小功率变压器
实 训 指 导 书
温州职业技术学院电气电子工程系
2009-2
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实训项目一 小功率变压器的设计和制作
一、 实训目的
通过对变压器的设计和制作，提高学生的理论设计能力和实践动手制作能力，同时使学生学会分析和设计并完成一个电器产品或项目的制作过程。
二、 实训内容
设计一个初级电压为220V、次级电压为12V双电压、额定电流为1A的小功率单相壳式变压器。
图一变压器外形
1.设计步骤 1.1容量的确定
变压器的二次绕组可能是多个绕组，每个绕组需供给负载的电压、电流分别为U2、I2、U3、I3、U4、I4···等等。 则二次侧输出的总功率为：
S2=U2I2+U3I3+U4I4+···
考虑变压器的损耗，一般1KVA的小功率变压器效率η=0.8～0.9.则一次侧的输入功率S1为: S1=S2/η 变压器效率与功率的对照表 功率S2（V·A） η
变压器的设计功率S应取一次侧和二次侧的平均功率. S = (S1+S2 )/2
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<10 0.6 10~30 0.7 30~80 0.8 80~200 0.85 200~400 0.9 >400 0.95
1.2确定铁心尺寸
铁心芯柱截面积A的计算,采用经验公式: A=KS K为系数,它与容量有关,可根据下表选取。 变压器容量（V·A） 磁通密度Bm <10 10~50 50~100 100~500 500~1000 6000~7000 7000~8000 8000~9000 9000~10000 10000~12000 电流密度Δ 3~2.5 2.5~2.2 2.2~2 2~1.5 1.5~1.2 K值 2 2~1.5 1.5~1.3 1.3~1.25 1.25~1.1 由A可决定铁心芯柱宽度a和叠片厚度b,原则上a×b=A即可。(b=0.35mm)
铁心窗口面积A0=ch，可用下式估算： A0=1.6S/A
1.3绕组计算
（1）匝数计算
有感应电动势有效值的基本公式： E=4.44fФmN可以得到
E=4.44fBmAKFeN10-8V
Bm为铁心磁密,单位Gs.根据铁心材料选取.铁心常用D4或者D2热轧或
冷轧硅钢片冲制,厚度一般为0.35cm或0.5cm。
KFe为铁心叠压时叠片间隙的叠压系数。一般取0.92~0.95。0.35cm片取较小值，0.5cm片去较大值。涂漆时取较小值，不涂去较大值。
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由于U≈E，f取50Hz，则近似得到电压每伏匝数为： N0=（4.5×105U）/BmAKFe 所以一次侧匝数为：N1=N0U1
考虑到内部漏阻抗压降，二次侧匝数为： N2=N0U2（1.05~1.10） （2）绕组导线截面积的计算
导线截面积可以根据电流和电流密度来决定。由于一、二次绕组电流分别为：
I1=S1/YU1 I2=S2/U2
考虑I1中还包括励磁分量，I1修正为：I1=（1.1~1.2）S1/U1 则一次绕组截面积为： F1=I1/Δ1
Δ1为原边绕组导线电流密度，对于干式自冷变压器可取1.8~2.5A/mm2。具
体可以查有关手册。从而得出导线直径d1（绝缘后外径有所增大，一般绝缘层厚度为0.04mm）。 二次侧导线截面积为 F2=I2/Δ2
Δ2与Δ1的取值相同。从而得出导线直径d2。 （3）绕组总厚度计算 E=（θ+H1+H2+r）×1.2mm
θ为线圈 框架厚度 ，一般为0.5mm。
H1为一次侧绕组厚度：H1=n1（d1+δ）+r1 （r1:绝缘纸；d1+δ：应是隔离纸
和漆包线的厚度）
n1为 绕组层数；δ为绝缘漆厚度；r1为隔离层厚度。 H2为二次侧绕组厚度：H2= n2（d2+δ）。 n2为 绕组层数。
E < c ，绕组总 厚度 小于并接近与窗口厚度，可以认为设计可行。
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1.4 简单查表计算法
1、按变压器计算容量S（查下表）可以得到
铁心尺寸、铁心截面积Sr、每伏匝数n0、电流密度Δ。
GE型铁心尺寸系列表（单位mm） GE14 GE16 GE19 GE22 GE26 GE30 GE35 a 12 16 19 22 26 30 35 c 9 16 12 14 17 19 22 e 9 10 12 14 17 19 22 L 50 56 67 78 94 106 123 h 25 28 33.5 39 47 53 61.2 H 45 48 57.5 67 81 91 105.5 GE400 40 26 26 144 72 124 第 5 页 共 9 页