S1V·A 6000~7000 7000~8000 8000~9000 9000~11000 11000~12000 60~70 70~80 80~85 85~90 90~92 表1
K2 0值 小于10 10~50 50~100 100~500 500~1000 2~1.5 1.5~1.3 1.3~1.25 1.25~1.1 由SN?1?S1?S2?,S2??S1得:21.2SN S1?1052.63wI1?=5.45A?U1S2?947.37wI2?S2?8.61AU22.变压器结构选择及其横截面的计算
需要设计的变压器是小功率变压器,所以采用了壳式结构,中间芯柱放置绕组。结构如图3
图3
根据中柱(铁芯)截面积F与变压器输出总视在功率,可计算出横截面积为:
F?K0S2?1.2947.37?36.93533cm2?3693.53mm2
因为F?ab选用a=50F则b??73.87a
选用0.35mm厚,两面涂绝缘漆Kc=0.92
b'?73.87?0.92?80.29取8080=1.6在1到2之间,故合适50
根据表2,我们取
a?50h?75b?80A?150c?25H?125
表2
3.计算每个绕组的匝数 因为频率是50Hz
所以绕组中每伏电压所需要的匝数为
1084.5?105N0???0.92
4.44?50BmFBmF所以一次侧的匝数为N1?220?0.92?202二次侧的匝数为(副绕组匝数增加5%,以补偿负载时变压器内部阻抗压降)N2?1.05?110?0.92?106
4.计算绕组的导线直径及选择导线 导线截面积
Fd?I j需要设计的是电源变压器需要长时工作所以j选3A/mm2,可求得:
一次侧的导线截面积为Fd1?1.81mm2二次侧的导线截面积为Fd2?2.87mm根据公式d?2
4??Fd?1.13Fd可得
一次侧的导线直径为d1?1.52mm二次侧的导线直径为d2?1.91mm
表3
根据表3 一次侧我们选取 1.56mm的QZ-2,最大外径是1.67mm 二次侧我们选取1.90mm的SQZ,最大外径是2.1mm 5.计算绕组总的尺寸,核算铁心窗口面积 按选定的窗口高h计算每层可绕的匝数
Nc?0.9(h?3) 'd一次侧导线为38匝/层 二次侧导线为30匝/层
每组绕组所需层数
m1?202106?5.31 m2??3.53 3830所以一次侧是6层,二次侧是4层
变压器外侧套上绕组框架(用弹性纸1毫米厚),对地(铁心)绝缘用两层电缆纸(0.07毫米)加一层黄蜡纸(0.14毫米),
E0?1?0.14?0.14?1.28mm
在框架外每绕一层绕组后就需要包上层间绝缘
一次侧绕组较细用百玻璃纸一层?1?0.04mm二次侧绕组较粗用电缆纸一层 ?2?0.07mm
当整个一次侧绕组绕完后,在外面包上组间绝缘,厚度为0.28mm
E1?6?(1.67?0.04)?0.28?10.54mmE2?4?(2.1?0.07)?8.68mm总厚度为
E?1.1(1.28?10.54?8.68)?22.55?c
校核时E 图4 所以一次侧绕组每匝平均长度为lw1?2(a?b'?4E0?2E1)?312.4mm二次侧绕组每匝的平均长度为lw2?2(a?b'?4E0?4E1?4r?2E2)?391.28 绕组用铜量计算公式为 Gcu?8.9NFdlw?10-5 Gcu1?8.9?202?1.911?31.24?10?5?1.08kgGcu2?8.9?106?2.835?39.128?10?1.05kg所以总的用铜量为 ?5 Gcu?108.37?105.46?2.13kg 三、电气参数计算 变压器的变比k?U1220??2 U2110由额定电压调整率得:?u?10%=U20?U2 U2=110V U20 二次侧空载电压为U20?122.22V一次侧电阻为9.384?202?312.4?10?6?0.6 二次侧电阻为6.331?106?391.28?10?6?0.26 四、实验小结 通过整个课程设计的完成,不仅对于变压器的原理结构有了更深刻的理解和认识,也在完成过程中锻炼了正确有效搜集和利用相关专业资料的能力,在独立思考,主动学习的过程中,也提升了团队合作共同解决问题的水平。受限时间紧蹙,已知条件不足,个人能力有限等诸多主观和客观因素,设计难免略显不足,很多参数不能非常准确的计算和表示出来,更多的数据还需要在实验中进行探索和验证。 五、参考文献 1.贾大义 艾高烈;常用电机原理与设计 中国轻工业出版社 1995 2.贝冠祺; 小功率电源变压器设计制作与修理 人民邮电出版社 1995 3.陈伯时; 电机与拖动 清华大学出版社 2005