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1、实训八、小型单相变压器的绕制小型单相变压器的绕制分设计制作和重绕修理制作两种，无论那种，其绕制工艺都是相 同的。设计制作是将使用者的要求作为依据，以满足要求进行设计计算后再绕制；而重绕修 理制作是以原物参数作为依据，进行恢复性的绕制。下面先学习设计制作方式的变压器绕制。一、小型单相变压器的设计制作小型单相变压器的设计制作思路是：由负载的大小确定其容量；从负载侧所需电压的高 低计算出两侧电压；根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸。经过一系列的设计计算， 为制作提供足够的技术数据，即可做出满足需要的小型单相变压器。（一）设计计算1、计算变压器输出容量S2输出容量的大小受变压器二次侧供给负载量的
2、限制，多个负载则需要多个二次侧绕组，各绕组的电压、电流分别为 22，33VA)2、估算变压器输入容量Si和输入电流11对小型变压器，考虑负载运行时的功率损耗（铜耗及铁耗）后，其输入容量Si的计算式为VA)式中：一一变压器效率，始终小于1，1kVA以下的变压器二.8.9输入电流 I1 的计算式为S/ 二(1.1 -1.2)开1U 1 (A)式中：U1一次侧电压的有效值，V3变压器铁心截面积的计算及硅钢片尺寸的选用（a）截面积的计算小型单相变压器的铁心多采用壳式，铁心中柱放置绕组。铁心的几A何形状如图1-11-1所示。它的中柱横截面AFe的大小与变压器输出容量S2的关系为AFe= 2(cm2)表
3、1-11-1 经验系数 k 参考值S (VA)01010 5050 50050010001000以上K21.75 21.4 1.51.2 1.41由图 1-11-1 可知，铁心截面积为A = abFe式中：a铁心柱宽，cm；b铁心净叠厚，cm。A图1-11-1由AFe计算值并结合实际情况,即可确定a和b的大小。变压器铁心尺寸考虑到硅钢片间绝缘漆膜及钢片间隙的厚度，实际的铁心厚度b的计算式为(cm)式中：k叠片系数，其取值范围参考表1T1-2。表 1-11-2 叠片系数 K 参考值 0名称硅钢片厚度，mm绝缘情况K热轧硅钢片0.5两面涂漆0.930.350.91冷轧硅钢片0.35两面涂漆0.92
4、0.35不涂漆0.95(b)硅钢片尺寸的选用 表1-11-3列出了目前通用的小型变压器硅钢片的规格,可供查询。其中各部分之间的关系如图1-11-2所示。图中c=0.5a, h=1.5a(当a64mm时，h=2.5a).A=3a, H=2.5a, bW2a。如果计算求得的铁心尺寸与表1-11-2的标准尺寸不符合，又不便于调整设计，则建议 采用非标准铁心片尺寸，并采用拼条式铁心结构。压器硅钢片尺寸(b)拼条硅钢片尺寸(a)小变图 1-11-2 变压器硅钢片尺寸表 1113小型变压器通用硅钢片尺寸单位：mmachAH137.52240341692450401910.53060502211336655
5、2512.537.57562.52814428470321648968038195711495442266132110502575150125562884168140643296192160(c)硅钢片材料的选用 小型变压器通常采用0.35mm厚的硅钢片作为铁心材料,硅钢片 材料规格型号的选取，不仅受材料磁通密度B的制约还与铁心的结构形状有关。m若变压器采用 E 字型铁心结构，硅钢片材料可选用：冷轧硅钢处片D310Bm =1.21.4T热轧硅钢片D41，D42Bm =1.01.2T热轧硅钢片D43Bm =1.1T.2T若变压器采用 C 字型铁心或拼条式铁心结构，硅钢片材料只能选用有趋向的冷轧硅
6、钢 片，因为这种材料使磁路有了方向性，顺向时磁阻小，并具有较高的磁通密度，磁通密度 B可达(1.51.6) T。而垂直方向时磁阻很大，磁通密度很小。m4.计算每个绕组的匝数N由变压器感应电势E的计算公式V）E = 4.44fN =4.44fNB A x 10-4mm Fe得感应产生IV电势的匝数45B Am Fe（匝/V）14.44fB A x 10-4m Fe根据所使用的硅钢片材料选取Bm值，一般在B范围值内取下限值。再确定铁心柱截面m积AFe二ab及No，最后根据下式求取各个绕组的匝数。N = UN一次侧绕组的匝数为：Ni1 o (V)二次侧绕组的匝数为：N2二1.05U2No (V)N
7、二 1.05U N 心33 0(V)N 二 1.05U N 心nn 0(V)注意：式中二次侧绕组所增加的 5%的匝数是为补偿负载时的电压降。5计算每个绕组的导线直径并选择导线A由下式得出导线截面积ASAS =mm2)电流密度一般选取j = (23)A/mm2 ；但在变压器短时工作时，电流密度可取j = (45) A/mm2。A再由计算出的as为依据，查表1-11-4选取相同或相近截面的导线直径0 ,根据0值再 查表，得到漆包导线带漆膜后的外径0 。表 1 11 4 常用圆铜漆包线规格导线直径0 (mm)导线截面A (mm2)导线最大外径0 /(mm)导线直径0 (mm)导线截面A (mm2)导
8、线最大外径0 (mm)油性漆包线其它绝缘漆包线油性漆包线其它绝缘漆包线0.100.007850.120.130.590.2730.640.660.110.009500.130.140.620.3020.670.690.120.011310.140.150.640.3220.690.720.130.01330.150.160.670.3530.720.750.140.01540.160.170.690.3740.740.770.150.017670.170.190.720.4070.780.800.160.02010.180.200.740.4300.800.830.170.02550.200.
