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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u2、i2，u3、i3，u4、i4，则s2为s2 u 2i2 u 3i 3（VA）2、估算变压器输入容量si和输入电流ii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S1的计算式为S1S2(VA)式中：一一变压器效率，始终小于1， IkVA以下的变压器“。输入电流1 的计算式为Ii（1.1 1.2） siiU1A）式中：U1次侧电压的有效值，V。3. 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 何 形状如图1-11-1所示。它的中柱横截面A
3、Fe的大小与变压器输出容量的关系为AFe k S2(cm2)式中：k经验系数，大小与s2有关，可参考表1-11-1表 1-11-1 经验系数k参考值S2 (VA)01010505050050010001000以上K21.75 21.4 1.51.2 1.41由图1-11-1可知，铁心截面积为AFe ab式中：a铁心柱宽，变再器铁心尺寸cm； b铁心净叠厚，cm。由AFe计算值并结合实际情况，即可确定a和b的大小。图 11-11-1考虑到硅钢片间绝缘漆膜及钢片间隙的厚度，实际的铁心k0(cm)厚度b的计算式为式中：ko叠片系数，其取值范围参考表1-11-2。表 1-11-2 叠片系数匕参考值名称
4、硅钢片厚度，mm绝缘情况Ko热轧硅钢片0.5两面涂漆0.930.350.91冷轧硅钢片0.35两面涂漆0.920.35不涂漆0.95(b)硅钢片尺寸的选用 表1T1-3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1一11 3小型变压器
5、通用硅钢单位：mma片尺寸hAH137.52240341692450401910.530605022113366552512.537.57562.52814428470321648968038195711495442266132110502575150125562884168140643296192160（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Bm的制约还与铁心的结构形状有关。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 =】2 L4T热轧硅钢片d41,d42Bm =L 1-2T热轧硅
6、钢片d43Bm =1-1T2T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BmW 达（1.51.6 ） 而垂直方向时磁阻很大，磁通密度很小。4 .计算每个绕组的匝数N由变压器感应电势E的计算公式E 4.44 fN m 4.44 fNB mAFe 10 4（V）得感应产生1V电势的匝数1 45n 0 44.44 fBm AFe 10BmAFe（匝 /V ）根据所使用的硅钢片材料选取Bm值，一般在8皿范围值内取下限值。再确定铁心柱截面积AFe血及N0，最后根据下式求取各个绕组的匝数。一次侧
7、绕组的匝数为：N1 U1N0 （V）二次侧绕组的匝数为：n2 1.05U 2n0 （V）n3 1.05U 3N0(V)N n 1.05U n气)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由下式得出导线截面积朗.(mm2)A，二L电流密度一般选取.二(23)A/mm2 ；但在变压器短时工作时，电流密度可取.二(45)A/mm2。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小，根据巾值 再查表，得到漆包导线带漆膜后的外径e ,。表1_11_4常用圆铜漆包线规格导线直径巾(mm)导线截面A2A (mm)导线最大外径 /
8、(mm)导线直径e导线截面A2A (mm)导线最大外径e / (mm)油性漆包线其它绝缘漆包油性漆包线其它绝缘漆包0.10 0.S007850.12线 0.13?.9 (mm) 273S0.64线0.660.11 0.009500.1350.140.20.3020.670.690.12 0.011310.140_40.3220.690.720.130.01330.150.16?. 70.3530.720.750.140.01540.160.17 J90.3740.740.770.15 0.017670.1760.197-20.4070.780.800.160.02010.180.207.40.
9、4300.800.830.170.02550.200.22800.5030.860.890.180.02550.200.22?.00.5030.860.890.190.02840.210.0.23?.30.5410.890.920.200.031400.225J460.5810.920.950.210.03460.2350.25).00.6360.960.990.230.04150.2550.28 c30.6790.991.020.250.04910.2750.300.96 0.7241.021.050.280.05730.310.32：00.7851.071.110.290.06670.33
10、1.0.34 n40.8491.121.150.310.07550.350.361L80.9161.161.190.330.08550.3700.38L20.9851.201.230.350.09620.390.4161.0571.241.270.380.11340.420.44,L)0 1.1311.281.310.410.13200.4510.47251.2271.331.360.440.15210.491.0.50Q01.327.381.410.470.17350.520.53】351.4311.431.460.490.18860.540.55 L 401.5391.481.510.51
11、0.2040.560.58 L451.6511.531.560.53 0.2210.581.0.60 匚501.7671.581.610.550.2380.600.62】.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N1为0.9 h 2 4n1d(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
12、为NmiNi (层)(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为绕组框架厚度1mm，外包对地绝缘为二层电缆 纸 (2 0.07 mm)夹一层黄蜡布(0.14 mm),合计厚度顷mm；(2) 绕组间绝缘及对地绝缘的厚度r 0.28mm；(3) 层间绝缘的厚度 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 02mm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1为同理可求出二次侧每个绕组的总厚度2,
13、 3(d) 全部绕组的总厚度为(1.11.2)( 0 1 2 3 ) (mm)式中系数(1112)为考虑绕制工艺因素而留的裕量。若求得绕组的总厚度小于窗口宽度C,则说明设计方案可以实施；若大于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广2 -为较合适的尺寸配合，故不能任意增大叠厚；其二 是重新选取硅钢片尺寸，如加大铁M柱宽3，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(3)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，它需要一个塞在骨架内腔中
