小型单相变压器设计与相关计算.docx
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1、小型单相变压器设计与相关计算1、小型单相变压器简介变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备,用途可综述为:经济的输送电 能、合理的分配电能、平安的使用电能。实际上,它在变压的同时还能改变电 流,还可改变阻抗和相数。小型变压器指的是容量1000V.A以下的变压器。最简单的小型单相变压器由 一个闭合的铁心(构成磁路)和绕在铁心上的两个匝数不同、彼此绝缘的绕组(构成 电路)构成。这类变压器在生活中的应用非常广泛。1.1变压器的基本结构1、1、1主要组成铁心为了减少铁损耗,变压器的贴心是用彼此绝缘的硅钢片叠成或非晶体片制 成。其中套有绕组的局部称为铁心柱,连接铁心柱的局部称为铁柜,为了减少磁 路中不必要
2、的气隙,乡邻两层硅钢片的接缝要相互错开。(2 )绕组变压器的绕组用绝缘导线或扁导线绕成,实际变压器的高,低压绕组并不是 分装在两个铁心柱上,而是同心地套在同一个铁心柱上的。为了绝缘的方便,通 常低压绕组在里面,靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面。(3 )其他除铁心和绕组外,因容量和冷却方式的不同,还需要增加一些其他部件,例如外油绝缘套等等。小型变压器的线圈多采用漆包圆铜线(QZ型或QQ型)绕制。为限制铜损耗及 发热,按各个绕组的负载电流,选择导线截面,如选的小,那么电流密度大,可节 省材料,但铜耗增加,温升增高。小容量变压器是自然冷却的干式变压器,容许 电流密度较低,根据实践经验,通过导线的
3、电流密度J不能过大,对于一般的空气 自然冷却工作条件,J=23A/mm2。对于连续工作时可取J=2.5A/mm2导线的截面积:Ac=I/j.导线的直径:=0.715”导线直径可根据工作电流计算,式中:d 原、副边各线圈导线直径,单位: mm ;I 一原、副边各线圈中的工作电流, 单位:A ;根据算出的直径查电工手册或表3-4选取相近的标准线径。当线圈电流大于10A 时,可采用多根导线并联或选用扁铜线。表3-4导线材料的选取螺X 线导 直线 径品 种0.060.150.230.350.510.640.741.0/1X/1.812.10.10.20.30.40.60.70.91.72.02.441
4、39226424高强度聚酯漆包0.00.00.00.00.00.00.00.10.10.1线3456789123硅有机单玻璃丝 包线0.200.220.220.24硅有机双玻璃丝 包线0.250.270.270.283、4绕组及铁心尺寸的最后确定。0.9/z-(24)0.9/z-(24)Nc,可加大铁心叠装 厚度,减小绕组匝数或重选硅钢片的尺寸,按上述步骤重复计算和核算,至合适 时为止。4、实例计算2U3U如上图所示,取L = 22。 4=300V U3= 50V I2= 0.2A I3= 0.M 计算变压器的主要参数,并选择可行的材料。解:1、计算变压器的额定容量SN1)计算副边的容量:S2
5、=U2 12 + U3 13 = 300*0.2 + 50*0.1=65(V-A)2)计算原边的容量:耳=S2/r根据表1:小型单相变压器的效率n的估算值可以取n=o-82因此,5i =52/n=65/0.82=79.3(V-A)3)计算变压器的额定容量Sn =1/2 ( +$2)=0.5* ( 65+79.3 ) =72.2(V-A)考虑到存在着一定的损耗,故可以定变压器的额定容量近似取75V A2、铁心尺寸的选定1)计算铁心截面积AA = kO根据表2.截面积计算系数K0的估算值可以取K0=1.40因此,A = kO 盾=1.405=12,1 ( cm2 )2 )铁心中柱宽度a与铁心叠厚b
6、的计算根据表3.参数a、b的选取可以近似取a=28mm因止匕,b=110F/a = 110*12.1/28=47.5 mm.此时b/a=47.5/28=1.7满足b=(1.22)a的通常要求。3、计算绕组线圈匝数1)求出每伏电压应绕的匝数N1ggggg E 444困=3.4(匝/V)式中的练=1.1T (铁心材料国热轧硅钢片)2)根据乂和各线圈额定电压求出各线圈的匝数M = Noui = 3.4*220=748N?= ( 1.05-1.10 ) No U2 = 1.10*3,4*300=11224= ( 1.051.10) & U3 = 1.10*3.4*50=1874、计算导线直径d导线的截
