变压器设计(2015版)(参考课件)
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变压器设计 完整版 ppt课件
2020/9/2
追求卓越
臻于至善
洞察需求
不懈创新
22
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
2020/9/2不懈创新
23
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
2020/9/2
铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
第一篇 设 计 变压器
准备工作
2020/9/2
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洞察需求
不懈创新
3
分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 5 电压比校核
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
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第1章-变压器ppt课件(全)
按惯例规定正方向，如图1-14所示：
①电压降的正方向与电流的正方向一致； ②磁通的正方向与产生该磁通的电流的正方向之间符合右手螺旋 定则； ③感应电动势的正方向与磁通的正方向之间符合右手螺旋关系。 当原边电压按正弦规律变化时，则磁通中也按正弦规律变化。
原、副绕组中感应电势的有效值为 ：
E 1 E 1 2 m N 1 2 m 22 fN 1 m 4 .4 4 fN 1 m
在油箱和储油柜的连通管中装有气体继电器。当变压器内部 发生故障时，产生气体使气体继电器动作，发出信号，示意 工作人员及时处理或令其开关跳闸。容量在800以上的变压器， 油箱盖上装有防爆管，其管口用3 ～ 5mm厚的玻璃片封住。 当变压器内部发生故障，保护装置失灵时，箱内产生大量气 体将冲破玻璃片喷出，不致损坏箱体。最近生产的变压器采 用压力释放阀代替防爆管，当内部故障引起压力升高时，压 力释放阀动作，接通接点报警或令开关跳闸。气体继电器、 防爆管和压力释放阀为安全保护装置。
图1-3 斜接缝叠片的排法 (a)奇数层叠片；(b)偶数层叠片
小型变压器的铁心柱截面是方形或矩形的，大型变压器的 铁心柱截面是阶梯形状的，如图1-4所示。铁心柱套装绕组， 连接铁心柱的部分称为磁轭。磁轭的截面比铁心柱的截面 大5％ ～ 10％，以减小空载电流和空载损耗。
图1-4 铁心柱截面 (a) 大型铁心柱截面；(b) 小型铁心柱截面
图1-10 2500kVA的牵引整流干式变压器
图1-11 低压电流为2000A的电炉干式变压器
图1-12 海上平台用1000kVA的干式变压器
1.1.2【知识进阶】变压器的基本工作原理
变压器依据电磁感应原理工作，它的基本工作原理可以用 图1-13说明。
图1-13 单相变压器的工作原理图
变压器PPT课件
势近似相等，
Fm
F0
Im I0
§2－2 变压器的负载运行 电动势平衡式
除了主磁通在原、副边绕组中感应电动势E1和E2外， 原、副边还有对应 于漏磁通产生的漏电势。
原边： U1 E1 E1 I1R1 E1 I1R1 jI1x1 E1 I1Z1
N1m
cost
N1 m sin(t 90) E1m sin(t 90)
i2
e2
当主磁通按正弦规律变化时，原绕组中感应电动势也按正弦规律
变化， 但相位比主磁通落后900。
一次绕组内感应电势的有效值
E1
E1m 2
1 2
N1 m
2fN 1m 4.44 fN 1m
I1
I2
接下去的任务:
E1
Im
E2
U 2
理想变压器模型
消去理想变压器
继续简化模型,用 电路直接求解.
