工頻變壓器設計

1、工頻變壓器設計工頻變壓器是最簡單的變壓器，基本不用考慮分布電感、分布電容、信號源內(nèi)阻、等效電路各種指標等復雜因素，直接按標準 化步驟操作即可，所以用工頻變壓器來進行變壓器設計入門是最好不過了。簡單說就是根據(jù)功率選擇鐵心，然后計算匝數(shù)，再看 能否繞下。不同的人設計標準不同，可能和下面計算有偏差，但是本質(zhì)思想都是一樣的。有時算到后面需要重新再來，其實相當 于一個迭代設計過程，反復設計直至滿足要求為止。理論計算完成后還需要實際測試效果進行驗證，因為鐵心參數(shù)，制作工藝可能和我們假設的不一樣，所以設計完成后基本都需 要再根據(jù)實測結果進行調(diào)整。要求：高壓輸出： 260V ， 150ma ；燈絲 1：5V

2、，3A ；燈絲 2：6.3v ，3A 中心處抽頭；初、次級間應加有屏蔽層。根據(jù)要求鐵芯型號采用“GEIB- 35”。計算如下： （1）計算變壓器功率容量（輸入視在功率）：P =（ 1.4 高壓交流電壓X電流+燈絲1電壓X電流+燈絲2電壓X電流）/效率=（1.4 X60X0.15 + 5X3 + 6.3 X3） / 0.9=（54.6 + 15 + 18.9 ） / 0.9=98.33VA（ 2 ）計算原邊電流I1 = 1.05 X3 / 220 = 0.469A（ 3） 按照選定的電流密度（由計劃的連續(xù)時間決定），選取漆包線直徑。如按照3A/mm2計算：D = 0.65 xVi（0.65 X電

3、流的開方）并規(guī)整為產(chǎn)品規(guī)格里有的線徑（可查資料）：選定：原邊直徑 D1 = 0.45mm高壓繞組直徑 D2 = 0.25mm燈絲繞組直徑 D3 = D4 = 1.12mm（4） 鐵心截面面積S0 = 1.25 V（ P ）= 1.25 XV 9812.5CM25 ）鐵心疊厚：根據(jù)他的要求鐵芯型號采用“ GEIB- 35”，查到：舌寬=35MM = 3.5CM貝寸：疊厚=12.5 / 3.5 = 3.6CM一般地(疊厚 /舌寬)在 1 2 之間是比較合適的。(6)鐵心有效截面積：S1 =舌寬 疊厚 / 1.1 = 11.454 CM2( 7) 計算每伏匝數(shù)計算式：每伏匝數(shù) n =( 45000

4、) / (BXS1)其中B = 10000 - 12000 (中等質(zhì)量硅鋼片，如原先上海無線電27廠產(chǎn)品鐵心)或 15000 ( Z11 等高質(zhì)量硅硅片)或 8000 (電動機用硅鋼片)。S1 :鐵心有效截面積，等于(舌寬X疊厚)/1.1假定是中等質(zhì)量鐵心，并且保守點，取B = 10000則：n =450000 / B X1= 450000 /( 10000 X1 1 .454 )= 3.93 (T / V )( 8)計算每組匝數(shù)原邊圈數(shù)： N1 = 220n =220X3.93 X0.95= 822(T)副邊高壓： N2=260X1.05Xn=1073(T)-這是一半，還要再 X2=2146

5、T。燈絲 1(5V)： N3=5X1.05Xn=21(T)燈絲 2(6.3V)： N3=6.3X1.05Xn =26(T)(10)計算每層可繞圈數(shù)(窗口高度兩端要留下3MM)：查得該鐵心窗口高度 h= 61.5mm ，查表得知：選用的漆包線帶漆皮最大外徑D1Max = 0.51mmD2Max = 0.30mmD3Max = 1.23mmD4Max = 1.23mm按照 每層可繞： N =(h-0.5-2X3) / (KXDMax )計算 (分子的含義是：由 h=61.5mm =可繞線寬度為 61.5-0.5-2X3=55mm)(分母是排線系數(shù) KX最大外徑DMax，對于初學者，小于0.3的線K

6、 = 1.20，0.3 - 0.8的線K= 1.15，大于0.8的線K=1.10 如您已經(jīng)有較好的繞線經(jīng)驗，K可以=105102)代入上述數(shù)據(jù)得到：原邊每層可繞： 94 圈高壓每層可繞： 154 圈燈絲每層可繞： 39 圈(最后有討論)。(也可以直接查 “每厘米可繞圈數(shù)表 ”得到)11）各繞組的層數(shù) 前面已經(jīng)算出各組圈數(shù)則，則各繞組的層數(shù)：原邊=822/ 94 = 8.74，取 9 層高壓=2146/154 = 13.94，取 14 層燈絲 1：1 層，燈絲 2：1 層。1 2 ）絕緣設計骨架，用1MM厚紅鋼紙，外加 0.15MM覆膜青殼紙1層+ 0.08MM電纜紙1層； 原邊繞組墊紙用 0.

7、08MM 電纜紙；副邊高壓繞組墊紙用 0.05MM 電纜紙；組間絕緣用0.08MM電纜紙1層+ 0.15MM覆膜青殼紙2層+ 0.08MM電纜紙1層; （繞組外絕緣同組間絕緣）13）計算線包（壓實的）厚度：=(1 + 0.15+0.08 )骨架及內(nèi)層絕緣）原邊繞組）組間絕緣 1）+ ( 9X0.51 + 8X0.08 )+ ( 0.08 >2+ 0.15 X)（隔離層，如可能用 0.05 銅箔，如無，就用與高壓繞組同直徑的線繞一層代）（0.08X20.15X2）（組間絕緣 2）+ ( 14X0.30 + 13X0.05 )(高壓繞組)(0.08X20.15X2)(組間絕緣 3)(1.23

8、)(燈絲 1)+ ( 0.08 *+ 0.15 X)(組間絕緣 4)(1.23)(燈絲 2)+ ( 0.08 *+ 0.15 X)(線包外間絕緣)=1.23 + 5.23 + 0.46 + 0.30 + 0.46 + 4.85 + 0.46 + 1.23 + 0.46 + 1.23 + 0.46=16.37mm（ 14）檢驗“蓬松系數(shù)”蓬松系數(shù)=鐵片窗口寬度 / 線包（壓實的）厚度“蓬松系數(shù)”一般可以在 1.21.3 間，蓬松系數(shù)小者要注意繞的十分緊才行 ，蓬松系數(shù)過大說明選的鐵心規(guī)格大了 ，要重選重算。 對于經(jīng)驗不多的初學者，不妨以1.31.35 進行檢驗。不然可能繞完了發(fā)現(xiàn)裝不進鐵片。檢驗：蓬松系數(shù)= 22 / 16.37 = 1.34很合適的呀。（ 15）修正方案：燈絲繞組可以選用 0.8nn直徑漆包線2根并繞（0.80線最大外徑0.89，每層可繞54圈，6.3V繞組26 X2，剛好可以繞下） 這樣導線可以分布開來不至于只有半邊，繞出來的線包就比較平整。還可以減小繞組厚度。這時，計算線包（壓實的）厚度：=1.23 + 5.23 + 0.46 + 0.30 + 0.46 + 4.85 + 0.46 + 0.89