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1、EI 铁芯电源变压器计算步骤编写者：黄永吾,已知变压器有以下主要参数： 初级电压1=220V, 频率 f=50Hz 次级电压2=20V, 电流2=1A 其他一些要求如安规、温升、电压调整率、环境、（防潮、防震、防灰尘等）、工作状态、寿命等。,EI型变压器设计软件计算步骤如下：,1.计算变压器功率容量： 2.选择铁芯型号： 3.计算铁芯磁路等效长度： 4.计算铁芯有效截面积： 5.计算变压器等效散热面积： 6.计算铁芯重量： 7.计算胶芯容纳导线面积: 8.初定电压调整率： 9.选择负载磁通密度: 10.计算匝数： 11.计算空载电流: 12.计算次级折算至初级电流： 13.计算铁芯铁损： 14
2、.计算铁损电流： 15.计算初级电流:,以下为结构计算：,16.计算各绕组最大导线直径： 17.校核能否绕下: 18.计算各绕组平均长度： 19.计算各绕组导线电阻: 20.计算各绕组导线质量： 21.计算各绕组铜损： 22.计算各绕组次级空载电压: 23.核算各绕组次级负载电压: 24.核算初级电流: 25.核算电压调整率： 重复825项计算三次： 26.修正次级匝数: 重复825项计算三次： 27核算变压器温升:,1计算变压器功率容量,纯电阻性负载绕组伏安值： VA纯阻=UiIi 半波整流绕组伏安值： VA半波=1/2UjIj+UjI2j- I2= 全波整流绕组伏安值： VA全波=1.71
3、UkIk 桥式整流绕组伏安值 VA桥式=UmIm 倍压整流绕组伏安值： VA倍压=UdId 变压器功率容量计算： VA换算= VA纯阻+VA半波+VA全波+VA桥式+VA倍压,2.选择铁芯型号：,铁芯型号 a C L h H EI-28 8 6 28 17 25 EI-35 9.6 7.7 35 19.5 29.5 EI-41 13 8 41 21 33 EI-48 16 8 48 24 40 EI-54 18 9 54 27 45 EI-57 19 9.5 57 28.5 47.5 EI-60 20 10 60 30 50 EI-66 22 11 66 33 55 EI-76 .2 25.4
4、 12.7 76.2 38.1 63.5 EI-85.8 28.6 14.3 85.8 42.9 71.5 EI-96 32 16 96 48 80 EI-105 35 17.5 105 52.5 87.5 EI-114 38 19 114 57 95 EI-133.2 44.4 22.2 133.2 66.6 111 当EI-48以上时： L48 C=0.5a h=1.5a H=2.5a L=3a,L,H,a,h,c,3计算铁芯磁路等效长度lfe：,EI-48以上（含EI-48） lfe=2h+2c+0.5a=（4+0.5）a =5.57a （cm） 例：EI-57 lfe=5.57a=5.
5、5719=10.58 cm EI-48以下：lfe=2h+(a/(L-a-2c)(2c+(0.25a+(L-a-2c) /4) （cm） e=0.5(L-a-2c) 例：EI-35：lfe=21.95+(0.96/(3.5-0.96-20.77) (20.77)+ ( 0.25 0.96+ 3.5-0.96-20.77)/4)=(3.9+(0.96/1(1.54)+ (0.24+0.25) =3.9+0.96(1.54+1.539)=6.86 （cm） 铁芯磁路平均长度lfe（cm） 型号EI-28 EI-35 EI-41 EI-48 EI-54 EI-57 EI-60 Lfe 5.86 6.
6、86 8.15 8.91 10.03 10.58 11.14 型号EI-66 EI-76 EI-86 EI-96 EI-105 EI-114 EI-133 Lfe 12.25 14.15 15.93 17.82 19.49 21.17 24.73,4计算铁芯有效截面积Afe：,Afe=aB11Kfe （cm2） Kfe 铁心片占空系数 . a-铁芯舌宽（cm） B11铁芯叠厚（cm） 例：铁芯EI 5725 0.5mm 铁芯片 Afe =aB11Kfe =1.92.50.96=4.56 （cm2）,5计算变压器等效散热面积F：,铁芯散热面积Ffe= 0.01( 2B11(H+L) +2(HL-
7、(a+2ch)cm2 线圈散热面积FCU=0.02 (a+c)h+2ca+2c2) cm2 式中：B11铁芯叠厚（mm） 例：EI-5725 铁芯 铁芯散热面积Ffe= 0.01( 2B11(H+L) +2(HL-(a+2ch) cm2 =0.01(225(47.5+57)+2(5747.5-(19+29.528.5) =84.74 cm2 线圈散热面积FCU=0.02(a+c)h+2ca+c2) cm2 =0.02(19+9.5)28.5+2199.5+9.59.5) =40.73 cm2,6.计算铁芯质量：,铁芯质量Gfe= KfeVfe =0.001 Kfe(HL-2ch)B11 g -