§2－2 变压器的负载运行折算法
•变压器原边和副边没有直接电路的联系，只有磁路的联系。副边的负载通过 磁势影响原边。 因此只要副边的磁势不变， 原边的物理量就没有改变。 这 为折算提供了依据。
流过一个阻抗引起的阻抗压降。
E1 I0Zm I0 (rm jxm )
Z m E1 / I 0 ;
rm
pFe
/
I
2 0
;
xm
Z
2 m
rm2
I0
E1
rm
xm
I0
r1
U1
x1 rm
E1
xm
§2－1 变压器空载运行相量图
变压器课件-PPT
调整到Ⅲ档。当输出电压高
时，把分接开关位置由Ⅱ档
调整到Ⅰ档。
❖
调整好档位后，用直
流电桥测各相绕组直流电阻，
看各相之间电阻是否平衡。
若各相之间电阻差大于2％，
可能是档位的动静触头接触
不好或没有调好档位位置，
必须重新调整。
20
21
1
3
3
3
2
2
2
1
1
1
333
1
1
11
222
444
1
3 2 1
1 4 3
2 1
轻瓦斯保护一天连续动作两次，色谱分析为裸金属过热，经测直
流电阻为分接开关故障，吊芯检查发现分接开关的动静触点错位
2/3，这是引起气体继电器动作的根本原因。
❖
(2)辅助设备异常：
❖
①呼吸系统不畅通。变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防
暴简呼吸器(有的变压器两者合一)等，呼吸系统不畅或堵塞往往
会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。
3—高压线圈 4—低压线圈6
(2)绕组——变压器中的电路部分。
单相壳式变压器
1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组
交叠式绕组
1—低压绕组 2—高压绕组
7
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
8
油浸式电力变压器
1—信号式温度计
2—吸湿器
3—储油柜
4—油位计
5—安全气道
6—气体继电器
7—高压套管
8—低压套管
9—分接开关
10—油箱
11—铁心
12—线圈
9
13—放油阀门
附件
变压器课件精华版
绕组包括高压绕组和低压绕组。 高、低压绕组同心套装在铁芯柱上。 低压绕组在里，高压绕组在外。 三相变压器的高、低压绕组存在相间联结问题。
变压器其它附件
温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等
3.2.2 变压器的铭牌数据
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、
I0
U1
E1
E 1
U2
1
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2
U 20
u2
0
E1 E 2
1
E1
I0 R1
3.3.5 电压平衡方程式
考虑漏磁通， 变压器空载运行时相量形式表示的
电压平衡方程式： U1 I0R1 (E1) (E1) U20 E2
为了提高磁路的导磁性能和降低铁心的涡流及磁滞损耗， 铁心通常用0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成 一定的形状叠制而成。
3.2.1 变压器的结构——铁心
铁芯由铁芯柱和铁轭组成。
单相壳式变压器
Aa xX
A
B
C
高低
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
铁轭
铁心柱
3.2.1 变压器的结构——绕组
绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成。
i1 1 N2 i2 k N1
只须改变N1，N2的值，便可达到变换电压的目的。
3.2.1 变压器的结构
1—铭牌 标额定值、运行条件、
使用环境等。
5—储油柜（或油枕） 避免油
与空气直接接触，减缓变压器油受 潮及老化速度，并使油有热胀冷缩 的空间。
变压器其它附件
温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等
3.2.2 变压器的铭牌数据
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、
I0
U1
E1
E 1
U2
1
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2
U 20
u2
0
E1 E 2
1
E1
I0 R1
3.3.5 电压平衡方程式
考虑漏磁通， 变压器空载运行时相量形式表示的
电压平衡方程式： U1 I0R1 (E1) (E1) U20 E2
为了提高磁路的导磁性能和降低铁心的涡流及磁滞损耗， 铁心通常用0.35mm~0.5mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲成 一定的形状叠制而成。
3.2.1 变压器的结构——铁心
铁芯由铁芯柱和铁轭组成。
单相壳式变压器
Aa xX
A
B
C
高低
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
铁轭
铁心柱
3.2.1 变压器的结构——绕组
绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成。
i1 1 N2 i2 k N1
只须改变N1，N2的值，便可达到变换电压的目的。
3.2.1 变压器的结构
1—铭牌 标额定值、运行条件、
使用环境等。
5—储油柜（或油枕） 避免油
与空气直接接触，减缓变压器油受 潮及老化速度，并使油有热胀冷缩 的空间。
变压器的设计步骤和计算公式ppt课件
in (max )
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
变压器ppt课件
06
变压器的发展趋势与展望
高性能变压器的技术发展
更高的效率
通过改进设计和材料，提高变压 器的能量转换效率。
更小的体积
减小变压器的体积，以便在更小 的空间内安装。
更轻的重量
使用更轻的材料和设计，以降低 变压器的重量。
智能变压器的应用推广
远程监控和维护
通过物联网和传感器技术，实现对变压器状态的 远程监控和维护。
效率与损耗参数
效率
变压器的效率是指在正常工作条件下，其输出功率与输入功率的比值。高效率意味着更少的能量损失和更高的能 源利用率。
损耗
变压器的损耗主要包括铁损、铜损和空载损耗。这些损耗会转化为热量，导致变压器温度升高，影响其性能和使 用寿命。
机械性能与噪声参数
机械性能
变压器的机械性能包括其尺寸、重量、结构、安装方式等。这些因素对于变压器的运输、安装和使用 都有重要影响。
