工频变压器设计.doc

工频变压器设计工频变压器是最简单的变压器，基本不用考虑分布电感、分布电容、信号源内阻、等效电路各种指标等复杂因素，直接按标准化步骤操作即可，所以用工频变压器来进行变压器设计入门是最好不过了。简单说就是根据功率选择铁心，然后计算匝数，再看能否绕下。不同的人设计标准不同，可能和下面计算有偏差，但是本质思想都是一样的。有时算到后面需要重新再来，其实相当于一个迭代设计过程，反复设计直至满足要求为止。 理论计算完成后还需要实际测试效果进行验证，因为铁心参数，制作工艺可能和我们假设的不一样，所以设计完成后基本都需要再根据实测结果进行调整。 要求： 高压输出：260V，150ma； 灯丝1：5V，3A； 灯丝2：6.3v，3A中心处抽头； 初、次级间应加有屏蔽层。 根据要求铁芯型号采用“GEIB一35”。 计算如下： （1）计算变压器功率容量（输入视在功率）： P（1.4高压交流电压电流灯丝1电压电流灯丝2电压电流）/效率 （1.42600.15536.33）/0.9 （54.61518.9）/0.9 98.33VA （2）计算原边电流 I11.05P/2200.469A （3）按照选定的电流密度（由计划的连续时间决定），选取漆包线直径。 如按照3A/mm2计算：D0.65I（0.65电流的开方） 并规整为产品规格里有的线径（可查资料）： 选定： 原边直径D10.45mm 高压绕组直径D20.25mm 灯丝绕组直径D3D41.12mm (4）铁心截面面积 S01.25（P）1.259812.5CM2 （5）铁心叠厚： 根据他的要求铁芯型号采用“GEIB一35”， 查到：舌宽35MM3.5CM 则：叠厚12.5/3.53.6CM 一般地（叠厚/舌宽）在12之间是比较合适的。 （6）铁心有效截面积： S1舌宽叠厚/1.111.454CM2 （7）计算每伏匝数 计算式：每伏匝数n（45000）/（BS1） 其中 B1000012000（中等质量硅钢片，如原先上海无线电27厂产品铁心） 或15000（Z11等高质量硅硅片） 或8000（电动机用硅钢片）。 S1：铁心有效截面积，等于（舌宽叠厚）/1.1 假定是中等质量铁心，并且保守点，取B10000 则： n450000/BS1 =450000/（1000011.454） 3.93(T/V) （8）计算每组匝数 原边圈数：N1220n2203.930.95822（T） 副边高压：N22601.05n1073（T）这是一半，还要再22146T。 灯丝1（5V）：N351.05n21（T） 灯丝2（6.3V）：N36.31.05n26（T） （10）计算每层可绕圈数（窗口高度两端要留下3MM）： 查得该铁心窗口高度h61.5mm， 查表得知：选用的漆包线带漆皮最大外径 D1Max0.51mm D2Max0.30mm D3Max1.23mm D4Max1.23mm 按照每层可绕：N（h0.523）/（KDMax）计算 （分子的含义是：由h61.5mm可绕线宽度为61.50.52355mm） （分母是排线系数K最大外径DMax，对于初学者，小于0.3的线K1.20，0.30.8的线K1.15，大于0.8的线K=1.10。如您已经有较好的绕线经验，K可以105102） 代入上述数据得到： 原边每层可绕：94圈 高压每层可绕：154圈 灯丝每层可绕：39圈（最后有讨论）。 （也可以直接查“每厘米可绕圈数表”得到） （11）各绕组的层数 前面已经算出各组圈数则，则各绕组的层数： 原边822/948.74，取9层 高压2146/15413.94，取14层 灯丝1：1层， 灯丝2：1层。 （12）绝缘设计 骨架，用1MM厚红钢纸，外加0.15MM覆膜青壳纸1层0.08MM电缆纸1层； 原边绕组垫纸用0.08MM电缆纸； 副边高压绕组垫纸用0.05MM电缆纸； 组间绝缘用0.08MM电缆纸1层0.15MM覆膜青壳纸2层0.08MM电缆纸1层； （绕组外绝缘同组间绝缘） （13）计算线包（压实的）厚度： （10.15+0.08）（骨架及内层绝缘） （90.5180.08）（原边绕组） （0.0820.152）（组间绝缘1） （隔离层，如可能用0.05铜箔，如无，就用与高压绕组同直径的线绕一层代） （0.0820.152）（组间绝缘2） （140.30130.05）（高压绕组） （0.0820.152）（组间绝缘3） （1.23）（灯丝1） （0.0820.152）（组间绝缘4） （1.23）（灯丝2） （0.0820.152）（线包外间绝缘） 1.235.230.460.300.464.850.461.230.461.230.46 16.37mm （14）检验“蓬松系数” 蓬松系数铁片窗口宽度/线包（压实的）厚度 “蓬松系数”一般可以在1.21.3间，蓬松系数小者要注意绕的十分紧才行，蓬松系数过大说明选的铁心规格大了，要重选重算。对于经验不多的初学者，不妨以1.31.35进行检验。不然可能绕完了发现装不进铁片。 检验： 蓬松系数22/16.371.34 很合适的呀。 （15）修正方案： 灯丝绕组可以选用0.8nn直径漆包线2根并绕（0.80线最大外径0.89，每层可绕54圈，6.3V绕组262，刚好可以绕下）。这样导线可以分布开来不至于只有半边，绕出来的线包就比较平整。还可以减小绕组厚度。 这时， 计算线包（压实的）厚度： 1.235.230.460.300.464.850.460.890.460.890.46 15.69mm 蓬松系数22/15.691.41 这就非常之宽松了，说明选的铁心规格大了，利用手头现有铁心当然可以。保证可以成功。 计算完毕。 （16）讨论： 当然阿，也可以选用2.5A/mm2的电流密度，不妨计算一下。