电拖课程设计-小型单相变压器设计

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1、小型单相变压器设计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。 变压器是一种静止的电器，他广泛应用于电力系统及测量、控制和一些特殊的用电设备上。变压器的分类：按相数的不

2、同，变压器可分为单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。按结构型式的不同，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，此类变压器用铁量较少，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。壳是变压器的特点是铁心包围着绕组，此类变压器用铜量较少，多用于小容量变压器中。对变压器设计，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6VA，原方额定电压220伏，副方额定电压9V），上网查阅

3、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。预设计单相变压器参数：视载功率50VA原/副方额定电压220V/12V。一、变压器的工作原理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

4、动势。（1）电压变换当一次绕组两端加上交流电压时，绕组中通过交流电流，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。（1-1）（1-2）（）（1-3）（1-4）说明只要改变原、副绕组的匝数比,就能按要求改变电压。（2）电流变换变压器在工作时，二次电流的大小主要取决于负载阻抗模

5、

6、的大小，而一次电流的大小则取决于的大小。（1-5）（1-6）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。二、变压器的基本结构1、铁心：铁心是变压器磁路部分,【

7、它把互感的磁场与线圈耦合在一起。】为了减少涡流带来的损耗和产生的热量，实际使用的变压器铁心采用非常薄（通常厚度为0.35mm.3mm.27mm）、含硅量较高电阻较大的硅钢片叠压而成或用非晶材料制成，通常表面还涂有绝缘漆。铁心分为铁柱和铁轭两部分，铁柱上套装有绕组线圈，铁轭则是作为闭合磁路之用。铁心结构的基本形式有心式和壳式两种。2、绕组：绕组是变压器的电路部分。一般采用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。为了节省铜材，我国变压器线圈大部分是采用铝线。通常以内圈低压绕组、外圈高压绕组的形式绕在同一铁心柱上

8、。如图（2）所示。图（2）单相心式变压器3、其它结构部件：储油柜、气体继电器、油箱。三、设计内容计算内容有四部分：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——变压器的效率，约为0.8～0.9，表3-1所给的数据是生产时间的统计数据，可供计算时初步选用。表3-1小容量变压器计算参考数据变压器容量V·A磁通密度×10T效率η（%）电流密度铁心计算中的值小于106000～700060～703～2.5210～507000～8

9、00070～802.5～22～1.550～1008000～900080～852.5～21.5～1.3100～5009000～1100085～902.5～1.51.3～1.25500～100011000～1200090～921.5～1.21.25～1.11原副方额定电流计算D1=0.374；I1=0.273D2=1.600；I2=5.0052、计算铁心截面积A为了减小铁损耗，变压器的铁心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶材料制成。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

10、，变压器铁心在叠装时相临两层硅钢片的接缝要相互错开。小容量变压器铁心形式多采用壳式，中间心柱上套放绕组，铁心的几何尺寸如图（4）所示。图（4）小容量心柱截面积A大小与其视在功率有关，一般用下列经验公式计算（单位为㎝）。（3-5）A=10.61A——铁心柱的净面积，单位为cm2——截面计算系数，与变压器额定容量有关，按表3-2选取，当采用优质冷轧硅钢片时可取小些截面积计算系数表3-2截面积计算系数的估算值/VA＜1010～505