变压器ppt课件
目录
• 变压器概述 • 变压器的基本结构 • 变压器的性能参数 • 变压器的设计与制造 • 变压器的运行与维护 • 变压器的发展趋势与展望
01
变压器概述
定义与工作原理
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变 交流电压的设备。
工作原理
变压器利用两个相互绝缘的绕组通过 交流电产生磁通，根据电磁感应原理 ，变化的磁通在线圈中产生感应电动 势，从而改变输出电压。
度符合要求。
组装其他部件
将绕组、铁芯和其他部件组装 在一起，如散热器、油箱、绝
缘件等。
质量检验与控制
对每个制造环节进行质量检验 和控制，确保产品符合设计要
求和质量标准。
试验与检测技术
绝缘性能试验
对变压器进行绝缘性能试验，如 耐压试验、介质损耗试验等，确
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________________________________________________________ 41.电压变换_______________________________________________________________ 42.电流变换_______________________________________________________________ 5三、设计内容________________________________________________________________ 51、额定容量的确定 _______________________________________________________ 52、铁心尺寸的选定_______________________________________________________ 63、计算绕组线圈匝数______________________________________________________ 84、计算各绕组导线的直径并选择导线________________________________________ 95、计算绕组的总尺寸，核算铁芯窗口的面积_________________________________ 10四设计实例________________________________________________________________ 114.1 设计要求 ____________________________________________________________ 114.2计算变压器参数_______________________________________________________ 12五总结_____________________________________________________________________ 15参考文献____________________________________________________________________ 15附录摘要随着我国经济建设的发展，电力工业规模迅速的壮大起来，变压器的单台容量和安装容量快速增长。
《变压器》ppt教学课件
环保化
随着环保意识的提高，对电力设 备的环保性能要求也越来越高。 变压器作为电力系统的核心设备， 其环保性能的提升也是未来的重
要发展趋势。
新材料应用
高导磁料
绝缘材料
高导磁材料可以提高变压器的磁性能， 减小变压器的体积和重量，提高其能 效。
新型绝缘材料可以提高变压器的绝缘 性能和耐热性能，从而提高变压器的 安全性和寿命。
如绕组、铁芯、变压器油等部件出现故障， 应根据具体情况进行修复或更换。
及时处理异常情况
如发现变压器存在异常现象，应及时进行处 理，防止故障扩大。
加强维护和保养
定期对变压器进行维护和保养，保持其良好 的运行状态。
提高运行管理水平
加强变压器的运行管理，合理配置保护装置， 提高变压器的安全性和稳定性。
06
03
变压器工作特性
电压变换特性
总结词
描述变压器如何通过电磁感应原理实现电压的升高或降低。
详细描述
变压器通过一次侧和二次侧的线圈之间的电磁感应原理，实现电压的升高或降低 。当变压器的一次侧线圈输入交流电时，产生变化的磁场，该磁场在二次侧线圈 中感应出相应的电压，从而实现电压的变换。
电流变换特性
总结词
《变压器》教学课件
目录
• 变压器概述 • 变压器组成结构 • 变压器工作特性 • 变压器运行与维护 • 变压器故障与处理 • 变压器发展趋势与新技术应用
01
变压器概述
变压器定义
变压器定义
变压器是一种利用电磁感应原理改变交流电压的设备，主要由初级和次级线圈 以及铁芯组成。
变压器在电力系统中的作用
铁芯的作用
铁芯在变压器中起到导磁 的作用，将一次侧和二次 侧的磁场联系起来，实现 能量的传输。
变压器课件
问： （1）电路正常工作时，b线圈是没有电流的，原 因是什么？ （2）如果站在地上的人不小心接触火线时，b线 圈为什么会产生感应电流？
解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结 构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形 状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线 和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联 起来，220V交变电流在MNO、GRK与发电厂之间流过； 铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中 未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流， J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流， 推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的 发生．
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
理想变压器原副线圈的端电压之比等于 这两个线圈的匝数之比
压表示数为___0_____V,电流表示数为___0___A.
（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压
表示数为___4_4____V，电流表示数为__0_.4__4__A, 此时输入功率为_1__9_.3__6_W.
