三、单相变压器参数的计算 （一）铁芯确定
铁芯的计算公式为：S2=K2P2(cm2) ，其中功率的单位为瓦特，面积单位为平方厘米， K 为经验系数。
K值取值范围如下：
变压器次级计算功率P2 为0VA 到10VA,经验系数K 选1.25 到1.15 变压器次级计算功率P2 为10VA 到50VA,经验系数K 选1.15 到1.12 变压器次级计算功率P2 为50VA 到500VA,经验系数K 选1.12 到1.10 变压器次级计算功率P2 为500VA 以上,经验系数K 选1
铁芯截面积与功率的关系式：铁芯截面积=经验系数*（额定功率的平方根） S=1* (5000)^0.5 = 70.7 cm2
实际片宽选取宽度 60mm，叠厚115mm，如图3-1所示。 铁芯面积为 A=6cm*11.5cm*0.97(叠片系数)= 66.93 cm2 铁芯尺寸：
图3-1铁芯二维图
铁芯重量：长：2*60*230*115*7.65/（106）=24.3kg 短：2*60*175*115*7.65/（106）=18.5KG 铁芯总重：24.3+18.5=42.8KG
空载损耗=空载损耗工艺系数×单位损耗×铁芯重量 P0=1.3*1.9*42.8=105.7W
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（二）线圈确定
根据饱和磁密点不同，无取相硅钢片磁密一般内取 1.3-1.5 ,有取相可以取1.5-1.7T，这个产品用无取向硅钢片35A250 ,磁密取1.39T。线包二维平面图如图3-2所示。
U1=4.44fN1BA
U1—初级额定电压 (V) f-----额定频率 （Hz） N1---初级线圈匝数 B—选取磁密，单位T A- 铁芯面积 (M2)
N1=(4.44*f*B*A)/U1=315/(4.44*50*1.39*66.93*10-4)= 152 匝，每柱76圈 U2=4.44fN2BA
N2=(4.44*f*B*A)/U1=220/(4.44*50*1.39*66.93*10-4)= 106 匝，每柱53圈 线径选取，电密取3.5A/mm2 左右，内线圈取4.5*1.5 铜线。 两层（27*2）外线圈取3.0*1.5 铜线，两层（38*2）。 主控道：6mm 直角狗骨， 初次级线圈8*6mm 气道1 圈。
图 3-2线包二维平面图
1、内线圈幅向尺寸计算：
a2=（1.5+0.3）*2*1.2(系数)+0.13*4=4.8mm 内线圈高度：h2=（4.5+0.3）*（27+1）*1.02=138mm 内线圈宽度内径 d2.1=60mm+6*2mm=72mm 内线圈长度内径d2.2=115mm+6*2mm=127mm
内线圈宽度外径 D2.1= d1.1+2*a2=72mm+2*4.8mm=81.6mm
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内线圈宽度外径 D2.2= d1.2+2*a2=127mm+2*4.8mm= 136.6mm 内线圈平均匝长 L2=d2.1+d2.2+D2.1+D2.2=417.2mm
内线圈总长度 L2(TOTAL)=L2*N2/1000=417.2*106/1000=44.2M 2、外线圈幅向尺寸计算：
a1=（1.5+0.3）*2*1.2(系数)+0.13*4=4.8mm
外线圈高度：h1=（3.0+0.3）*（38+1）*1.02= 131mm 外线圈宽度内径 d1.1=D2.1+8*2mm=81.6mm +16mm=97.6mm 外线圈长度内径d1.2= D2.2+8*2mm=136.6+16mm=152.6mm 外线圈宽度外径 D1.1= 97.6+2*a2=92.8mm +2*4.8mm= 102.4mm 外线圈长度外径 D1.2= d1.2+a2*2=152.6mm +4.8mm*2= 162.2mm 外线圈平均匝长 L1=d1.1+d1.2+D1.1+D1.2=514.8mm 外线圈总长度 L1(TOTAL)=L1*N1=514.8*152/1000=78.25M 3、计算铜重量：
内线圈铜线截面积
SCU2=4.5*1.5-0.8594*0.8^2=6.535mm2 外线圈铜线截面积
SCU1=3.0*1.5-0.8594*0.8^2=4.285mm2 CU2(内线圈重量)=8.9*L2(TOTAL)*SCU2/1000 =8.9*44.2M*6.535mm/1000 =2.57kg
CU1(外线圈重量)=8.9*L1(TOTAL)*SCU1/1000 =8.9*78.25M*4.285mm2/1000 =2.98kg （三）直流电阻计算
