小功率變壓器的設計和制作變壓器指導書

1、實訓項目一 小功率變壓器的設計和制作一、 實訓目的通過對變壓器的設計和制作，提高學生的理論設計能力和實踐動手制作能力，同時使學生學會分析和設計并完成一個電器產(chǎn)品或項目的制作過程。二、 實訓內(nèi)容設計一個初級電壓為220v、次級電壓為12v雙電壓、額定電流為1a的小功率單相殼式變壓器。圖一變壓器外形1.設計步驟1.1容量的確定變壓器的二次繞組可能是多個繞組，每個繞組需供給負載的電壓、電流分別為u2、i2、u3、i3、u4、i4等等。則二次側(cè)輸出的總功率為：s2=u2i2+u3i3+u4i4+考慮變壓器的損耗，一般1kva的小功率變壓器效率=0.80.9.則一次側(cè)的輸入功率s1為: s1=s2/變壓

2、器效率與功率的對照表功率s2（va）4000.60.70.80.850.90.95變壓器的設計功率s應取一次側(cè)和二次側(cè)的平均功率. s = (s1+s2 )/21.2確定鐵心尺寸鐵心芯柱截面積a的計算,采用經(jīng)驗公式: a=kk為系數(shù),它與容量有關,可根據(jù)下表選取。變壓器容量（va）磁通密度bm電流密度k值106000700032.521050700080002.52.221.550100800090002.221.51.310050090001000021.51.31.25500100010000120001.51.21.251.1由a可決定鐵心芯柱寬度a和疊片厚度b,原則上ab=a即可。(b

3、=0.35mm)鐵心窗口面積a0=ch，可用下式估算： a0=1.6s/a1.3繞組計算（1）匝數(shù)計算有感應電動勢有效值的基本公式： e=4.44fmn可以得到e=4.44fbmakfen10-8vbm為鐵心磁密,單位gs.根據(jù)鐵心材料選取.鐵心常用d4或者d2熱軋或冷軋硅鋼片沖制,厚度一般為0.35cm或0.5cm。kfe為鐵心疊壓時疊片間隙的疊壓系數(shù)。一般取0.920.95。0.35cm片取較小值，0.5cm片去較大值。涂漆時取較小值，不涂去較大值。由于ue，f取50hz，則近似得到電壓每伏匝數(shù)為： n0=（4.5105u）/bmakfe所以一次側(cè)匝數(shù)為：n1=n0u1考慮到內(nèi)部漏阻抗壓降

4、，二次側(cè)匝數(shù)為： n2=n0u2（1.051.10）（2）繞組導線截面積的計算 導線截面積可以根據(jù)電流和電流密度來決定。由于一、二次繞組電流分別為：i1=s1/yu1 i2=s2/u2考慮i1中還包括勵磁分量，i1修正為：i1=（1.11.2）s1/u1則一次繞組截面積為： f1=i1/11為原邊繞組導線電流密度，對于干式自冷變壓器可取1.82.5a/mm2。具體可以查有關手冊。從而得出導線直徑d1（絕緣后外徑有所增大，一般絕緣層厚度為0.04mm）。二次側(cè)導線截面積為 f2=i2/22與1的取值相同。從而得出導線直徑d2。（3）繞組總厚度計算 e=（+h1+h2+r）1.2mm為線圈 框架厚

5、度 ，一般為0.5mm。h1為一次側(cè)繞組厚度：h1=n1（d1+）+r1 （r1:絕緣紙；d1+：應是隔離紙和漆包線的厚度） n1為 繞組層數(shù)；為絕緣漆厚度；r1為隔離層厚度。 h2為二次側(cè)繞組厚度：h2= n2（d2+）。 n2為 繞組層數(shù)。 e c ，繞組總 厚度 小于并接近與窗口厚度，可以認為設計可行。1.4 簡單查表計算法 1、按變壓器計算容量s（查下表）可以得到 鐵心尺寸、鐵心截面積sr、每伏匝數(shù)n0、電流密度。ge型鐵心尺寸系列表（單位mm）ge14ge16ge19ge22ge26ge30ge35ge400a1216192226303540c916121417192226e9101

6、21417192226l5056677894106123144h252833.539475361.272h454857.5678191105.5124ge型鐵心尺寸系列計算數(shù)據(jù)表容量鐵心尺 寸ab磁 路長 度鐵心截面積s每伏匝數(shù)n0電流密度356814*1814*2114*2414*288.042.292.683.063.5716.41412.310.54101112.51416*2016*2416*2816*329.152.913.494.094.6612.910.79.178.0541820232619*2419*2819*3219*3810.94.154.845.536.579.047.

7、756.795.7143035404522*2822*3322*3822*4412.65.626.617.618.816.675.684.934.2635565738026*3226*3926*4526*52157.579.2310.712.34.954.063.503.0539210512013030*3830*4530*5230*6017.210.412.314.216.43.63.052.642.2315016519522035*4435*5235*6035*7020.01416.519.123.32.682.261.961.68326030034037540*5040*6040*704

8、0*802318.221.825.520.12.061.721.471.2932.、變壓器繞制與測試 2.1準備工作繞制前根據(jù)前面計算步驟選擇繞組骨架、鐵心、導線和絕緣材料等。如下圖所示：2.2繞線（1）層間絕緣 層間絕緣寬度稍長于骨架的長度，其總長度應稍長于骨架的周長，而且要考慮到逐漸增加厚度的裕量。 （2）繞制方法 方法一：繞線機繞制。方法二：手工繞制。繞線骨架套住木心固定在繞線機上之后，起繞時在導線頭處壓入一條反折的絕緣帶，端部留套以便抽緊繞組的線端，。導線起繞不能太靠近骨架邊緣，以免漆包線滑出或插片時碰傷導線絕緣。若采用有框骨架，導線可緊靠邊框板不必留空隙。繞制要求：排列整齊、緊密、不

9、能有疊線的現(xiàn)象，每繞完一層應包上一張層間絕緣。當每一組繞組將要結(jié)束，最好在剩下56圈時再墊上一個反折的絕緣帶，在線尾一側(cè)留圈套，待繞線結(jié)束時把線尾插入圈套，拉緊絕緣帶的 另一端將線尾緊固。線圈繞制的順序：先繞一次側(cè)，再繞二次高電壓側(cè)，最后繞二次低電壓側(cè)。2.3鐵心片的鑲嵌鑲嵌時應該從繞組骨架的兩側(cè)一片一片的交叉對鑲，如圖a。鑲嵌時注意不要碰傷繞組線圈；鐵心片要整齊緊密。完成后要裝上外殼,如圖b。（四）測試（1）絕緣電阻測試 用兆歐表測量各獨立繞組間的絕緣電阻，在分別測試它們的對鐵心絕緣電阻，其阻值應大于500m.（2）空載電壓測試 在一次側(cè)輸入額定電壓，測量二次側(cè)的空載電壓，其允許誤差為5%,中心抽頭電壓誤差2%.（3）空載電流測試 當變壓器一次側(cè)輸入額定電壓時，其空載電流約為額定電流的 58%，若空載電流超過額定電流的10%時，變壓器損耗較大；當空載電流超過額定電流的 20%時，它的溫升將超過允許數(shù)值，此時變壓器不能使用。