例3.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图
（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电
U1/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率
解析 发电厂的零线是接地的，漏电保护开关有一个结 构和变压器相似的电流互感器，其铁芯的a侧有两个形 状、绕向和匝数都完全相同的线圈（图中分别用实线 和虚线表示），它们分别将用电器和火线、零线串联 起来，220V交变电流在MNO、GRK与发电厂之间流过； 铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈（图中 未画出）并联，室内电路正常工作时，b线圈没有电流， J保持导通状态，当漏电时，b线圈便会产生感应电流， 推动电磁继电器J切断用电器的电路，从而防止事故的 发生．
E1=n1/ t E2=n2/ t E1/n1= E2/n2
原线圈回路有：U1− E1=I1r1≈ 0 则U1=E1 副线圈回路有：E2=U2 +I2r2 ≈U2 则U2=E2
若不考虑原副线圈的内阻，则U1=E1；U2=E2 则：U1/U2= n1/n2
理想变压器原副线圈的端电压之比等于 这两个线圈的匝数之比
压表示数为___0_____V,电流表示数为___0___A.
（2）当原线圈接在220V交变电源上时，电压
表示数为___4_4____V，电流表示数为__0_.4__4__A, 此时输入功率为_1__9_.3__6_W.
例3.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图
（a）中电流表的读数为1.2A 。图（b）中用同一电
U1/U2= n1/n2
n2 >n1 U2>U1 -----升压变压器
n2 <n1 U2 <U1 -----降压变压器
四、理想变压器的变流规律 问题：原副线圈的电流可能满足何规律？ 1.理想变压器输出功率应等于输入功率
开关电源高频变压器的设计ppt课件(共29张PPT)
上，但是变压器的实际工作温度不应高于80℃，这是因为在100℃以上时，其饱 和磁通密度Bs已跌至常温时的70％。因此过高的工作温度会使磁心的饱和磁通 密度跌落的更严重。再者，当高于100℃时，其功耗已经呈正温度系数，会导致 恶性循环。对于R2KB2材料，其允许功耗对应的温度已经达到110℃，居里温度 高达240℃，满足高温使用要求。
2. 考虑成本因数在此选择PC40材质，查PC40资料得
3. Bs=0.39T Br=0.06T B m a x B s B r 0 .3 9 T 0 .0 6 T 0 .3 3 T
为了防止磁芯的瞬间出现饱和，预留一定裕量，取
变压器视在功率PT：对于反激拓扑来说，
P T P in P o u t P o u t P o u t ( 2 1 0 .1 8 )* 3 ( 2 1 1 )* 3 1 4 8 .5 W
2. 计算AP （用Excel表格来计算AP值）
式中：
A P
P T*104
0.783cm 4
B m*fs*1000*J*K u
J电流密度，通常395A/cm2;
2、变压器的构成以及作用：
1〕电气隔离
2〕储能
3〕变压
4〕变流
可能要用气隙磁通边缘效应校正匝数
若Φ值引起的温升小于25度，设计通过。
2〕如果要增加原副绕组之间的耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的排列形式，这样有
选择铁氧体材料时，要求功率损耗随温度的变化呈负温度系数关系。这是因为，
假如磁心损耗为发热主体，使变压器温度上升，而温度上升又导致磁心损耗进 一步增大，从而形成恶性循环，最终将使功率管和变压器及其他一些元件烧毁。 因此国内外在研制功率铁氧体时，必须解决磁性材料本身功率损耗负温度系数 问题，这也是电源用磁性材料的一个显著特点，日本TDK公司的PC40及国产的 R2KB等材料均能满足这一要求。
2. 考虑成本因数在此选择PC40材质，查PC40资料得
3. Bs=0.39T Br=0.06T B m a x B s B r 0 .3 9 T 0 .0 6 T 0 .3 3 T
为了防止磁芯的瞬间出现饱和，预留一定裕量，取
变压器视在功率PT：对于反激拓扑来说，
P T P in P o u t P o u t P o u t ( 2 1 0 .1 8 )* 3 ( 2 1 1 )* 3 1 4 8 .5 W
2. 计算AP （用Excel表格来计算AP值）
式中：
A P
P T*104
0.783cm 4
B m*fs*1000*J*K u
J电流密度，通常395A/cm2;
2、变压器的构成以及作用：
1〕电气隔离
2〕储能
3〕变压
4〕变流
可能要用气隙磁通边缘效应校正匝数
若Φ值引起的温升小于25度，设计通过。
2〕如果要增加原副绕组之间的耦合，可以采用一半原绕组靠近磁芯，接着绕反馈绕组和副绕组，最外层再绕一半原绕组的排列形式，这样有
选择铁氧体材料时，要求功率损耗随温度的变化呈负温度系数关系。这是因为，
假如磁心损耗为发热主体，使变压器温度上升，而温度上升又导致磁心损耗进 一步增大，从而形成恶性循环，最终将使功率管和变压器及其他一些元件烧毁。 因此国内外在研制功率铁氧体时，必须解决磁性材料本身功率损耗负温度系数 问题，这也是电源用磁性材料的一个显著特点，日本TDK公司的PC40及国产的 R2KB等材料均能满足这一要求。
