小型变压器讲稿.ppt
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1、关于小型变压器第一页,讲稿共九十六页哦7.1 小型变压器设计的计算方法小型变压器设计的计算方法 7.1.1 小型变压器的结构小型变压器的结构 小型变压器是指用于工频范围内进行电压、电流变换的小功率变压器,容量从几十伏安到1千伏安。这种变压器应用十分广泛。常见的有灯丝变压器、电源变压器、控制变压器及行灯变压器等。小型变压器基本结构是铁心和线圈两大部分组成。第二页,讲稿共九十六页哦1.铁心铁心常用的铁心有M字形、日字形、斜E字形、字形和C字形等多种,如图7.1所示。图7.1小型变压器常用铁心形状 (c)斜E字形(a)M字形第三页,讲稿共九十六页哦变压器铁心的叠装变压器铁心的叠装 图7.2变压器铁心
2、的叠装 第四页,讲稿共九十六页哦2.线圈线圈 绝大多数小型变压器都采用互感双线圈结构,即原边和副边侧由两个线圈构成;安全电源变压器和11隔离变压器禁止采用自感单线圈结构。图7.3小型变压器构造 第五页,讲稿共九十六页哦7.1.2 小型单相变压器的设计小型单相变压器的设计 1.制作小型变压器的计算方法制作小型变压器的计算方法 (1)输出容量的计算变压器的副边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U2、I2、U3、I3、U4、I4,;副边输出的总功率为 P2=U2I2+U3I3+U4I4+第六页,讲稿共九十六页哦输入容量P1与输入电流I1/-变压器效率(小于,.)I1=(1.1-1
3、.2)P1/U1(1.1-1.2)为考虑变压器空载励磁电流大小的经验系数,(小容量选择12)第七页,讲稿共九十六页哦(2)铁心尺寸的计算铁心尺寸的计算 小容量单相变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2 式中,K为经验系数,它与容量有关 表7-1铁心柱载面积为S=ab (c),a铁心中柱宽度(cm),b铁心净叠厚度(cm)考虑漆膜与硅 钢片间隙的厚度 铁心实际叠厚 bs=1.1b 单位(cm)。P2(VA)1050505005001000 1000以上K21.51.51.41.41.2121第八页,讲稿共九十六页哦(4)计算每绕组的匝数 绕组感应电势有效值E E=4.44 f W
4、BMS/100000000 每感应1V对应匝数 W0=W/E 工频 f=50HZ W0=450000/(BMS)每个绕组对应匝数一次绕组W1=W0U1,二次绕组W2=W0U2105,W3=W0U3105,BM为磁通密度注:二次侧的绕组匝数应增加注:二次侧的绕组匝数应增加5。补偿负载时线。补偿负载时线路中的电压降路中的电压降第九页,讲稿共九十六页哦硅钢片磁通密度BM选取值表7-2硅钢片种类与型号磁通密度BM选取值/GS热轧 硅钢片D41、D4210000-12000热 轧 硅钢片D4311000-12000冷轧 硅钢片D31012000-14000冷 轧取向硅钢片15000-16000第十页,讲
5、稿共九十六页哦(5)计算绕组导线直径d 选取导线电流密度 各绕组导线截面积St=I/j (m)电流密度一般铜线23 (A/m)注:由截面积St查表7-3加溱膜约005导线直径d 查表7-4Q型漆包线带漆膜 的线径d 选择漆包线第十一页,讲稿共九十六页哦常用(裸)线截面与直径换算表7-3截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm截面St/m线径d/mm0.03140.200.13200.410.3020.620.5810.860.04150.230.15210.440.3220.640.6970.930.04910.250.17350.470.3530.670.78
6、51.00.05730.270.18860.490.3740.690.9161.080.06610.290.2040.510.4070.721.0571.160.07550.310.2210.530.4300.741.2271.250.08550.330.2380.550.4660.771.5391.400.09620.350.2550.570.5030.801.9111.560.11840.380.2730.590.5410.832.221.68第十二页,讲稿共九十六页哦电磁线名称、型号、绝缘等级及规格表7-4名称型号绝缘等级规格/mm聚氨酯漆圆铜线QA-1、QA-2E(120)0.0151
