圈电路相同。 E1=-j4.44N1fΦ（1-1）
dt d 1 11N -e u Φ == （1-2） dt d 222N e u Φ =-= （1-3） 变压器一、二次绕组的电动势之比称为变压器的电压比，K 为变比。 K N N E E U U 2 1 2121=== （1-4） K U U 1 2= （1-5） 说明只要改变原、副绕组的匝数比,也就是改变N1、N2，就能按要求改变电压。 1.2电流变换 变压器在工作时，二次电流I 2的大小主要取决于负载阻抗模|Z 1|的大小，而一次电流I 1的大小则取决于I 2的大小。 又因 2211I U I U = （1-6） 所以 21 2 1I I U U = （1-7） 说明变压器在改变电压的同时,亦能改变电流。 小型变压器的原理：小型单相变压器一般是指工频小容量单相变压器。
自耦变压器容量计算
自耦变压器容量计算 【摘要】为保证金属资源的可持续发展，大力研究自耦变压器有十分重要的现实意义。本文主要介绍自耦变压器的容量计算，对自耦变压器的原理以及自耦变压的优点进行论述，最后再根据举例，对自耦变压器的容量进行系统的分析。 【关键词】自耦变压器;容量计算;原理 0.引言 自耦变压器是一、二次边共用一部分绕组，可以实现升压或者降压变化的电力变压器。与普通变压器相比，普通变压器的原、副绕组之间只有磁的联系而没有电路上的联系，而自耦变压器的原、副绕组之间不仅有磁的联系而且还有电路上的直接联系。总的来看，自耦变压器不仅减少了原材料的使用，更有利于磁电之间的联系。 1.自耦变压器的结构原理分析 自耦变压器可以由一台双绕组变压器演变过来。设有一台双绕组变压器，原、副绕组匝数分别为N1和N2，额定电压为U1N和U2N，额定电流为I1N和I2N，其变比为K=N1 /N2≈U1N/U2N.如果保持两个绕组的额定电压和额定电流不变，把原绕组和副绕组顺极性串联起来作为新的原边。而副绕组还同时作为副边，它的两个端点接到负载阻抗ZL，便演变成了一台降压自耦变压器。 从绕组的作用看，绕组ax供高、低压两侧共用，叫做公共绕组；而绕组Aa 则与公共绕组串联后供高压侧使用，叫做串联绕组。 自耦变压器的变比为：Ka===K+1 式中：K=为双绕组变压器的变比。 与双绕组变压器相比，在变压器额定容量(通过容量)相同时，自耦变压器的绕组容量(电磁容量)比双绕组变压器的小；变压器硅钢片和铜线的用量与绕组的额定感应电动势和通过的额定电流有关，也就是和绕组的容量有关，现在自耦变压器的绕组容量减小了，当然所用的材料也少了，从而可以降低成本；由于铜线和硅钢片用量减少，在同样的电流密度和磁通密度下，自耦变压器的铜耗和铁耗以及激磁电流都比较小，从而提高了效率；由于铜线和硅钢片用量减少，自耦变压器的重量及外形尺寸都较双绕组变压器小，即减小了变电所的厂房面积和运输安装的困难；反过来说，在运输条件有一定限制的条件下，即变压器的外形尺寸有一定限制的条件下，自耦变压器的容量可以比双绕组变压器的大，即提高了变压器的极限容量；效益系数越小。 通过以上分析，自耦变压器的变比越接近1就越好，一般以不超过2为宜。此外，如果变比太大，高、低压相差悬殊，由于自耦变压器原、副边有电路上的连接，会给低压边的绝缘及安全用电带来一定的困难，所以，自耦变压器适用于原、副边电压变比不大的场合。 2.自耦变压器的基本方程 2.1电流关系 按照全电流定律，自耦变压器的激磁磁动势m应等于串联绕组的磁动势W 与公共绕组的磁动势W之和。考虑到激磁电流是由电源供给的，它流经的匝数为N+N 3.自耦变压器的容量分析 自耦变压器的额定容量(又叫通过容量) 和绕组容量(又叫电磁容量)二者是
小型单相变压器的设计
电机学课程设计 总结报告 课题名称：小型变压器的设计 学生姓名： 学号： 专业：电气工程及其自动化班级： 指导老师：
目录 目录_____________________________________________________ 1 摘要_________________________________________________ 2 一、变压器的基本结构_____________________________________ 3 二、变压器的工作原理____________________________________ 4 1.电压变换 ___________________________________________ 4 2.