计算机辅助设计与制造

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1、河南机电高等专科学校课程设计报告书课题名称：电机电器及其CAD系部名称：电气工程系专业：电机与电器班级：电器091班姓名：学号：2011年12月20日设计任务书一、设计目的：1、熟悉变压器优化设计软件。2、掌握变压器设计各性能参数及材料、结构的设置。3、掌握优化设计的方法、步骤。4、掌握优化方案的选择及细调。5、熟悉铁心截面的优化。二、设计内容要求：（一）S9系列变压器电磁优化设计1、性能参数输入；2、材料、铁心、线圈、绝缘参数的设置；3、油箱、温升、重量计算；4、优化计算；5、调整计算单；计算单保存生成；6、铁心截面优化。（二）S9系列变压器结构CAD设计1、总装配图2、铁心、铁心装

2、配3、线圈4、器身装配及绝缘5、夹件及引线装配目录一、课程设计任务书…………………………………………………….1二、设计方案的优化及选择……………………………………………..21、设计方案A的优化及选择（1）性能参数设置（2）铁心材料、导体材料及结构的选取（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择2、设计方案B的优化及选择（1）性能参数设置（2）铁心材料、导体材料及结构的选取（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定（4）方案的优化及调整（5）方案的比较及选择3、问题及讨论三、变压器结构CAD绘制…………………………………………….121、图层、线型、文字等基本绘图

3、环境的设置及绘图模板的绘制2、主要结构尺寸及尺寸配合的确定。3、问题及讨论。四、心得体会……………………………………………………………五、附录一：计算单附录二：结构图六、参考文献……………………………………………………………设计方案的优化及选择1、设计方案A的优化及选择（1）性能参数设置额定值：SN=100KVA，，高压侧无励磁调压，调压范围±5%。S9-500/10联结组别：Yyn0，U1N=10000V，U2N=400V，PK=1485W，P0=280W，阻抗电压：4%（2）性能参数计算变压器的性能参数，主要有空载损耗、空载电流、负载损耗、短路阻抗等。设计变压器时，在遵循基本物理概

4、念的基础上，还必须考虑材料、结构、工艺等具体要求，各计算公式也必须尽量精确些，方可减少误差。短路阻抗3.91[4.0%]短路损耗1531[1485W]空载损耗281[280W]空载电流1.06[1.6%]（3）铁心材料、导体材料及结构的选取铁芯是变压器磁路的主体部分，由表面涂有绝缘漆膜、厚度为0.35mm或0.5mm的硅钢片冲压成一定形状后叠装而成，担负着变压器原、副边的电磁耦合任务。变压器使用的铁心材料主要 是硅钢片，在钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少,我们通常称加了硅的钢片为硅钢片，硅钢片有热轧和冷轧两种.热轧硅钢片的工作磁通密度B一般取900

5、0-12000高斯,冷轧硅钢片的导磁性能比热轧好, 它的工作磁通密度B取值范围为12000-18000高斯。本方案的铁芯材料可采用高导磁的硅钢片，硅钢片型号选用DQ147-30，铁芯结构可采用叠片式。根据变压器功率选择变压器铁心的直径。铁心直径131mm硅钢片牌号DQ147-30铁窗高度265mm心柱中心距250mm叠片系数0.970磁通密度1.663T铁轭净截面123.336cm2心柱净截面120.183cm2三相角重21.2kg铁心重量188.7kg单位铁损1.192W/kg损耗系数1.25磁化容量2.489VA/kg接缝伏安0.371VA/cm?空载电流有功分量0.28%空载电流

6、无功分量1.02%铁心由铁柱和铁轭两部分组成，绕组套装在铁柱上，而铁轭则用来使整个磁路闭合。变压器铁心一般采用交迭方式进行叠装，应使上层和下层叠片的接缝相互错开，减小气隙，降低磁路磁阻。小型变压器铁心一般采用EI型或F型，本方案采用EI型铁心。变压器通常用的材料有漆包线、沙包线、丝包线,最常用的漆包线。对于导线的要求,是导电性能好,绝缘漆层有足够耐热性能,并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线.本方案中高压导线可采用漆包线，低压导线采用纸包线。（4）窗高及绝缘半径和中心距的计算铁窗高度及绝缘半径是变压器两个主要尺寸。这两个尺寸已确定，整个变压器的外形尺寸

7、就基本上能定下来。铁窗高度主要取决于绕组高度，另外，铁窗高度与端绝缘大小关系也很大。绝缘半径大小主要取决去主空道尺寸及绕组的辐向尺寸，主空道主要指低压或中压至铁心，以及高、中、低之间距离。当输入各项参数时，由软件得：铁心半径97.5mm铁窗高度410mm心柱中心距245mm低压线圈内半径66.5mm低压线圈辐向宽18.0mm低压线圈外半径84.5mm主空道距离6.5mm高压线圈内半径91.0mm高压线圈辐向宽29.7mm高压线圈外半径120.7