如何设计一般小型电源变压器

如何设计一般小型电源变压器
如何设计一般小型电源变压器
铁芯截面积A=1.25*√P（功率）。

铁芯取8500高斯。

每伏匝数取：T=450000/8500*S（截面积）
漆包线载流量取2.5A-3.5A/mm2
小型变压器的绕制：
小型变压器铁心匝数绕制
随着电子元件大量应用在电厂控制、监测和自动回路中，小型变压器的应用日益广泛。

因小型变压器损坏，市场上一时又难以买到，因此还应掌握小型变压器的绕制。

小型变压器的设计
设计小型变压器，主要有以下几个步骤：(1)计算变压器的功率；
(2)计算变压器的铁心；(3 )计算变压器线圈匝数；(4)计算变压器绕组导线的截面积；(5)计算变压器铁心窗口容纳绕组的导线及绝缘物。

1.1 功率的计算
变压器的功率可根据下式计算，即
P=IV (1)
式中P——电功率；
I——电流；
V——电压。

先算出次级功率，然后再算初级功率。

线圈总功率(即变压器功率)的计算方法与硅钢片的种类有关，将次级功率加上消耗功率即得初级功率，一般来说，铁心消耗功率约为15%，即初级功率算式如下P1=1.18 P2 (2)
式中P1——初级功率；
P2——次级功率。

1.2 铁心的计算
变压器的功率求出后，可用下式求出铁心有效截面积，即
(3)
式中A为铁心有效截面积(cm2)，数字1.2是根据铁片的不同种类通过经验公式取得的，一般变压器硅钢片采用磁通密度1～1.2 T，用公式(3)；如电动机硅钢片采用磁通密度0.8～1 T，可将公式(3)中的1.2改成1.6；如普通黑铁片采用磁通密度0.6～ 0.7 T，可将公式(3)中的1.2改成2。

以上是已知电功率后选铁心时使用的方法，如有现成的铁心，则可以用下式来求可绕制的功率。

(4)
式中铁心有效截面积A=铁心宽(cm)×铁心迭厚(cm)。

1.3 匝数的计算
求出了铁心有效截面积就可求出每伏应绕制的匝数，计算公式如下
(5)
式中T为每伏匝数，B为铁心磁通密度(T)，A为铁心有效截面积(c m2)。

铁心磁通密度可根据前面铁心的计算选用，求出每伏匝数就可根据变压器初级电
压算出各绕组的总匝数。

初级总匝数的计算公式如下
T1=TV1 (6)
式中T1——初级总匝数；
V1——初级电压。

因次级电压由初级感应而得，故在铁心内有一定损耗，而且次级绕组的导线有一定的阻抗，所以在计算次级线圈匝数时应加上5%。

次级总匝数计算公式如下
T2=1.05 TV2 (7)
式中T2——次级总匝数；
V2——次级电压。

1.4 绕组导线截面积的计算
导线的粗细由电流的大小决定，电流可用公式I=P/V计算。

电流密度的选择与变压器的使用定额有关，一般连续使用定额的，导线电
流密度J可采用
2.5 A/mm2，因此，导线截面积用下式计算
即
(9)
式中 S——导线截面积(mm2)；
D——导线直径(mm)。

1.5 铁心窗口容纳绕组的导线及绝缘物的计算
核算时除需要上述计算结果外，还要掌握层间绝缘、衬纸厚度和导线连同绝缘物的直径等。

一般层间绝缘用牛皮纸，其厚度为0.05 mm。

对于线径较粗的绕组，层间也可用0 .12 mm厚的青壳纸或较厚的牛皮纸；如线径较细，可采用厚约0.02～0.03 mm的透明纸或塑料薄膜，线圈间的绝缘厚度在电压不超过250 V时可采用2～3层牛皮纸或0.12 mm的青壳纸。

因为线圈是绕在绝缘框架上的，所以铁心窗口有效长度只能算0.95倍的额定长度，计算时先算出每层匝数，再算出每个线圈的厚度，最后算出总的厚度，如铁心窗口容纳不下，可适当增加铁心厚度，降低每伏匝数。

用此方法绕制了许多小型变压器，既经济又能解决实际问题，使设备及时投入运行。

自己绕制小型变压器，还可以利用已烧坏的小型变压器的铁心, 已烧坏的继电器、启动器的线圈来绕制。

计算电源变压器要把电磁感应定律融会贯通，则一通百通。

10. 计算匝数Ｎ: 初级匝数Ｎ１＝Ｕ1/(4.44×B×f×Afe×10-4)
次级匝数Ｎ２＝Ｕ２(1＋△U%)/(4.44×B×f×Afe×10-4)
△U%)----电压调整率（%）
B--------空载磁通密度（特）
f--------工作频率（赫）
Afe------铁芯有效截面积（平方厘米）
Afe=铁芯片舌宽×铁芯片叠厚×铁芯片填充系数
例：EI 57×25 0.5mm矽钢片，
B=1.55T,
△U%=10%,
f=50Hz,
U1=220V,
U2=20V
Ｎ１＝220/(4.44×1.63×50×1.9×2.5×0.96×10-4) =1333匝
Ｎ２＝20(1＋0.1)/(4.44×1.63×50×1.9×2.5×0.96×10-4) =133匝
圈数定了，可绕的最大线径只有一个，可以不用电流密度采用槽满率来计算线径，槽满
率是借用电机设计中的一项指标，用来检查导线能否在槽中放得下，此方法也要首先要计
算出圈数，圈数确定以后，骨架上能绕的最大带绝缘线径只能有一个，这种计算方法绕的
线圈比较饱满，其计算方法如下：d=√（0.9×A/N ）式中d----带绝缘线径（毫米）A-----
骨架可绕线截面积（平方毫米）N-----圈数计算出的是带绝缘线径，然后查线规表查出裸
线径。