7、.0环氧漆包圆铜线QH-1、QH-20.062.50聚酯漆包圆铜线QZ-1、QZ-2B(130)0.022.50双玻璃丝包圆铜线SBEC0.256.0聚酯亚胺漆包圆铜线QZY-1、QZY-1F(155)0.062.50玻璃丝包聚酯亚胺漆包线QZYSBFB聚酰亚胺酯漆包圆铜线QY-1、QY-2H(180)0.022.50聚酰胺酰亚胺漆包圆铜线QXY-1、QXY-20.062.50硅有机双玻璃丝包圆铜线SBEC0.022.50聚酰亚胺薄膜绕包圆铜线YC(180)Y(90)A(105)第十三页,讲稿共九十六页哦(6)核算铁芯窗口面积 知绕组匝数、线径、绝缘厚度等核算变压器绕组所需铁芯窗口面积第十四页
8、,讲稿共九十六页哦例:热轧硅钢片D41,E字形铁芯中柱宽度a=3.4(cm),输入220V,(380V);50HZ,负载40V、(100V);40W。电流密度(铜线)j=3 (A/m)解:(1)选取漆包线型号规格 (2)选择铁芯尺寸 (3)计算变压器绕各组匝数 (4)选用绝缘材料输入/;-变压器效率(选取 .)输入I1=(1.1-1.2)P1/U1I1=(12)40/(08220)=0273A;I2=P2/U2=40/40=1AI1=(12)40/(08380)=0158A ;I2=P2/U2=40/100=0.4A第十五页,讲稿共九十六页哦St1=I1/j=0273/3=0091(m)St1
9、=I1/j=0158/3=0053(m)查表7-3选取线径相近漆泡线d=035 mm,027mm;查表7-4选取Q型漆包线增加漆膜厚约0.04mm;d=038;031mm;St2=I2/j=1/3=033(m)St2=I2/j=0.4/3=013(m)查表7-3选取线径相近漆泡线d=064,041mm再查表7-4选取Q型漆包线增加漆膜厚约0.04mm;d=069;044mm第十六页,讲稿共九十六页哦 1小容量单相变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2 查表 K选取15 S=15 40 =95(c)b=S/a=95/34=28(cm)考虑漆膜与硅 钢片间隙的厚度 铁心实际叠厚 b
10、s=1.1b=1.1(28)=308(cm)。第十七页,讲稿共九十六页哦热轧 硅钢片D41、D4210000-12000Gs选取BM=11000GS W0=450000/(BMS)=450000/(1100095)=431(匝/V)每个绕组对应匝数W1=W0U1=431220=948(匝)W2=W0U2(105)=43140105=181(匝)第十八页,讲稿共九十六页哦 制作:选取热轧硅钢片D42,E字形铁芯中柱宽度a=3.4(cm),输入:220V,50HZ,输出:分别为27V、15A,10V、12A 电流密度(铜线)j=3 (A/m)(1)选取漆包线型号规格(2)选择铁芯尺寸(叠加厚度)(
11、3)计算变压器各绕组匝数(4)选用绝缘材料第十九页,讲稿共九十六页哦(1)P2=U2I2+U3I3=2715+1012=525(W)/-变压器效率(变压器效率(.)I1=(1.1-1.2)P1/U1=(11-12)/U1 =12525/(08220)=0358(A)(11-12)为)为考虑变压器空载励磁电流大小的经验系数。选取为12第二十页,讲稿共九十六页哦St2=I2/j=15/3=05(m)查表7-3选取d=077()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=083St3=I3/j=12/3=04(m)查表7-3选取d=072()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=074St1=I1
