环形电源变压器计算步骤

1.计算变压器功率容量： 3.计算铁芯磁路平均长度: 5.计算铁芯质量： 7.计算可容纳导线面积： 9.选择负载磁通密度: 11.计算空载电流： 13计算铁芯铁损： 15计算初级电流: 17.校核能否绕下 : 19.计算各绕组导线电阻: 21.计算各绕组铜损： 23.核算各绕组次级电压： 25.核算电压调整率： 26.修正次级匝数： 28计算变压器等效散热面积： 重复19~27项计算三次
dj1=√0.45×AW/N1 =√0.45×772.5/1.38×1478= 0.41 mm dj2=√0.45×AW/N2 =√0.45×772.5/1.38×383=0.81 mm
查线规表分别选用牌号QA-1（2UEW）裸线直径0.35mm与0.7mm导线 带绝缘直径dj1和dj2分别为0.41与0.78mm
计算各绕组导线平均长度L 计算各绕组导线平均长度 CU：(续) 续
1.铁芯内贴2层0.12mm电缆纸，外围2层0.12mm电缆纸， 包后其尺寸如下： 仍以OD 80/40-20铁芯为例： 外径D53=D51+4×1.25×0.12= 80+4×1.25×0.12=80.6 内径D54=D52 -4×1.25×0.12= 40-0.3=39.4 式中： D51为铁芯外径尺寸，D52为铁芯内径尺寸（mm） 1.25为绝缘材料迭包系数 我门再强调一次。 环型变压器用到外径、内径的地方很多，为了方便阅读， 我们将编号作统一规定，以铁芯开始D51表示铁芯未包绝 缘前的外径、D52表示铁芯未包绝缘前的内径。注脚单数 表示外径，双数表示内径，依铁芯上包绝缘、绕线顺序递 增。
14. 计算铁损电流Ｉfe： 计算铁损电流Ｉ
Ｉfe＝Pfe／Ｕ1=0.7935/220=0.0036A Pfe－铁芯损耗 瓦) 铁芯损耗(瓦
15. 计算初级电流Ｉ1： 计算初级电流Ｉ
Ｉ1=√(Ｉ1’ +Ｉfe )2 +Ｉ02 Ｉ Ｉ Ｉ =√(0.518 +0.0036)2+0.0053822=0.522A 次级折算至初级电流（A） Ｉ1’ －次级折算至初级电流（A） 铁损电流（ ） Ｉfe－铁损电流（A） 空载电流（ ） Ｉ0－空载电流（A）
=0.5465 1.2 (1.65/1.5) =0.7935 =0.5465×1.2×(1.65/1.5)2=0.7935瓦
铁芯质量（ ） Ｇfe－铁芯质量（Kg） P15/50 －材料单位损耗（W/Kg） 材料单位损耗（ ） 由于材料的出厂标准与材料的实际性能相 差不大，Z11材料单位损耗P15/50、材料标准 定为1.2瓦/公斤，
环型变压器设计软件计算步骤如下： 环型变压器设计软件计算步骤如下：
1.计算变压器功率容量： 2.选择铁芯型号与尺寸： 3.计算铁芯磁路平均长度: 4.计算铁芯有效截面积: 5.计算铁芯质量： 6.估算变压器外径、高度： 7.计算可容纳导线面积： 8.初定电压调整率： 9.选择负载磁通密度： 10.计算匝数： 11.计算空载电流： 12.计算次级折算至初级电流： 13计算铁芯铁损： 14计算铁损电流： 15计算初级电流:
16. 种是采用电流密度来计算线径，这种计算方法要 先计算出电流密度，且直接计算出裸线直径，线径与功率大小有关。同样 的铁芯和胶芯不同的电压调整率，输出功率不同，电流密度相差较大而线 径相差无几，这种计算方法准确度随电流密度这一数据的来源而定。第二 种方法则认为一定的铁芯和胶芯，如果匝数确定下来（电压调整率影响匝 数），能绕下的最大线径也就定下来，计算出的是带绝缘的最大线径，通 过查表查出裸线直径，可以小于此线径但不能大于此线径。后一种方法便 于计算机编程，要计算机查表也不难。我们介绍第二种确定线径的方法。 先计算出带绝缘导线最大直径，然后查表得裸线直径：
7.计算容纳导线面积 w： 计算容纳导线面积A 计算容纳导线面积
