小型單相變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算

1、小型單相變壓器的設(shè)計(jì)計(jì)算一、小型單相變壓器計(jì)算內(nèi)容小型單相變壓器的計(jì)算一般有六個(gè)內(nèi)容：1.計(jì)算變壓器的輸出視在功率S22.計(jì)算變壓器的輸入視在功率S1和輸入電流I13.確定變壓器鐵心截面積F及選用硅鋼片尺寸4.計(jì)算每個(gè)繞組匝數(shù)N5.計(jì)算每個(gè)繞組直徑d及選擇導(dǎo)線規(guī)格型號(hào)6.計(jì)算繞組的總尺寸并核實(shí)鐵心窗口面積。二、小型單相變壓器設(shè)計(jì)計(jì)算方法1變壓器的輸出視在功率S2變壓器的二次側(cè)為多個(gè)繞組時(shí)，則輸出總視在功率為二次側(cè)各繞組輸出視在功率之和。S2=U2I2+U3I3+UnIn(VA) 式中 U2、U3Un二次側(cè)各繞組電壓有效值，V；I2、I3In二次側(cè)各繞組電流有效值，A。 2變壓器輸入視在功率S1

2、和輸入電流I1由于變壓器運(yùn)行時(shí)，存在著銅損和鐵損，因此輸入視在功率與輸出視在功率之間的關(guān)系是： （VA） ，式中 變壓器的效率，總是小于1。容量為1kVA以下的變壓器，一般=0.80.9。 輸入電流I1=(1.11.2) (A) ，式中 U1 一次側(cè)電壓（即外加電壓）的有效值，V 1.11.2變壓器因存在勵(lì)磁電流分量的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 3確定變壓器鐵心截面積F和選用硅鋼片尺寸小型變壓器鐵心一般都采用殼式，中間鐵心柱放置繞組，其幾何尺寸如圖1-4-10所示。中間鐵心柱截面積F與變壓器輸出總視在功率的關(guān)系一般為： (cm2) 式中 鐵心估算面積，K0經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，可參考表1選用。表1 系數(shù)K0參考值S2 （

3、VA）<101050501005001000>1000K021.752.01.41.51.21.41（a） （b） （c）圖1 小型變壓器硅鋼片（F形）尺寸 根據(jù)圖2-4-10所示得出： F=ab (cm2) 式中 a中間鐵心柱寬cm；b鐵心疊片凈厚cm；F鐵心估算面積cm2；在實(shí)際中，鐵心疊片間絕緣所占空間引起鐵心面積的減小，因此實(shí)際鐵心厚度應(yīng)為： （cm） 式中 Ke 疊片系數(shù)。對(duì)于熱硅鋼片：0.5mm厚，兩面涂絕緣Ke=0.93； 0.35mm厚，兩面涂漆絕緣Ke =0.91。對(duì)于冷軋硅鋼片：0.35mm厚，兩面涂漆絕緣 Ke =0.92；0.35mm厚，不涂漆絕緣Ke=0.

4、95。根據(jù)計(jì)算所得的F值，可由和b=(12)a的關(guān)系確定鐵心寬a和鐵心凈疊厚b。其中a可根據(jù)小型變壓器標(biāo)準(zhǔn)鐵心硅鋼片尺寸選用。目前，小型單相變壓器硅鋼片各部分尺寸見表1-4-14。表1 小型變壓器通用硅鋼片的尺寸 achAH137.52240341692450401910.530605022113366552512.537.57562.528144284703216489680381957114954422661321105025751501255628841681406432961921604每個(gè)繞組匝數(shù)N從變壓器基本公式 可導(dǎo)出每伏所需匝數(shù)N0。 式中f電源頻率，Hz； F鐵心截面，cm2

5、； Bm鐵心磁通密度, T。一般冷硅鋼片Bm=1.21.4T，熱軋硅鋼片Bm=11.2T。 每個(gè)繞組匝數(shù)為： N1=U1N0 N2=1.05U2N0 N3=1.05U3N0 其中系數(shù)1.05是為補(bǔ)償負(fù)載時(shí)變壓器內(nèi)部的阻抗壓降，使二次側(cè)在額定負(fù)載也保持額定電壓。5繞組的導(dǎo)線直徑d及選擇規(guī)格導(dǎo)線的截面積 由計(jì)算出的Fd 值查表1-4-15選取相近截面積的導(dǎo)線直徑d,再由表1-4-16查得漆包線帶漆膜的線徑。電流密度一般選用J=23 A/mm2表2 圓導(dǎo)線規(guī)格裸線直徑d(mm)截面積Fd(mm2)裸線直徑d(mm)截面積Fd(mm2)裸線直徑d(mm)截面積Fd(mm2)裸線直徑d(mm)截面積Fd

6、(mm2)0.060.002830.270.05730.690.3741.351.4310.070.003850.290.06610.720.4071.401.5390.080.005030.310.07550.740.4301.451.6510.090.006360.330.08550.770.4661.501.7670.100.007850.350.09620.800.5031.561.9110.110.009500.380.11340.830.5411.622.060.120.011310.410.13200.860.5811.682.220.130.01330.440.15210.90

7、0.6361.742.380.140.01540.470.17350.930.6791.812.570.150.017670.490.18860.960.7241.882.780.160.02010.510.2041.000.7851.952.990.170.02270.530.2211.040.8492.023.200.180.02550.550.2381.080.9162.103.460.190.02840.570.2551.120.9852.264.010.200.03140.590.2731.161.0572.444.680.210.03460.620.3021.201.1310.23

8、0.04150.640.3221.251.2270.250.04910.670.3531.301.327表3 圓截面漆包線漆膜厚度 （mm）導(dǎo)線品種裸線直徑（mm）高強(qiáng)度聚脂漆包線硅有機(jī)單玻璃絲包線硅有機(jī)雙玻璃絲包線0.060.140.03-0.150.210.04-0.230.330.05-0.350.490.06-0.510.620.07-0.640.720.080.200.250.740.960.090.220.251.01.740.110.220.271.812.020.120.240.282.12.440.13-6繞組的總尺寸和鐵心窗口面積 繞組的層數(shù)、線徑及選用絕緣材料總的厚度E應(yīng)小于鐵心窗口寬度c。按選定的鐵心窗口高h(yuǎn)計(jì)算每層繞組的匝數(shù)Ne。 (匝/層) 式中 包括絕緣厚度的導(dǎo)線外徑，mm； h鐵心窗口高， mm； 0.9-繞組框架兩各空出5%窗口不繞線的系數(shù)；24考慮裕度系數(shù)。求出每個(gè)繞組層數(shù)為： 整個(gè)繞組加絕緣材料的厚度為： （mm） 式中 E0 繞組框架厚度，mm；各繞組的層數(shù)各繞組導(dǎo)線的直徑，mm；每層繞組間絕緣材料的厚度，mm；r不同繞組之間絕緣材料的厚度，mm。實(shí)際厚度E應(yīng)在計(jì)算厚度的基礎(chǔ)上增加1.11.2的裕度系數(shù)，即為： E=（1.11.2） （mm） 如果E小于鐵心窗口c,說明是可行的。