变压器ppt课件
变压器分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及应用领域
分类方式
根据用途、结构、相数、冷却方式等不同分类标准，变压器可 分为多种类型，如电力变压器、特种变压器、单相变压器、三 相变压器等。
应用领域
变压器在电力系统、工业、交通、通信等领域都有广泛应用。 例如，在电力系统中，变压器用于升压或降压，以满足不同电 压等级的输电和配电需求；在工业领域，变压器用于提供设备 所需的特定电压和电流。
设计原则及步骤
3. 设计线圈匝数、导 线截面积和绝缘方式；
5. 考虑变压器的短路 阻抗和空载损耗等性 能指标。
4. 确定冷却方式和温 升限值；
关键参数计算与选择
01
02
容量计算
根据负载的功率因数、 效率及未来扩展需求， 选择合适的变压器容 量。
电压等级选择
依据电力系统电压等 级和负载要求，确定 变压器的输入/输出电 压等级。
02
变压器主要参数与性能指标
Chapter
额定电压和额定电流
额定电压
指变压器在正常运行时，原、副边绕 组所允许施加的最大电压值。对于电 力变压器而言，额定电压通常指线电 压。
额定电流
指变压器在额定电压下，原、副边绕组 允许通过的最大电流值。该值通常根据 变压器的容量和额定电压计算得出。
额定功率和效率
根据负载特性和运 行环境，选择合适 的冷却方式和温升 限值。
04
了解变压器的生产 厂家和产品质量， 选择有信誉和经验 的厂家进行合作。
04
变压器制造工艺与质量控制
Chapter
制造工艺流程简介
工艺流程概述
简要介绍变压器的制造工艺流程，包 括铁芯制作、线圈绕制、绝缘处理、 装配等主要环节。
工艺流程图
变压器 课件
变压器
一、变压器的原理 1．变压器的构造
由闭合铁芯 和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图 5-4-1 所示。
图 5-4-1
(1)原线圈：与 交流电源 连接的线圈，也叫初级线圈 。 (2)副线圈：与 负载 连接的线圈，也叫 次级线圈 。 2．变压器的工作原理 变压器工作的基础是 互感 现象，电流通过原线圈时 在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过 副 线圈， 由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断 变化，变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势 。
理想变压器的动态变化
[典例] 如图 5-4-7 所示，理想变压
器的副线圈上通过输电线接有两个相同
的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R。
图 5-4-7
开始时，开关 S 断开。当开关 S 接通时，以下说法中不正确
的是 A．副线圈两端 M、N 的输出电压减小
()
B．副线圈输电线等效电阻 R 上的电压增大
2．互感器 (1)电压互感器：如图 5-4-2 甲所示，原线圈并联在高压电路 中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表 测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。 (2)电流互感器：如图 5-4-2 乙所示，原线圈串联在待测大电 流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过 电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。
3．作用
改变交变电流的 电压 。
二、电压与匝数的关系
1．理想变压器
没有 能量损失 的变压器，也是一个理想化模型。
2．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的 匝数之
比，即：UU12＝
n1 n2
。
3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压 变压器； 副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 升压 变压器。 三、两种互感器 1．电压互感器 把高电压变成低电压。它的原线圈 并联 在高压电路上， 副线圈接入交流电压表，如图 5-4-2 甲所示。
一、变压器的原理 1．变压器的构造
由闭合铁芯 和绕在铁芯上的两个线圈组成，如图 5-4-1 所示。
图 5-4-1
(1)原线圈：与 交流电源 连接的线圈，也叫初级线圈 。 (2)副线圈：与 负载 连接的线圈，也叫 次级线圈 。 2．变压器的工作原理 变压器工作的基础是 互感 现象，电流通过原线圈时 在铁芯中激发的磁场不仅穿过原线圈，也同时穿过 副 线圈， 由于电流的大小、方向在不断变化，铁芯中的磁场也在不断 变化，变化的磁场在副线圈中产生 感应电动势 。
理想变压器的动态变化
[典例] 如图 5-4-7 所示，理想变压
器的副线圈上通过输电线接有两个相同
