小型单相变压器的设计和绕制报告

小型单相变压器的设计和绕制

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日期：6月21日

目录

一、小型单相变压器简介

二、变压器的基本结构及工作原理

三、实例计算

四、结论

五、心得体会

一、小型单相变压器简介

变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，它的用途非常广泛变压器是电能输配的主要电器设备。实际上，它在变压的同时还能改变电流，还可改变阻抗和相数。小型变压器指的是容量1000V.A以下的变压器。最简单的小型单相变压器由一个闭合的铁心和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组构成。

二、变压器的基本结构及工作原理

一般的电力变压器是由铁心、绕组及其附件组成的。铁心构成变压器的磁路部分，绕组构成变压器的电路部分。

变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流换成频率相同的另一电压的交流电的能量的变换装备。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1N，

副绕组匝数为2N 。

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1u ，产生电流1i ，建立磁通φ，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势21e e 和。

三、实例计算

如上图所示，已知：VA

S N 100= V U 2201= V U 242= V U 363=

V U 1104= 1、计算变压器的额定容量VA S N 100=

2、铁芯截面的计算及铁芯片的选择（磁密的选择）

①计算铁心截面积A A ＝κ0N S

截面积计算系数K0的估算值可以取K0=1.35因此，A ＝κ0N S =1.35100=13.5（cm2）

② 铁心中柱宽度a 与铁心叠厚b 的计算,根据表3.参数a 、b 的选取可以近似取a=28mm

因此，b=110F/a=110*13.5/28=53.03 mm

此时b/a=53.03/28=1.89满足b=(1.2~2)a 的通常要求。

③铁芯片的选择

由于是小容量变压器，所以其铁心形式采用壳式。

3、计算绕组线圈匝数

①求出每伏电压应绕的匝数 m

m AB A fB E N N 45000044.41030==== 3（匝/V ） 式中的m B =1.1T (铁心材料国热轧硅钢片)

②根据0N 和各线圈额定电压求出各线圈的匝数

1N =0N U 1=3*220=660

2N =（1.05~1.10）0N U 2=1.10*3*24=80

3N =（1.05~1.10）0N U 3=1.10*3*36=119

4N =（1.05~1.10）0N U 4=1.10*3*110=363

4、计算导线直径d

导线的截面积：Ac=I/j. 1

1)2.1~1.1(U S I = =1.15*117.65/220=0.615(A) Ac1=0.615/2.5=0.246 mm 2

mm I j

I j I d 56.0715.013.14

1====π 同理可求：Ac2=2.25 mm 2

2d =1.70 mm Ac3=1.50 mm 2 3d =1.39 mm

Ac4=0.49 mm 2 4d =0.62mm 根据所求解的数据：可取原边的材料为高强度聚酯包线QZ0.07副边的材料为高强度聚酯包线QZ0.11

5、核算变压器绕组所占铁芯窗口的面积

对一般的小型电源变压器，其工作环境、温升情况无特殊要求，工作电压为220V ，其间绝缘可用牛皮纸，其厚度为0.07mm ，线圈间的绝缘 可采用2-3层牛皮纸或0.12mm 的青壳纸，采用现成的16x28线圈框架。

①根据选定的铁心窗高h 计算没层可绕的匝数ni （匝）5268.0/]342[9.0)]4~2([9.01

1=-=-=x d h N （匝）2082.1/]342[9.0)]4~2([9.02

2=-=-=x d h N （匝）2451.1/]342[9.0)]4~2([9.03

3=-=-=x d h N （匝）4874.0/]342[9.0)]4~2([9.04

4=-=-=x d h N

②每组绕组需绕的层数mi 为：

1M =1N /1n =660/52=13(层)

2M =2N /2n =80/20=4(层)

3M =3N /3n =119/24=5(层)

4M =4N /4n =363/48=8(层)

③每绕组厚度

()i i i i t m d δγ'=++=13x(0.68+0.07)+0.12=9.87(毫米)

()i i i i t m d δγ'=++=4x(1.82+0.07)+0.12=7.68（毫米）

()i i i i t m d δγ'=++=5x(1.51+0.07)+0.12=8.02（毫米）

()i i i i t m d δγ'=++=8x(0.74+0.07)+0.12=6.6(毫米)

④所有总绕组的t 为： )

2.1~1.1()...(210⨯++++=t t t t n t =1.2x(1+9.87+7.68+8.02+6.6)=39.8(毫米) ⑤变压器绕组所占铁芯窗口的面积为：S=h*t=42x39.8=1671.6

6、如何绕制

（a ）起绕时，在导线引线头上压入一条用青壳纸或牛皮纸片做成的长绝缘折条，

（b ）绕线时，通常按照一次侧绕组→静电屏蔽→二次侧高压绕组→二次侧低压绕组的顺序，依次叠绕。当二次侧绕组的组数较多时，每绕制一组用万用表检查测量一次。

(c)每绕完一层导线，应安放一层层间绝缘，并处理好中间抽头，导线自左向右排列整齐、紧密，不得有交叉或叠线现象，绕到规定匝数为止。

(d)绕组线头的紧固

(e) 绕组线尾的紧固

(f)当绕组绕至近末端时，先垫入固定出线用的绝缘带折条，待绕至末端时，把线头穿入折条内，然后抽紧末端线头

(g) 取下绕组，抽出木质芯，包扎绝缘，并用胶水粘牢。

绕线的方法