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小型单相变压器设计 变压器的结构 （1） 铁心：铁心是变压器磁路部分。为减少铁心内磁滞损耗涡流损耗，通常铁心用含硅量较高的、厚度为0.35或0.5mm、表面　涂有绝漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成。铁心分为铁柱和铁轭两部分，铁柱上套装有绕组线圈，铁轭则是作为闭合磁路之用，铁柱和铁轭同时作为变压器的机械构件。 铁心结构有两种基本形式：心式和壳式。 绕组：绕组是变压器的电路部分。一般采用绝缘纸包的铝线或铜线绕成。为了节省铜材，我国变压器线圈大部分是采用铝线。其它结构部件：储油柜气体继电器油箱1表示，副绕组各量用下标2表示。原绕组匝数为N1，副绕组匝数为N2。 理想状况如下（不计电阻、铁耗和漏磁），原绕组加电压u1，产生电流i1，建立磁通Φ，沿铁心闭合，分别在原副绕组中感应电动势e1和e2。 图（1）变压器结构示意图 根据电磁感应定律可以推导出一次侧和二次侧绕组感应电动势： E1=4.44fN1BmA×10-14 E2=4.44fN2BmA×10-14 在式中Bm为铁心中最大的磁通密度（T），A为铁心的截面积（cm2），f为电源频率，工频为50Hz，N1为一次侧绕组的匝数，N2为二次侧绕组的匝数。 将上面两式相比得 如果忽略一、二次侧绕组本身的压降，可以认为U1≈E1、U2≈E2，于是上式可以化为 ≈==Ku 小型单相变压器一般是指工频小容量单相变压器。 （3）小型单相变压器的计算 小型单相变压器的计算包括额定容量的确定，铁心尺寸的选定，绕组的匝数与导线直径，绕组（线圈）排列及铁心尺寸的最后确定四个部分。 （1）变压器额定容量的确定 二次侧容量 S2=U2I2+U3I3+……+UnIn 式中S2为二次侧的总容量（V·A） U2，U3，……Un——二次侧各个绕组电压的有效值（V）； I2，I3，……In—— 二次侧各个绕组的负载电流有效值（A）。 一次侧绕组容量 考虑到变压器中有损耗，所以一次绕组的容量应该为 S1=（单位为V·A） 式中η为变压器的的效率，小于1且变压器的容量越小η也越小，约为0.8～0.9。表1所给的数据是生产时间的统计数据，可供计算时初步选用。 表1 小容量变压器计算参考数据 变压器容量 V·A 磁通密度×10T 效率η（%） 电流密度 铁心计算中的 值 小于10 6000～7000 60～70 3～2.5 2 10～50 7000～8000 70～80 2.5～2 2～1.5 50～100 8000～9000 80～85 2.5～2 1.5～1.3 100～500 9000～11000 85～90 2.5～1.5 1.3～1.25 500～1000 11000～12000 90～92 1.5～1.2 1.25～1.1 小容量变压器铁心形式多采用壳式，中间心柱上套放绕组，铁心的几何尺寸如图2所示。 图2 小容量心柱截面积A大小与其视在功率有关，一般用下列经验公式计算（单位为㎝ ）。 A=K0 A——铁心柱的净面积，单位为cm2 ——截面计算系数，与变压器额定容量有关，按表2选取，当采用优质冷轧硅钢片时可取小些截面积计算系数 表截面积计算系数 /VA ＜10 10～50 50～100 100～500 ＞500 2～1.75 1.75～1.5 1.5～1.35 1.35～1.25 1.25～1.0 ’Kc 式中 a——心柱的宽度（mm）； b——心柱的净叠厚（mm）；——心柱的实际厚度（mm）； Kc——叠片系数，是考虑到铁心叠片间的绝缘所占空间引起铁心面积的减小所引入的。对于0.5mm厚，两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc =0.93；对于0.35mm厚两面涂漆绝缘的热轧硅钢片，Kc =0.91；对于0.35mm厚，不涂漆的冷轧钢片，Kc =0.95。 按A的值，确定a和b的大小，答案是很多的，一般取b=(1.2~2.0)a，,并尽可能选用通用的硅钢片尺寸。表3列出了通用的小型变压器硅钢片尺寸。 表3 小型变压器通用的硅钢片尺寸 a c h H 13 16 19 22 25 28 32 38 44 50 58 64 7.5 9 10.5 11 12.5 14 16 19 22 25 28 32 22 24 30 33 37.5 42 48 57 66 75 84 96 40 50 60 66 75 84 96 114 132 150 168 192 34 40 50 55 62.5 70 80 95 110 125 140 160 (3)绕组匝数和导线直径的计算 从变压器的电势公式E=4.4