9、220.800.5030.860.890.180.02550.200.220.800.5030.860.890.190.02840.210.230.830.5410.890.920.200.031400.2250.240.860.5810.920.950.210.03460.2350.250.900.6360.960.990.230.04150.2550.280.930.6790.991.020.250.04910.2750.300.960.7241.021.050.280.05730.310.321.000.7851.071.110.290.06670.330.341.040.8491.12
10、1.150.310.07550.350.361.080.9161.161.190.330.08550.370.381.120.9851.201.230.350.09620.390.411.161.0571.241.270.380.11340.420.441.201.1311.281.310.410.13200.450.471.251.2271.331.360.440.15210.490.501.301.327.381.410.470.17350.520.531.351.4311.431.460.490.18860.540.551.401.5391.481.510.510.2040.560.58
11、1.451.6511.531.560.530.2210.580.601.501.7671.581.610.550.2380.600.621.561.9111.641.670.570.2550.620.646核算铁心窗口的面积核算所选用的变压器铁心窗口能否放置得下所设计的绕组。如果放置不下，则应重选导 线规格，或者重选铁心。其核算方法如下：(a) 根据铁心窗高h (mm),求取每层匝数N为一 0.9xlh-(2 4)N =1/(匝/层)式中的系数0.9为考虑绕组框架两端各空出5%的地方不绕导线而留的裕度，而(24) 为考虑绕组框架厚度留出的空间。(b) 每个绕组需绕制的层数mi为Nm =Ni(层
12、)Q Q Q(c) 计算层间绝缘及每个绕组的厚度1 2 3。通常使用的绝缘厚度尺寸主要有:(1) 一、二次侧绕组间绝缘的厚度Q 0为绕组框架厚度1mm,外包对地绝缘为二层电缆 纸(2x007mm)夹一层黄蜡布(0.14 mm),合计厚度o = 1.28mm；(2) 绕组间绝缘及对地绝缘的厚度r = 028 mm；(3) 层间绝缘的厚度Q 导线为0.2mm以下的用一层(0.020.04)mm厚的透明纸 (白玻璃纸)；导线为0.2mm以上的用一层(0.050.07) mm厚的电缆纸(或牛皮纸)，更粗 的导线用一层0.12mm的青壳纸。最后可求出一次侧绕组的总厚度Q 1为Q = m (d r + 5
13、r) + r1iQ Q同理可求出二次侧每个绕组的总厚度。2 3(d) 全部绕组的总厚度为(mm) = (1.1 1.2)( + + + + )0123式中系数(1.11.2)为考虑绕制工艺因素而留的裕量。若求得绕组的总厚度5小于窗口宽度C,则说明设计方案可以实施;若5大于C,则方案 不可行，应调整设计。设计计算调整的思路有二：其一是加大铁心叠厚b，使铁心柱截面积 AFe加大，以减少绕组匝数。经验表明，b r=（12）a为较合适的尺寸配合，故不能任意增大A叠厚；其二是重新选取硅钢片尺寸，如加大铁心柱宽a,可增大铁心截面积AFe，从而减少 匝数。（二）绕组制作小型变压器的绕组制作一般按以下步骤进行。1木芯与线圈骨架的制作（a）木芯的制作 在绕制变压器线圈时，将漆包线绕在预先做好的线圈骨架上。但骨 架本身不能直接套在绕线机轴上绕线，它需