12、/j=0358/3=0119(m)查表7-3选取d=041()查表7-4选取QZ-2型聚酯漆包圆铜线d=044第二十一页,讲稿共九十六页哦(2)变压器铁心芯柱截面积的计算可采用经验公式:S=K P2 查表7-1索 K选取15 S=15 525 =1087(c)b=S/a=1087/34=32(cm)考虑漆膜与硅 钢片间隙的厚度 铁心实际叠厚 bs bs=1.1b=1.1(32)=35(cm)。第二十二页,讲稿共九十六页哦热轧 硅钢片D4210000-12000Gs选取BM=11000GS W0=450000/(BMS)=450000/(110001087)=376(匝/V)每个绕组对应匝数 W
13、1=W0U1=376220=828(匝)W2=W0U2105=37627105=107(匝)W3=W0U3105=37610105=40(匝)第二十三页,讲稿共九十六页哦73 小型单相变压器的绕制小型单相变压器的绕制 7.3.1 小型单相变压器的绕制(重绕)方小型单相变压器的绕制(重绕)方法法 根据上面设计计算参数,进行小型单相变压器的绕制。铁芯的拆卸与绕组参数测定。绕制分为选择导线和绝缘材料;木芯和框架的制做;线圈的绕线;绝缘处理;铁心镶片;成品测试等几道工艺。第二十四页,讲稿共九十六页哦铁芯的拆卸与绕组参数测定 1判断原铁心截面 可实测原铁心叠厚及铁柱宽度,还应考虑硅钢片绝缘层和片间间隙的
14、叠压系数。小型变压器的叠压系数一般取09。第二十五页,讲稿共九十六页哦小型变压器通常采用o.35mm厚的硅钢片作铁心,除C字形铁心外,铁心每平方厘米截面的磁通密度为1.21.4T(按冷轧硅钢片计算,热轧硅钢片因损耗大已停止生产,其磁通密度为o.8“-1.2T)。C字形铁心一般采用单取向冷轧硅钢片制成,能取较高的磁通密度,一般为1.51.6T。重绕修理时,一般取其下限进行匝数计算。3、记录铁心数据 铁心尺寸;硅钢片厚度及片数;铁心叠压顺序和方法。2判断原铁心磁通密度第二十六页,讲稿共九十六页哦 二、拆卸铁心 拆卸铁心前,应先拆除外壳、接线柱和铁心夹板等附件。不同的铁心形状有不同的拆卸方法,但其第
15、一步是相同的,即用螺丝刀把浸漆后粘合在一起的硅钢片插松。(一)不同铁心形状的拆卸方法和步骤 1E字形硅钢片 先拆横条(轭),用螺丝刀插松并拆卸两端横条;第二十七页,讲稿共九十六页哦拆字形片,在变压器下方垫一木板,铁心外边边缘伸出几片;用螺丝刀或断锯条顶住中柱(边柱)硅钢片的舌端,再用小锤轻轻敲击,使舌片后推,待推出3后,即可用钢丝钳钳住中桂部位抽出E字形片。当拆出56片后,即可用钢丝钳或手逐片抽出。第二十八页,讲稿共九十六页哦 2F字形硅钢片 用螺丝刀在两侧已插松的硅钢片接口处分阶段别顶开,使被顶硅钢片推出;用钢丝钳钳住推出硅钢片的中柱部位,向外抽出硅钢片。当每侧拆出56片后,即可用钢丝钳或手
16、逐片抽出。3C字形硅钢片 拆除夹紧箍后把一端横头夹住在台钳上,用小锤左右轻敲另一端横头,使整个铁心松动,注意保持骨架和铁心接口平面的完好I 逐一抽出硅钢片。4字形硅钢片 把一端横头夹紧在台钳上,用小锤左右轻敲另一端横头,使整个铁心松动;用钢丝钳钳住另一端横头,并向外抽拉硅钢片,即可拆卸。第二十九页,讲稿共九十六页哦(二)拆卸铁心注意事项 有绕组骨架的铁心,拆卸铁心时应细心轻拆,以使骨架保持完整,良好,可供继续使用或作为重绕时的依据;拆卸铁心过程中,必须用螺丝刀插松每片硅钢片,以便于抽拉硅钢片;用钢丝钳抽拉硅钢片时,不能硬抽。若抽不动时,应先用螺丝刀插松硅钢片。对于稍紧难抽的硅钢片,可将其钳住后
17、左右摆动几下,使硅钢片松动,就能方便地抽出;拆下的硅钢片应按只叠放、妥善保管,不可散失。如果少了几厅,就会影响修理后变压器的质量;拆卸c字形铁心时,严防跌碰,切不可损伤两半铁心接口处的平面。否则,就会严重影响修理后变压器的质量。第三十页,讲稿共九十六页哦三、制作模心及骨架在绕制变压器绕组前,应根据旧绕组和旧骨架的尺寸制作模心和骨架。也可根据铁心尺寸、绕组数据和绝缘结构,设计和制作模心和骨架。小型变压器一般都把导线直接绕制在绝缘骨架上,骨架成为绕组与铁心之间的绝缘结构。导线线径较大的绕组,则采用模心直接绕制绕组,并用绝缘材料如醇酸玻璃丝漆布等包在铁柱上,作为绕组与铁心之问的绝缘。为此,模心及骨架