变压器容纳导线面积为铁芯内面积减去1/4不能绕线面积(即内孔留1/2内 径)，再减去绝缘所占面积。 可绕线面积Ao=0.75×0.7854×D522=0.75×0.7854×402=942.5 铁芯内径贴2层t1(厚度0.1)的绝缘带（纸）其所占面积A1为； A1=2×1.25×t1×π×D52=2.5×0.1×π×40=32mm2 铁芯外径半叠包1次t2(厚度0.07)的绝缘带（纸）其所占面积A2为； A2=2×1.25× t2 ×π×D51=2.5×0.07×π×80=44mm2 变压器外径半叠包1次 t2(厚度)的绝缘带（纸）其所占面积A3为； A3=2×1.25× t2 ×π×Do=2.5×0.07×π×87=48mm2 Aw=Ao-A1-1.5(A2+A3)=942.5-32-1.5(44+48)=772.5 mm2
10. 计算匝数Ｎ: 计算匝数Ｎ
初级匝数 Ｎ１＝Ｕ1(1－△U%/2)/(4.44×B×f×Afe×10-4) － × ×× 次级匝数 Ｎ２＝Ｕ２(1△U%/2)/(4.44×B×f×Afe×10-4) △ × ×× 硅钢片， 例：OD 80/40-20 0.35mm硅钢片，B=1.65T, 硅钢片 △U%=13%,f=50Hz,U1=220V Ｎ１＝220(1-0.13/2)/(4.44×1.65×50×3.8×10-4) × × × × =1478匝 匝 Ｎ２＝50(1＋0.065)/(4.44×1.65×50×3.8×10-4) ＋ × × × × =383
2．铁芯型号与尺寸： ．铁芯型号与尺寸：
3．计算铁芯磁路等效长度lfe： ．计算铁芯磁路等效长度
环型变压器用到外径、内径的地方很多，为了方便 阅读，我们将编号作统一规定，以铁芯开始D51表 示铁芯未包绝缘前的外径、D52表示铁芯未包绝缘 前的内径。注脚单数表示外径，双数表示内径，依 铁芯上包绝缘、绕线顺序递增。 铁芯磁路平均长度l 铁芯磁路平均长度 fe（cm）=π（D51+D52）/20 ） （ =3.1416(80+40)/2=18.85cm D51—铁芯外径（mm） D52 —铁芯内径（mm）
1．计算变压器功率容量 ．
纯电阻性负载绕组伏安值： VA纯阻=ΣUiIi 半波整流绕组伏安值： VA半波=Σ1/2UjIj+Uj√I2j- I2= 全波整流绕组伏安值： VA全波=Σ1.71UkIk 桥式整流绕组伏安值 VA桥式=ΣUmIm 倍压整流绕组伏安值： VA倍压=ΣUdId 变压器功率容量计算： VA换算= VA纯阻+VA半波+VA全波 +VA桥式+VA倍压
8.初定电压调整率△U%： 初定电压调整率△ 初定电压调整率 ：
电压调整率△U%在10%-30%之间，可初定为15%，通过计算后修正。
9. 选择负载磁通密度 ： 选择负载磁通密度B：
铁芯负载磁通密度最大值可选为1.8特 铁芯负载磁通密度最大值可选为 特，考 虑变压器要通过1.1倍的过电压考验，故可选 虑变压器要通 为1.8/1.1≈1.65特。 大铁芯负载磁通密度可根据铜损等于铁损来 确定磁通密度。 确定磁通密度。一般负载磁通密度要小于 1.65特 特
18. 计算各绕组导线平均长度 CU： 计算各绕组导线平均长度L
环形变压器的结构设计比EI型变压器略 为复杂一些,但如能掌握其要领,则可事半功倍 变成轻而易举的事,第一,要层次分明,一层一 层的计算一点不可含糊,第二,只要掌握在半迭 包时外层的绝缘面积一定等于内孔的绝缘面 积,只不过内孔的直径较小堆得比较厚,其厚度 之比与直径成反比.要计算绕组导线平均每匝 长度，先要一步步计算才能计算出平均每匝 长度。
环形电源变压器计算步骤
编写者： 编写者：黄永吾 2002.09.版 版 已知变压器有以下主要参数： 已知变压器有以下主要参数： 初级电压Ｕ 初级电压Ｕ1=220V, 频率 f=50Hz 次级电压Ｕ 电流Ｉ 次级电压Ｕ2=50V, 电流Ｉ2=2A 其他一些要求如安规、温升、电压调整率、 其他一些要求如安规、温升、电压调整率、 环境、（防潮、防震、防灰尘等）、 、（防潮 ）、工作 环境、（防潮、防震、防灰尘等）、工作 状态、寿命等。 状态、寿命等。
以下为结构计算： 以下为结构计算：
