电子变压器设计.pdf

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1、目录一、变压器简介二、变压器种类三、变压器的结构四、变压器工作原理及应用1.空载运行和电压变换2.负载运行和电流变换五、变压器的特性参数六、变压器材料介绍1.线架BOBBIN2.铁芯CORE3.套管TUBE4.胶带TAPE5.漆包线WIRE6.浸渍绝缘漆7.变压器主要材料简单总结七、变压器设计1.工频变压器的设计流程2.变压器设计举例3.工频变压器参数的测量与推导八、变压器制作1.工频变压器制作流程2.变压器制作工法(低频类)3.变压器(3KVA)样机手工制作流程：九、变压器的检验1.一般常规检验2.异常检验3.温度上升检验

2、4.变压器解体检查5.振动检验6.其他检验十、变压器的安全规格附：常见物理量的概念解释一、变压器简介变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电,到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用,以此减少传输过程中电能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压,再通过整流和滤波,得到电路所需要的直流电压;在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。变压器虽然大小悬殊,用途

3、各异,但其基本结构和工作原理却是相同的。它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。图1-1中(a)为变压器的结构示意图，(b)为变压器符号。图1-1变压器二、变压器种类（1）按用途分：电变压器、电源变压器、整流变压器（整流电路用）、电炉变压器（给电炉供电，二次側电压较低，电能→热能）、电焊变压器（给电焊机供电）、矿用变压器（干式防爆）、仪用变压器（用在测量设备中）、船用变压器、电子变压器（用在电子线路中）、电流互感器、电压互感器等；（2）按相数分：单相变压器、三相变压器；（3）按频率分

4、：高频变压器（开关电源）、中频变压器、工频变压器；（4）按冷却介质分：油浸变压器、干式变压器（空气自冷）、水冷变压器；（5）按铁心形式分：心式变压器、壳式变压器；（6）按绕组数分：双绕组变压器、自耦变压器、三绕组变压器、多绕组变压器。连接发电机与电网的升压变压器三相干式变压器高频变压器接触调压器工频变压器三、变压器的结构变压器由铁心和绕组两个基本部分组成,他们构成了变压器的器身。1.铁心：构成了变压器的磁路，铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。铁心材料：为了提高磁路的导磁性能，减少

5、铁心中的磁滞、涡流损耗，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5mm，两面涂以厚0.02～0.23mm的漆膜，使片与片之间绝缘。图3-1为几种常见的铁心形状，其中（a）为口型铁心，（b）为EI型铁心，（c）为FF型铁心，(d)为C型铁心。图3-1常见铁心形状2.绕组：绕组是变压器的电路部分，一般采用绝缘铜线或铝线绕制,其中与电源相连的绕组称为原绕组（或称为原边、一次侧、初级）;与负载相连的绕组称为副绕组（或称为副边、二次侧、次级）。原绕组：输入电能副绕组：输出电能他们通常套

6、装在同一个心柱上，原边和副边绕组具有不同的匝数，通过电磁感应作用，原边绕组的电能就可传递到副边绕组，且使原、副次绕组具有不同的电压和电流。其中，两个绕组中，电压较高的我们称为高压绕组，相应的电压较低的称为低压绕组。按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳式变压器,如图3-2所示。心式变压器的铁心被绕组包围,而壳式变压器的铁心则包围绕组。图3-2变压器的结构形式四、变压器工作原理及应用1.空载运行和电压变换如图4-1，将变压器的原边接在交流电压ｕ上,副边开路,这种运行状态称为空载运行。1此时副绕组中的电流i=0,电压为开路电

7、压u,原绕组通过的电流为空载电流i,电压和电22010流的参考方向如图所示。图中Ｎ１为原绕组的匝数,Ｎ２为副绕组的匝数。图4-1变压器空载运行副边开路时,通过原边的空载电流i就是励磁电流。磁动势iN在铁心中产生的主磁10101通Φ既穿过原绕组,也穿过副绕组,于是在原、副绕组中分别感应出电动势ｅ和ｅ。且ｅ12和ｅ与Φ的参考方向之间符合右手螺旋定则,由法拉第电磁感应定律可得：12deN11dtdeN22dtｅ和ｅ的有效值分别为１２E.444fN(4.1)11mE.444fN(4.2)22m式中ｆ为交流电源的频

8、率,Φ为主磁通的最大值。m如果忽略漏磁通的影响并且不考虑绕组上电阻的压降时,可认为原、副绕组上电动势的有效值近似等于原、副绕组上电压的有效值,即UE11UE22UE.444fNN111m1因此K(4.3)UE.444fNN2022m2由式（4.3）可见,变压器空载运行时,原