8、铁芯材料密度 g/cm3 EI-48以上： 铁芯体积：Vfe=0.0016a2B11 cm3 铁芯质量Gfe= 0.001KfeVfe =0.001 Kfe 6a2B11 g 例：牌号 H50 - 0.5mm EI-5725 铁芯 铁芯体积Vfe=0.001(HL-2ch) B11 =0.001(5747.5-29.528.5) 25 =54.15 cm3 铁芯质量Gfe= Kfe Vfe =0.9654.157.85=408g 或铁芯质量Gfe=0.0010.966192257.85=408g,7.计算胶芯容纳导线面积Aw：,AW=CD (mm2),抽屉式胶芯: 单位：mm,王字型胶芯,（两
9、空间相同） 型号 EI-28 EI-35 EI-41 EI-48 EI-54 EI-57 EI-60 C 8.2 8.8 10 11.2 12.5 12.7 D 6.2 6.3 6.3 6.2 7.45 8.36 AW 51.25 55.44 63 68.2 93.1 106 型号 EI-66 EI-76 EI-86 EI-96 EI-105 EI-114 EI-133 C 14.5 16.6 18.8 22 25.2 D 9.35 10.5 12 13.8 15.2 AW 136 174 226 305 383 （两空间不同） 型号 EI-28 EI-35 EI-41 EI-48 EI-54
10、 EI-57 EI-60 C1 6.5 7.5 8.5 9.2 11.2 11.8 12.4 C2 7.5 8.8 9.5 11 12 13.3 13.5 D 4.1 5.5 5.8 5.8 6.2 6.9 7.3 AW1 29.6 45 52.7 59.8 69.44 93.22 101 AW2 34.1 52.8 58.9 71.5 74.4 105.1 110 型号 EI-66 EI-76 EI-86 EI-96 EI-105 EI-114 EI-133 C1 13.4 14.9 C2 15.4 17.5 D 9.3 10.5 AW1 125 156 AW2 143 185,工字型胶芯,
11、型号 EI-28 EI-35 EI-41 EI-48 EI-54 EI-57 EI-60 C 14.9 17.4 19 21.6 23.5 25.6 27 D 4.6 6.3 6.25 6.5 6.2 7.85 8.35 AW 68.54 92.61 119 140 146 201 225 型号 EI-66 EI-76.2 EI-85.8 EI-96 EI-105 EI-114 EI-133.2 C 30 34.6 40 45 49 52.8 D 9.15 10.7 12 12.5 15.6 15.9 AW 275 370 480 563 762 840,8.初定电压调整率U%：,电压调整率U
12、%在10%-30%之间，可初定为15%，通过计算后修正。,9. 选择负载磁通密度B：,小铁芯（EI-57以下）负载磁通密度最大值可选为1.7特，考虑变压器要通过1.1倍的过电压考验，故可选为1.7/1.11.55特。 大铁芯（EI-66以上）当铁损大于铜损时，理论证明当铁损等于铜损时，输出功率最大，为降低铁损，负载磁通密度可根据铁损来确定。,10. 计算匝数:,初级匝数1(1U%/2)/(4.44BfAfe10-4) 次级匝数(1U%/2)/(4.44BfAfe10-4) 例：EI 5725 0.5mm矽钢片， B=1.55T, U%=10%, f=50Hz, U1=220V 220(10.1
13、/2)/(4.441.55501.92.50.9610-4) =1332匝 20(10.05)/(4.441.55501.92.50.9610-4) =134,11. 计算空载电流0：,0=HLfe/N1 H磁场强度（安匝厘米）由试验画出磁化曲线得出 ,此曲线为典型磁化曲线,不是实际磁化曲线. Lfe铁芯片磁路平均长度（厘米） N1初级圈数 例:0=HLfe/N1 =5.2510.58/1332 =0.0417A =41.7mA,12. 计算次级折算至初级电流1：,1=InNn/ N1 (A) n1 例：1=I2N2/ N1 =1134/1332 =0.101A,13. 计算铁芯损耗Pfe(瓦
14、)：,PfefeP15/50(B /1.5)2 (瓦) 例： PfefeP15/50(B /1.5)2 =0.4085.65(1.55/1.5)2=2.46瓦 fe铁芯质量（Kg） P15/50 材料单位损耗（W/Kg） 由于材料的出厂标准比材料的实际性能大很多，在使用中须根据实际情况修正，例如：H-50材料单位损耗P15/50、材料标准定为13瓦/公斤，厂家推荐典型数据为8瓦/公斤，实际使用为5.4-6.6瓦/公斤,相当于H23的材料标准，磁性能原则上是铁心片尺寸越小距材料性能越远，对空载电流来讲，H-50空载电流要小于H-23，但空载损耗则H-23要比H50小。也就是说为满足空载电流应选H50材料，为满足温升要求应选单位铁损小于H50的材料。,14. 计算铁损电流fe：,fePfe1=2.46/220=0.0112A Pfe铁芯损耗(瓦),15. 计算初级电流1：,1=(1 +fe )2 +02 =(0.101 +0.0112)2+0.04172=0.12A 1 次级折算至初级电流（A） fe铁损电流（A） 0空载电流（A）,16. 计算各绕组最大导线直径djn：,计算线径有两种方法，一种是采用电流密度来计算线径，这种计算方法要先计算出电流密度，且直接计算出裸线直径，线径与功率大小有关。同样的铁芯和胶芯不同的电压调整率，输出功率不同，电流密度相差较大而线径