的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R。
图 5-4-7
开始时，开关 S 断开。当开关 S 接通时，以下说法中不正确
的是 A．副线圈两端 M、N 的输出电压减小
()
B．副线圈输电线等效电阻 R 上的电压增大
2．互感器 (1)电压互感器：如图 5-4-2 甲所示，原线圈并联在高压电路 中，副线圈接电压表。互感器将高电压变为低电压，通过电压表 测低电压，结合匝数比可计算出高压电路的电压。 (2)电流互感器：如图 5-4-2 乙所示，原线圈串联在待测大电 流电路中，副线圈接电流表。互感器将大电流变成小电流，通过 电流表测出小电流，结合匝数比可计算出大电流电路的电流。
3．作用
改变交变电流的 电压 。
二、电压与匝数的关系
1．理想变压器
没有 能量损失 的变压器，也是一个理想化模型。
2．电压与匝数的关系
理想变压器原、副线圈的电压之比，等于两个线圈的 匝数之
比，即：UU12＝
n1 n2
。
3．两类变压器 副线圈的电压比原线圈电压低的变压器叫降压 变压器； 副线圈的电压比原线圈电压高的变压器叫 升压 变压器。 三、两种互感器 1．电压互感器 把高电压变成低电压。它的原线圈 并联 在高压电路上， 副线圈接入交流电压表，如图 5-4-2 甲所示。
变压器 课件
对应的是一部分，所以该变压器为降压变压器．根据理想变压器电
压和匝数的关系UU12＝nn21，在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的 过程中，副线圈的匝数变少，U2 降低．
答案：C
是降压变压器
功率关系
P 入＝P 出
没有能量损失的理想变压器输入 功率等于输出功率
电流关系
II12＝nn21
n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
适用于只有一组副线圈的情况 适用于多个副线圈输出的情况
特别提醒
(1) 理 想 变 压 器 将 电 能 由 原 线 圈 传 给 副 线 圈 时 总 是 “ 量 出 为 入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输 入功率．
(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对 负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法.
例 1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变 化的情况，进行动态分析的顺序是 R→I2→P2→P1→I1； (2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情 况，进行动态分析的顺序是 n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.
例 3(天津理综)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图 中各电表均为理想电表．下列说法正确的是( )
把高电压变为低电 压，用电压表测得 低电压 U2，再根据 铭牌上变压比UU12，
算出被测高电压
把大电流变成小电 流，用电流表测得 小电流 I2，再根据 铭牌上变流比II12，算
压和匝数的关系UU12＝nn21，在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的 过程中，副线圈的匝数变少，U2 降低．
答案：C
是降压变压器
功率关系
P 入＝P 出
没有能量损失的理想变压器输入 功率等于输出功率
电流关系
II12＝nn21
n1I1＝n2I2＋n3I3＋…
适用于只有一组副线圈的情况 适用于多个副线圈输出的情况
特别提醒
(1) 理 想 变 压 器 将 电 能 由 原 线 圈 传 给 副 线 圈 时 总 是 “ 量 出 为 入”，即用户消耗多少，原线圈就提供多少，因而输出功率决定输 入功率．
(2)可以把理想变压器的副线圈看作给用户供电的无阻电源，对 负载电路进行动态分析时，可以参照直流电路动态分析的方法.
例 1关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( ) A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变 B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等 C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势 D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
4．对理想变压器进行动态分析的两种常见情况 (1)原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变 化的情况，进行动态分析的顺序是 R→I2→P2→P1→I1； (2)负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情 况，进行动态分析的顺序是 n1、n2→U2→I2→P2→P1→I1.