18、的尺寸必须合适、正确,以保证绕组的原设计要求及绕组与铁心的装配。这里介绍模心及骨架的计算、制作及其技术要求。第三十一页,讲稿共九十六页哦(一)模心 模心是用来套在绕线机 转轴上支撑绕组骨架进 行绕线,或不用骨架直 接进行绕线的。有绕组骨架的模心第三十二页,讲稿共九十六页哦 如图31l所示,尺寸ab按铁心中心柱截面ab稍大一些,长度h也应比铁心窗口的度高h稍大一些,中心孔直径应与绕线机轴径相配合,一般为l Omm。中心孔必须钻得居中和平直,与骨架配合的四个平面必须互相垂直,边角应用砂纸磨成略带圆角。其材料一般采用杨木或杉木,如采用硬术更佳,具有不易变形,使用较久等优点。第三十三页,讲稿共九十六页
19、哦 2无绕组骨架的模心 如图31l所示,尺寸口ab按铁心中心柱截面ab加绝缘层厚度稍大一些,长度h应比铁心窗口的高度h稍小一些。中心孔、四个平面和边角的要求与有绕组骨架的模心相同。其材料一般采用干爆硬木或铝合金,修理时采用干燥硬木为宜。为了使绕制绕组后脱模方便,应在模心长度h的中间沿45方向斜锯,使其成为对半的两块 小型圆筒式绕组的模心,也可参考无绕组骨架的模心制作,唯其形状为圆柱形,其材料 为干燥硬术或铝合金。第三十四页,讲稿共九十六页哦 (二)骨架 骨架除起支撑绕组作用外,还起对地绝缘作用,要求具有一定的机械强度与绝缘强度。小型变压器的骨架可分为无框骨架和有框骨架两种。容量小、电压低的小型
20、变压器采用 无框骨架,又叫绕线芯子;大多数小型变压器及电压较高的变压器都采用有框骨架。第三十五页,讲稿共九十六页哦 2有框骨架 框架可用红钢纸或层压板制成,如经常修理时,也可采用塑料、酚醛压塑料、尼龙或其 它绝缘材料压制而成。图313为活络框架的结构,框架的两端用两块边框板支柱,四侧采用两种形状的夹板,拼合成一个完整的框架。框架的尺、可按无框骨架同样选定,但应考虑框架材料的厚度,其应由h 减去两块夹板厚度。要求框架尺寸与铁心、绕组配合相符。第三十六页,讲稿共九十六页哦第三十七页,讲稿共九十六页哦2.木芯和框架的制做木芯和框架的制做 图7.10木心图 图7.11 纸质无框骨架图 第三十八页,讲稿
21、共九十六页哦活络框架的结构活络框架的结构 图7.12 活络框架的结构 t活络框架材料厚度第三十九页,讲稿共九十六页哦bb第四十页,讲稿共九十六页哦1.选择导线和绝缘材料选择导线和绝缘材料 根据计算选用相应规格和数量的漆包线。绝缘材料须考虑耐压、耐热要求和允许厚度,表73列出了常用绝缘材料的性能和用途。层间绝缘厚度按两倍层间电压的绝缘强度选用;对于1000V以内、要求不高的变压器也有用电压峰值,即1.414倍层间电压为选用标准的;对铁心绝缘及绕组间绝缘,按对地电压的两倍来选用。第四十一页,讲稿共九十六页哦常用绝缘材料名称型号耐热厚度规格/mm击穿电压KV特性及用途青壳纸E0。44。5抗张强度好醇
22、酸玻璃漆布(带)24303B0。110。154。86。0抗张强度和硬度较高,耐潮、耐热有机玻璃漆布(带)2450H0。130。175。06。2耐潮、耐热、防霉,工作温度达180度有机玻璃漆粘带2656H0。120。150。60。7醇酸玻璃漆管2730B0。55弹性柔软性较差,能防霉有机硅玻璃漆管2750H0。3-0。74耐油、耐腐蚀,H级电机保护绝缘第四十二页,讲稿共九十六页哦 四、绕制绕组四、绕制绕组 绕组绕制的工艺,是决定变压器质量的关键。小型变压器绕组的绕制,一般在手摇绕线机或自动排线机上进行,要求配有计数器,以便正确地绕制与抽头。绕组的绕制质量要求是:导线尺寸符合要求;绕组尺寸与匝数正
23、确;导线排列整齐、紧密和绝缘良好。第四十三页,讲稿共九十六页哦 (一)准备工作 检查模心及骨架尺寸并将其安装在绕线机主轴上;准备绕线材料和检查导线尺寸;在骨架上垫好绝缘;校对绕线机计数器,并调至零位;将导线盘装在搁线架上。第四十四页,讲稿共九十六页哦 二)绕制步骤 起绕时,在导线引线头上压入一条对折绝缘带折条,待绕几匝后抽紧起始线头,如图31 4a所示;绕线时,通常按照一次侧绕组、静电屏蔽、二次侧高压绕组、二次侧低压绕组的顺序,依次叠绕。当二次侧绕组数较多时,每绕好一组后,用万用表测量是否通路,检查有否 断线;第一层层第四十五页,讲稿共九十六页哦 每绕完一层导线,应安放一层层间绝缘。根据变压器
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