16.计算各绕组最大带绝缘导线直径： 17.校核能否绕下 : 18.计算各绕组平均每匝长度: 19.计算各绕组导线电阻: 20.计算各绕组导线质量： 21.计算各绕组铜损： 22.计算各绕组空载电压： 23.核算各绕组次级电压： 24.核算初级电流: 25.核算电压调整率： 重复8~25项计算三次： 26.修正次级匝数： 27.确定变压器外径、高度： 28计算变压器等效散热面积： 29.计算温升： 重复18~27项计算三次
4．．计算铁芯有效截面积Afe： ．．计算铁芯有效截面积 ．．计算铁芯有效截面积
Afe=（D51-D52）×B11×Kfe /200（cm2） （ Kfe—铁心片占空系数 B11—铁芯宽度（mm） 例：铁芯OD 80/40-20 0.35mm 铁芯片 Afe=（D51-D52）×B11×Kfe /200 =（80-40）×20×0.95 /200=3.8（cm2）
环型变压器设计计算步骤如下：
2.选择铁芯型号与尺寸： 4.计算铁芯有效截面积: 6.估算变压器外径、高度： 8.初定电压调整率： 10.计算匝数： 12.计算次级折算至初级电流： 14.计算铁损电流： 16.计算各绕组最大带绝缘导线直径： 18.计算各绕组平均每匝长度: 20.计算各绕组导线质量： 22.计算各绕组空载电压： 24.核算初级电流: 重复8~25项计算三次： 27.确定变压器外径、高度： 29.计算温升：
0.5mm 铁 芯 片 厚 度 0.35mm 占空系数 0.95 0.96
5.计算铁芯质量： 计算铁芯质量： 计算铁芯质量
铁芯质量G 铁芯质量 fe= Afe×lfe×Υ Υ---铁芯材料密度 g/cm3 铁芯材料密度 Z11 Υ=7.65 g/cm3 例： Gfe= Afe×lfe×Υ=3.8×18.8×7.65=546.5 g
12. 计算次级折算至初级电流Ｉ1’： 计算次级折算至初级电流Ｉ ：
Ｉ1’=ΣIn·Nn/ N1 (A) n>1 例：Ｉ1’=I2·N2/ N1 Ｉ =2 383/1478=0.518A =2×383/1478=0.518A
13. 计算铁芯损耗 fe(瓦)： 计算铁芯损耗P 瓦 ：
Pfe＝Ｇfe×P15/50×(B /1.5)2 (瓦) 瓦 例： Pfe＝Ｇfe×P15/50×(B /1.5)2
6. 估算变压器外径、高度： 估算变压器外径、高度：
变压器外径、高度应在绝缘设计结束才是真正的资料，为了便于先估算变压器外径、高度 是否满足客户的要求必须先计算出变压器外径、高度。 变压器外径、高度取决于变压器的内孔，内孔并非越小越好，内孔的大小除了受绕线机的 限制外，还受温升的影响。因此内孔分留1/4、1/2、3/4内径三种情况，本资料的计算依据 为内孔留1/2内径。 例：OD 80/40-20铁心 内孔=40/2=20 面积Aw1与面积AW2应相等，下列等式成立。 Do2- D512= D522- Di2 Do2 = D522- Di2+D512 Do = √D522- Di2+D512 Do =√D522- Di2+D512=√402- 202+802=87mm 变压器高度： 变压器高度：HT=(0.5×D522-0.5×Di2)/D52+B11 × × HT =(0.5×D522-0.5×Di2)/ D52+B11 =(0.5×402-0.5×202)/40+20=35 × × B11—铁芯高度（mm） 国外资料（英、美、独联体等）介绍HT=B11+D52-Di 请注意：为什么HT≠B11+D52-Di=20+40-20=40
17. 校核能否绕下： 校核能否绕下：
采用槽满率K11来校核能否绕下； 槽满率K 槽满率 11=(ΣNn×d2jn)/AWn =(1478 0.41 0.41+383 0.78 0.78)/772. =(1478×0.41×0.41+383×0.78×0.78)/772. 5=0.62槽满率K11不可大于0.65否则绕绕后 尺寸小于规定值
11. 计算空载电流Ｉ0： 计算空载电流Ｉ
Ｉ0=H×Lfe/N1 × H－磁场强度（安·匝／厘米）由试验画出磁化曲线得出 , 此曲线为典型磁化曲线,不是实际磁化曲线. Lfe－铁芯片磁路平均长度（厘米） （ N1－初级圈数 例:Ｉ0=H×Lfe/N1 Ｉ ×
=0.422×18.85/1478=0.00538A=5.38mA