例 3(天津理综)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图 中各电表均为理想电表．下列说法正确的是( )
把高电压变为低电 压，用电压表测得 低电压 U2，再根据 铭牌上变压比UU12，
算出被测高电压
把大电流变成小电 流，用电流表测得 小电流 I2，再根据 铭牌上变流比II12，算
《变压器的设计》课件
04
变压器铁芯设计
铁芯材料选择
硅钢片
具有良好的磁导率和绝缘性能，是变 压器铁芯的主要材料。
非晶合金
具有高磁导率和低磁滞损耗的特性， 可以提高变压器的效率。
铁芯尺寸确定
铁芯尺寸的大小直接影响变压器的性 能和成本，需要综合考虑容量、电压 等级、损耗等因素。
铁芯的截面形状和尺寸需要根据变压 器的设计要求进行计算和确定。
三相变压器主要用于三相供电系统，容量 较大，结构相对复杂。设计时需要综合考 虑变压器的电气性能、机械性能、散热性 能等因素，确保安全可靠运行。
特种变压器设计实例
总结词
适用于特定场合、特殊需求的变压器设计， 具有特殊结构、特殊用途的特点。
详细描述
特种变压器包括整流变压器、接地变压器、 消弧线圈等，适用于特定场合和特殊需求。 设计时需要充分考虑变压器的特殊要求和使 用环境，确保能够满足特殊功能的要求。
绕组匝数计算
匝数计算
根据变压器的电压比和磁通密度等参数，计算出绕组的匝数。
重要性
绕组匝数是决定变压器电气性能的关键参数，匝数计算准确与否直接影响到变压器的正常运行和性能 。
绕组绝缘设计
绝缘材料选择
根据变压器的运行环境和电压等级，选择合适的绝缘材料，如绝缘纸、绝缘漆 等。
设计要点
绕组绝缘设计需考虑电气性能、机械性能和耐热性能等因素，以确保变压器的 安全可靠运行。
3
电源变压器则主要用于电子设备和仪器中的电源 供应。
02
变压器设计基础
变压器设计原则
安全可靠
确保变压器在正常工作条件下足性能要求的前提下，尽 可能降低变压器的制造成本和 维护费用。
高效节能
优化变压器的设计，提高其效 率，减少能源的浪费。
变压器课件
A.原线圈匝数 n1 增加 B.副线圈匝数 n2 减少 C.负载电阻 R 的阻值增大 D.负载电阻 R 的阻值减小
解析：由UU12＝nn12，P为 P 入＝P 出，所以 P 入＝Un2121nR22， 分析可得选项 D 正确. 答案：D
5.（多选）如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压 器的输入电压 U1 不变，闭合电键 S， 下列说法正确的是（ ）
变压比公式UU12＝nn12，对于一个或多个副线圈的变压器 均适用；而变流比公式II12＝nn21，适用于只有一个副线圈的 变压器，对多个副线圈的变压器，可根据 P 入＝P 出导出电 流与匝数的关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋….
1.如图，一理想变压器原、副线圈的 匝数比为 1∶2；副线圈电路中接有灯泡， 灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电 路中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光.若 用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）
答案：CD
3.理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1，在原、 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧 接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，如图所示.设副线 圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消 耗的功率的比值为 k，则（ ）
A.U＝66 V，k＝19 C.U＝66 V，k＝13
解析：原线圈电压的有效值：U1＝Um2＝220 V，根据 公式UU12＝nn12，可得副线圈电压的有效值为 U2＝100 V，电 压表的读数为 100 V，选项 C 正确；通过电阻的电流 I＝ UR2＝1 A，故 A 错误；根据 2πf＝100π，可得交变电流的 频率为 50 Hz，故 B 错误；变压器的输入功率等于输出功 率，P＝U2I＝100 W，故 D 正确.
解析：由UU12＝nn12，P为 P 入＝P 出，所以 P 入＝Un2121nR22， 分析可得选项 D 正确. 答案：D
5.（多选）如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压 器的输入电压 U1 不变，闭合电键 S， 下列说法正确的是（ ）
变压比公式UU12＝nn12，对于一个或多个副线圈的变压器 均适用；而变流比公式II12＝nn21，适用于只有一个副线圈的 变压器，对多个副线圈的变压器，可根据 P 入＝P 出导出电 流与匝数的关系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋….
1.如图，一理想变压器原、副线圈的 匝数比为 1∶2；副线圈电路中接有灯泡， 灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电 路中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光.若 用 U 和 I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）
答案：CD
3.理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3∶1，在原、 副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧 接在电压为 220 V 的正弦交流电源上，如图所示.设副线 圈回路中电阻两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消 耗的功率的比值为 k，则（ ）
A.U＝66 V，k＝19 C.U＝66 V，k＝13
解析：原线圈电压的有效值：U1＝Um2＝220 V，根据 公式UU12＝nn12，可得副线圈电压的有效值为 U2＝100 V，电 压表的读数为 100 V，选项 C 正确；通过电阻的电流 I＝ UR2＝1 A，故 A 错误；根据 2πf＝100π，可得交变电流的 频率为 50 Hz，故 B 错误；变压器的输入功率等于输出功 率，P＝U2I＝100 W，故 D 正确.
