电源变压器计算

电源变压器计算

“乙猪”同学提出电源变压器计算问题，他的要求是做6P3PX2单端：

高压输出：330V，140ma ；

灯丝1：5V，3A；

灯丝2：6.3v，3A，

初、次级间应加有屏蔽层。

计算如下：

（1）计算变压器功率容量（输入视在功率）：

P ＝（1.4×高压交流电压×电流＋3组(灯丝电压×电流)）/ 效率

＝（1.4×330×0.140＋5×3＋6.3×3/ 0.9

＝（64.7＋15＋18.9）/ 0.9

＝110VA

（2）计算原边电流

I1＝1.05×P / 220＝0.525A

（3）按照选定的电流密度（由计划的连续时间决定），选取漆包线直径。

按照2.5A/mm2计算,则D＝0.70×√I

并规整为产品规格里有的线径（可查资料）：

按照线材规格表选定：

原边直径D1＝0.51mm

高压绕组直径D2＝0.23mm

灯丝绕组1直径D3＝1.2mm

灯丝绕组2直径D4＝1.2mm

验算实际单位面积载流密度：

原边（0.51mm，截面积0.2043 mm2，通过电流0.525A）载流密度：2.57A/mm2

高压绕组（0.23mm，截面积0.04155mm2，通过电流0.7×0.140A）载流密度：2.36A/mm2 灯丝绕组1（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2

灯丝绕组2（1.2mm，截面积1.131mm2，通过电流3A）载流密度：2.65A/mm2

(4) 铁心需要截面面积

S0＝1.25√P ＝1.25×√110＝13.1CM2

（5）手头现有铁心：

手头现有铁芯型号舌宽＝34MM＝3.4CM

手头现有铁芯叠厚5.2CM

铁心截面面积17.68CM2

（6）手头现有铁心有效截面积：

S1＝舌宽×叠厚/ 1.1 ＝16.07 CM2 可用。

（7）计算每伏匝数

计算式：每伏匝数n＝（45000）/（B×S1）

其中B＝10000－12000（中等质量硅钢片）

或15000（Z11等高质量硅硅片）

或8000（电动机用硅钢片）。

S1：铁心有效截面积，等于（舌宽×叠厚）/1.1

手头现有铁芯是中等质量铁心，取B＝11000 则：

n＝450000 / B×S1

＝450000 /（11000×16.07）

＝2.545 ( T / V )

（8）计算每组匝数

原边圈数：N1＝220n＝220×2.545×0.95＝532（T）

副边高压：N3＝330×1.05×n＝880（T）－－这是一半，还要再×2＝1760T。

灯丝1（5V）：N4＝5×1.05×n＝13（T），

灯丝2（6.3V）：N5＝6.3×1.05×n ＝17（T），

（10）计算每层可绕圈数（窗口两端要留下0.5MM×2，线包两端各留2.5MM）。

选用的铁心窗口高度H=51mm，则可绕线高度h＝H－0.5×2－2.5×2＝45mm＝4.5CM，

查表得知：带漆皮最大外径

D1Max＝0.56mm

D3Max＝0.255mm

D4Max＝1.28mm

D5Max＝1.28mm

查“每厘米可绕圈数表”得到

原边每层可绕：17.9×4.5＝80圈，

高压每层可绕：39.2×4.5＝176圈，

灯丝2每层可绕：7.8×4.5＝35圈，

灯丝3每层可绕：7.8×4.5＝35圈。

（11）各绕组的层数

前面已经算出各组圈数则，则各绕组的层数：

原边绕组：532/ 80＝6.65，取7层，

高压绕组：1760/176＝10.0，取10层，

灯丝1绕组+ 灯丝2绕组合绕在同1层，（间隔开2MM）。

（12）绝缘设计

骨架用1MM红钢纸，外加0.15MM覆膜青壳纸2层；

原边绕组的层间垫纸用0.08MM电缆纸；

副边高压绕组的层间垫纸用0.06MM电缆纸；

各个组间绝缘用0.15MM覆膜青壳纸2层＋0.08MM电缆纸2层；

线包外绝缘用0.15MM覆膜青壳纸1层＋0.08MM电缆纸2层

（13）计算线包（压实的）厚度：

＝（1＋0.15X2）（骨架及内层绝缘）

＋（7×0.56＋6×0.08）（原边绕组）

＋（0.15×2＋0.08×2）（原边与隔离层间绝缘）

＋（0.10）（隔离层）

＋（0.15×2＋0.08×2）（组间绝缘1）

＋（10×0.255＋9×0.08）（高压绕组）

＋（0.15×2＋0.08×2）（组间绝缘2）

＋（1.28）（灯丝1、2）

＋（0.15×2＋0.08×2）（线包外绝缘）

＝1.30＋4.40＋0.46＋0.10＋0.46＋3.27＋0.46＋1.28＋0.46

＝12.19mm

（14）检验“蓬松系数”

蓬松系数＝（铁片窗口宽度－0.5）/ 线包（压实的）厚度

“蓬松系数”一般可以在1.2－1.3间，蓬松系数小者要注意绕的紧，蓬松系数过大说明选的铁心规格大了，要重选重算。

检验：

蓬松系数＝17 / 12.19 ＝1.394

结论：该铁心规格大了，可以设计更大容量。

考虑到铁心很大，可以做成更大的。