ρ=R*S/L（R电阻、S截面积、L长度、ρ电阻率），则有： R=ρL/S（铜的电阻率ρ=0.0175,20度）
内线圈电阻: R2(20度)=0.0175*44.2/6.535=0.115Ω=115mΩ 外线圈电阻: R2(20度)=0.0175*78.25/4.285=0.31957Ω=319.6mΩ 注意: 1060 铝的系数是0.028 115 度内线圈电阻:
R2 115度=[(225+115)/(225+20)]*115mΩ==164.3 mΩ R1 115度=[(225+115)/(225+20)]*304mΩ==443.5 mΩ 注意: 1060 铝的系数是235 （四）负载损耗计算 (115 度)
1、负载损耗分两部分，一部分是铜损,一部分杂散损耗,变压器一般取1.05,电抗器
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系数取1.3
2、内线圈铜损
PCU2=(I2)^2*R2=(22.7*22.7*164.3)/1000=84.6W 3、外线圈铜损计算
PCU1=(I1)^2*R1=(16*16*443.5)/1000=113.54W 4、杂散损耗计算
P 杂=（PCU2+PCU1）*0.05=9.9W
负载损耗P 负载=84.6+113.54+9.9=208.04W (115度) 空载损耗P0=105.7W
总损耗 P 总=208.04W+105.7W=313.7W
5、变压器效率=[（容量-总损耗）/容量]*100%
=[（5000-313.74）/5000]*100% =93.73% （五）温升及散热能力计算
1、内线圈内散热面积计算
SecSn=2*(d2.1+d2.2)*h2*10^-6=2*(72+127)*138*10^-6=0.055m2 2、内线圈外散热面积计算
SecSw=2*(D2.1+D2.2)*h2*10^-6=2*(81.6+136.6)*138*10^-6=0.0602m2 3、内表面散热系数计算 SecSan=0.56*[((6)^1.6/h2)]^0.25=0.56*0.59=0.335 内线圈气道高度 h2---线圈高度
4、外线圈内散热面积计算 PriSn=2*(d1.1+d1.2)*h1*10^-6 =2*(99.6+152.6)*131*10^-6 =0.06608m2
5、外线圈外散热面积计算
PriSw=2*(D1.1+D1.2)*h1*10^-6 =2*(102.4+162.2)*131*10^-6 =0.06932m2
6、外线圈内表面散热系数计算
PriSan=0.56*[((8)^1.6/h2)]^0.25 =0.56*0.59 =0.38
7、内线圈总散热能力计算
Ssec =[(secSn*secSan+secSw*PiSan)+0.9X]*2
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=[0.055*0.335+0.0602*0.38+0.9*X]*2 =0.0826
x- 如果内线圈有气道,系数按照上述公式计算出气道散热数值. 8、内线圈温升计算
T2=((PCU2+0.05*PCU2)/Ssec)^0.8)*(0.28) =74.5K
9、外线圈总散热能力计算
SPri=[(PriSn*PriSan+PriSw)+0.9X]2 =[0.06608*0.38+0.06932+0.9X]*2 =0.1889 10、外线圈温升：
T2=[(PCU1+0.05*PCU1)/Spri)^0.8)]*(0.32) =[(113.54*1.05/0.1889)^0.8]*0.32=55.6K （六）阻抗电压计算
线圈示意图如图3-3所示，其中，r(内线圈半径)=(d2.1+d2.2)/31.415=6.35cm a2(内线圈厚度) =0.48cm a1（外线圈幅度）=0.48cm a12(内外线圈距离)=0.8cm
r2(内线圈平均半径)=r+a2/2=6.59cm r12= r+a2+a12/2=6.35+0.48+0.4=7.23cm
r1(外线圈平均半径)= r+a2+a12+a1/2=6.35+0.48+0.8+0.24=7.87cm 入=a1+a2+a12=0.48+0.48+0.8=1.76mm H(电抗高度)=(h1+h2)/2=13.4.5mm Ρ(络氏系数 )=1-[入/(3.141*H)]=0.9587
图3-3线圈示意图
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