7、面积:Ac=I/j.= 1.15*793/220=0,415(A)Acl=0.415/2.5=0.17 mm2=0.7154 =0.46 mm同理:Ac2=0.08 mm2 =0.32 mmAc3=0.04 mm2 /=o.23 mm根据所求解的数据:可以取原边的材料为高强度聚酯包线QZ0 06副边的材 料为高强度聚酯包线QZ0.05五、结论通过上面的设计可知:一般的小容量单相变压器的计算内容有四种局部:容 量确实定;铁心尺寸确实定;绕组的计算;绕组排列及铁心尺寸的最后确定。变 压器的效率80%90%。对小容量变压器应考虑内部压降,为使在额定负载时二 次侧有额定电压应适当的增加二次侧绕组匝数,
8、约增加5%10%的匝数。通过铜损的测定可知,小型变压器的的质量可以从他的空载损耗和短路损耗 判断出来,越小越好,同时工作温度也会低,并有很好的负载,通过空载电流的 测定,铁损较大的变压器,发热量大,安培匝数设计要是不合理,空载电流会大 增,就会造成温升增大,有损寿命。单相变压器是具有两个线圈的变压结构:变压器主要是由铁心和绕组组成:1铁心是变压器的主磁路,又作为绕组的支撑骨架。铁心分铁心柱和铁轨两 不分,铁心柱上装有绕组,铁轨是联系两个贴心柱的局部。2变压器绕组构成设备的内部电路,它与外界的电网直接相接,是变压器中 最重要的部件,常把绕组比做变压器的核心。六、心得体会这次课程设计是我第一次做课
9、程设计,通过这次设计,我感觉到这不仅是对 前面所学知识的一种检验,更是对自己实践动手能力的一种提高。通过课程设计 我有了一些自己的理解,在这里我要对整个课程设计的过程做一下简单的总结。选题是毕业设计的开端,更是对自己学习东西检验的一个见证,同学们都会 根据自己掌握的比拟好的知识段去选择恰当的、感兴趣的题目,这对于整个课程 设计是否能够顺利进行并且获得好成绩关系极大。这开始的第一步是具有决定意 义的,第一步迈向何方,需要慎重考虑。否那么,就可能走许多弯路、费许多周 折,甚至做不出自己满意的课程设计,难以到达目的地。因此选题时一定要考虑 好。没有努力就不会有收获,通过这次设计,我对电子设计中的的基
10、本方法和过 程等有了一定的了解和认识,对以前学的电子知识又有了一定的新认识,但在设 计的过程中,遇到了很多的问题,有一些知识都已经不太清楚了,也有的地方没 掌握的太好,但是通过一些资料又重新的温习了一下电子知识又有了点提高。在 这次毕业设计中同学之间互相帮助的良好习惯也使我们的同学关系更进一步了, 有什么不懂的大家在一起商量,听听不同的看法可以让我们更好的理解知识,可 以从不同的方向去构思自己的课程设计,在这里非常感谢帮助我的同学,课程设 计使我们更加团结。由于我知识的浅薄和设计的不周,这个课程设计不是很完善,有很多地方有 漏洞,但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富,使我
11、 终身受益,我会在以后的学习中继续努力。七、主要参考文献.李海发编著。电机学。北京:科学出版社,2001年1 .唐介编著。电机与拖动。北京:高等教育出版社,2003年2 .许实章主编。电机学(下册)(第2版)。北京:L机械工业出版 社,1990年3 .汤蕴理等编。电机学。西安:西安交通大学出版社,1993年4 .周励志编。实用电工计算手册。辽宁科学技术出版社,1990年致谢本实验之所以能够顺利的进行,首先我要感谢我的指导教师,给我指出了明 确的方向。让我少走不很多弯路,其次我要感谢我的同学,在我遇到难题时热心 的帮助我,让我离成功更近一步。最后我要感谢学校老师能给我这次课程设计的 机会,让我学
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- 关 键 词:
- 小型 单相 变压器 设计 相关 计算
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