电流变换 ___________________________________________ 5 三、设计内容____________________________________________ 5 1、额定容量的确定_____________________________________ 5 2、铁心尺寸的选定____________________________________ 6 3、计算绕组线圈匝数___________________________________ 8 4、计算各绕组导线的直径并选择导线_____________________ 9 5、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积 _____________ 100 四设计实例____________________________________________ 11 4.1 设计要求_________________________________________ 11 4.2计算变压器参数____________________________________ 12 五总结_________________________________________________ 15 参考文献________________________________________________ 15 附录
小型变压器课程设计
辽宁工程技术大学 《电机学》课程设计 设计题目：小型单相变压器设计 院（系、部）： 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 日期： 2013-6-28
电气工程系课程设计标准评分模板
摘要 电，现今社会已经近乎于主导地位的洁净能源，还在继续提高着自己的位置。围绕着它所展开的学术研究也一天天的多了起来，针对着世界能源紧缺这个不可回避的问题，人们把希望寄托到了电的身上。它的产生方式很多，这就为它能多方式的产生打下了基础，如水能、风能等不好利用的能源，都能被合理的转化成电能，可见电的发展前景是很广阔的。发电、变电、用电，很多课题都已经大规模的展开，变压器也是其中一门很重要的学科。 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）。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。
目录 一﹑变压器的工作原理 (6) 二﹑变压器的组成 (6) （三）﹑其他部分 (8) 三﹑变压器主要参数的计算 (9) （一）、容量的确定 (9) （二）、铁心尺寸的选定 (10) （三）、绕组的计算 (12) （四）、绕组排列 (13) （五）、安全性和稳定性 (14) 四、例题 (15) 五、结论 (17) 参考文献 (18)
一﹑变压器的工作原理 当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。 如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。 二﹑变压器的组成 （一）﹑铁心 1﹑铁心的作用和形式铁心是变压器的基本部件，由磁导体和夹紧装置组成，所以它有两个作用。 在原理上，铁心的磁导体是变压器的磁路。它把一次电路的电能转为磁能，又由自己的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介，磁导体是铁心的主体。在结构上，铁心的夹紧装置不仅使磁导体成为一个机械上完整的结构，而且在其上面套有带绝缘的线圈，支持着引线，几乎安装了变压器内部的所有部件，所以它又是变压器的骨架。 铁心的重量在变压器各部件中占有绝对的优势，在干式变压器中占总重量的60％左右，在油浸式变压器中由于有变压器油和油箱，重量的比例才下降约占40％。 变压器的铁心（即磁导体）是框形闭合结构。其中，套线圈的部分称心柱，不套线圈只起闭合磁路的部分称铁扼。 铁心分为两大类，不套线圈只起闭合磁路的部分称铁扼。 铁心分为两大类，壳式铁心和心式铁心。铁扼包围了线圈的称为壳式铁心，否则称心式铁心，由带状硅钢片卷绕而成的称卷铁心。 壳式铁心一般是水平放置的，心柱截面为矩形，每相有两个旁扼，壳式铁心的优点是铁心片规格少，心柱截面大而长度短，夹紧和固定方便，漏磁通有闭合回路，附加损耗小，易于油对流散热。缺点是线圈为矩形，工艺特殊，绝缘结构复杂，短路能力差，尤其是硅钢片用量多。 心式铁心的优缺点正好与壳式相反，壳式和心式两种结构各有特色，很难断定其劣式。但由其绝缘所决定的制造工艺则大有区别，一旦选定了某一种结构，就很难转而生产另一种结构。正由于这个原因，国内都采用心式铁心，只有在小容量的单相变压器及特殊用途的变压器中采用壳式铁心。