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2021/2/17
14
➢ 第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
一 影响铁芯直径选择的主要因素
2021/2/17
15
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
二 铁芯直径的计算 二 - 1 铁芯直径的计算公式
二 - 2 每柱容量 的计算
2021/2/17
16
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
8
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
9
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
四 变压器电压、电流计算
2021/2/17
10
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
11
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
12
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选
择
第二篇 变压器铁芯直径计算 及铁芯柱截面积选择
29
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 电流密度与导线规格选择 三 - 1 电流密度选择
铜导小线电型（流变J密q）压度：器（3的.J0q~） 电4的 流.5A密选/m度择m（，2; J通q）常可：适铝当导取线小（，Jq大）容：量1.6可~2适.4当A/取mm大2;一些， 但3.5一A/些m低m2损。耗变压器(如:S9型)铜导线（Jq）一般为2.5~3.0A/mm2，不超过
二 - 4 高压（中压）绕组匝数计算
2021/2/17
25
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
26
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
27
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 5 电压比校核
2021/2/17
28
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
2021/2/17
33
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
34
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
四 绕组型式选择
✓1 单层圆筒式
✓2 双层圆筒式
圆筒
✓3 多层圆筒式
式绕组
✓4 分段圆筒式
✓5 8段圆筒式
绕
6 箔式绕组
特殊绕组
组
型 式
✓1 连续式
2 双饼式
淘汰型式
✓3 螺旋式
2021/2/17
4
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
一 设计变压器应该注意的问题
2021/2/17
5
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
2021/2/17
6
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
二 设计变压器一般程序
2021/2/17
7
➢ 第一篇 设计变压器的准备工作
三 电力变压器技术参数确定
2021/2/17
2021/2/17
13
分目录— 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
目录
一 影响铁芯直径选择的主要因素...................15 二 铁芯直径的计算...............................16 三 铁芯柱截面积的选择...........................18
二 - 3 每柱容量 的经验计算
2021/2/17
铁芯柱截面积选择
三 铁芯柱截面积的选择 铁芯截面积及相关参数选择通常在经验表格中选取
2021/2/17
18
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
2021/2/17
19
➢第二篇 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择
变压器设计
2015年
主讲：
总 目 录—中小型变压器设计
➢第一篇 ➢第二篇 ➢第三篇 ➢第四篇 ➢第五篇 ➢第六篇 ➢第七篇
目录
设计变压器准备工作.........................3 变压器铁芯直径计算及铁芯柱截面积选择.......13 变压器高、低压绕组计算.....................21 变压器短路阻抗计算.........................54
2021/2/17
30
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
三 - 2 导线规格选择 根据电流密度公式推导导线截面积公式如下v
Sq=Iq / Jq
[mm2]
导线截面积计算出来之后，再通过查表选取导线的规格，其表格如下：
2021/2/17
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➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
32
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
2021/2/17
20
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
第三篇 变压器高低压
绕组计算
2021/2/17
21
分目录—变压器高、低压绕组计算
目录
一 初算每匝电压....................................23 二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核................24 三 电流密度与导线规格选择..........................30 四 绕组型式选择....................................35 五 绕组轴向、辐向、窗高及绝缘半径计算..............37 六 导线电阻与重量计算..............................41 七 线圈电阻损耗、负载损耗..........................51
2021/2/17
3
分目录— 设计变压器的准备工作
目录
一 设计变压器应该注意的问题...................5 二 设计变压器一般程序.........................7 三 变压器技术参数确定.........................8 四 变压器电压、电流计算.......................10
2021/2/17
22
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
一 初算每匝电压
2021/2/17
23
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 高、低压绕组匝数计算及电压比校核 二 - 1 低压绕组匝数计算
二 - 2 计算实际的每匝电势
2021/2/17
24
➢第三篇 变压器高、低压绕组计算
二 - 3 磁通密度与磁通的计算
空载损耗与空载电流........................64 变压器油箱结构设计.........................77 变压器绝缘设计.............................104
2021/2/17
2
➢第一篇 设计变压器的准备工作
第一篇 设 计 变压器
准备工作