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1、变压器设计 技术要求初级输入电压：U1=220V电源频率： f=50Hz次级输出电压：U2=110V次级输出功率：P2=900W电压调整率： 次级初级：有静电屏蔽绝缘等级：E级一、 理论计算2.1 计算变压器功率容量VAcp=P2=900W2.2 选择铁心，确定电磁参量铁心 型号尺寸/mm参考 数据AmaxBmaxDmin /DmaxEmin /EmaxFminGminRmaxlFe /cmAFe /cm2mFe /gAo /cm2U6.190.0155.829.5/30.928.5/29.63095.03.034.07.99208028.56.249.5/50.913.43490U7.110
2、2.4175.434.0/35.432.5/33.734106.038.410.5308036.07.255.0/56.417.04990U8.1114.2195.637.5/39.236.3/37.638118.042.812.9423044.88.261.5/63.221.26960表一 IEC329标准C型U系列单相C型铁心尺寸和参数表二 U系列变压器铁心特性参数 国际电工委员会IEC329标准是C型铁心的国际标准，在IEC标准中，单项C型铁心系列有五种，即P系列、Q系列、R系列和M系列在一般用于中高频，Q系列、R系列一般用于工频或中频，而工频变压器采用U系列最多。参考铁心容量指标及设计
3、的技术要求，选取U系列的铁心。查阅U系列铁心变压器的特性参数，选择型号为U8.2的C型铁心，U系列铁心和变压器的结构参数如表一所示，变压器的特性参数如表二所示。（1） 磁感应强度B选择根据功率等级，选定磁感应强度B=1.3T（2） 电流密度j取值根据功率等级，选定电流密度j=2.0A/mm（3） 变压器效率选择根据功率等级，效率=0.96（4） Km取值根据功率等级，选择Km=0.43计算Ap由表中的Ap值系列，结合铁芯损耗等考虑，至少应选择U8.2型铁心2.3 匝数计算 由表二查得铁心负载磁感应强度 B=1.7T， 铁心每伏感应电动势E1E1=U1(1-0.5U)=220(1-0.50.03
4、41)=216.249（V）待添加的隐藏文字内容3初级匝数N1次级感应电动势E2次级匝数N22.4 初级电流计算（1） 初级电流I2（2） 次级反射到初级的电流（3） 计算铁损电流和磁化电流 按IEC标准要求，型号为U8.1的铁心在磁感应强度为1.7T下的铁心损耗Pc最大为9.31W，磁化伏安VAdp最大为69.0VA。铁损电流Ic磁化电流初级总电流有功分量初级总电流2.5 计算导线直径 查表二得电流密度j=2.23A/mm。为减薄绕组厚度，该变压器初次级平均分配在两心柱上后并联，故每一心柱的导线直径为根据线规表d1=1.12mm dm1=1.2mm 电阻17.8/km，铜重9.89kg/km
5、d2=1.56mm dm2=1.64mm 电阻9.17/km，铜重17.2kg/km绝缘1）基本要求按GB-132081991有关变压器的安全要求。初级绕组和次级绕组与铁心、静电屏蔽间的绝缘应是加强绝缘。具体要求如下:介电强度试验电压：3750V爬电距离：不小于4.8mm电气间隙：不小于4mm骨架或低通厚度：不小于1mm组件绝缘强度（当至少有三层薄膜或纸时）；不小于0.3mm。2）底筒壁厚为2mm3）初级与屏蔽层、次级与屏蔽层间绝缘三层聚酯薄膜（厚0.05mm）和三层电缆纸（厚0.08mm），总厚度为0.39mm。4）次级绕组外层绝缘同次级与屏蔽层间绝缘，厚度为0.39mm。5）采用开放式结构
6、底筒厚度为117mm，绝缘纸宽116mm，端空距离每边为5mm6）屏蔽层采用厚度为0.05mm的铜带，宽度与线圈宽度相等，为106mm。2.7线圈结构参数计算1）确定线圈结构采用双线圈结构，初次级平均分配在两铁心柱上并联连接，初级在内、次级在外。2）各绕组每层匝数和层数初级每层匝数 次级每层匝数 初级半个绕组的层数 次级半个绕组的层数3）确定内层、层间绝缘从机械保护出发，初级内层绝缘（即底层外包绝缘）为一层电缆纸（厚0.13mm）；初次级层间绝缘为一层厚0.13mm的电缆纸。4）各绕组厚度初级半个绕组厚度屏蔽层厚度=0.05+0.08+39=0.52（mm）次级半个绕组厚度线圈总厚度线圈厚度小
7、于铁心窗宽的一半，故能绕下。5）各绕组平均匝长底筒外周长初级绕组平均匝长次级绕组平均匝长6） 各绕组导线长度7） 各绕组铜质量8）绕组铜阻温度20热态电阻线圈平均工作温度取90，依据KT曲线知此时KT=1.28,r1=0.3891.28=0.498()r2=0.1261.28=0.161()2.8 热态铜损2.9 电压核算比1）次级空载电压2）初级感应电动势3）次级感应电动势4）次级负载电压2.10 电压调整率核算 2.11 空载电流计算1）空载磁感应强度由4.44公式 2）空载铁损3） 空载铁损电流4）空载激磁伏安空载激磁伏安由铁心磁化曲线查得，因为与十分接近，故空载激磁伏安可近似由负载激磁伏安代替或近似按下式计算5）空载磁化电流6）空载电流2.12计算空载损耗仿真结果空载时初、次级绕组电压波形空载初次级磁链波形磁势最大时的磁密分布图磁密最大值约为1.92T，略大于预设定的1.7T空载的初级电流
