变压器设计

变压器将电力从一个电路传送到另一电路而不会变化频率。它包含主要和次要绕组。初级绕组连接到主电源并次级到所需电路。在我们的项目电路，我们根据我们在项目的要求下设计了低功耗（10 kVA）单相50赫兹电力变压器。

变压器基本上有三种类型：

1. 核心类型
2. 壳牌类型
3. 环形

在核心中，绕组绕组围绕芯的一部分，而在壳体芯中环绕绕组。在核心类型中，有两种主要类型即E-I型和U-T型。在这方面变压器设计，我们使用了e-i核心类型。与环形相比，我们选择E-I核心时，卷绕在绕组更容易，但效率非常高（95％-96％）。这是因为环形核心相对较少的磁通量损失。

该项目中使用的变压器是

1. 系列变压器：提供所需的升压或降压电压和
2. 控制变压器：用于传感输出电压和电源。

设计公式：

在这里，我们将绕组数据参考搪瓷铜线台和变压器冲压台的尺寸，以选择变压器的输入和输出绕组和核心的规格。

遵循设计过程假设给出了以下变压器的规格： -

• 二次电压（VS）
• 二次电流（是）
• 转向比率（n2 / n1）

从这些给定的细节，我们计算舌宽，堆叠高度，核心类型，窗口区域如下： -

• 二次电压-AMPS（SVA）=二次电压（VS）*二次电流（是）
• 初级伏放大器（PVA）=二次电压-AMPS（SVA）/ 0.9（假设变压器的效率为90％）
• 初级电压（VP）=次级电压（VS）/匝数比（N2 / N1）
• 初级电流（IP）=初级电压（PVA）/初级电压（VP）
• -铁芯面积(CA) = 1.15 *√(一次伏安(PVA))
• 总核心区（GCA）=核心区域（CA）* 1.1
• 绕组上的匝数由诸如： - 每个伏特（TPV）= 1 /（4.44 * 10-4 *核心区域*频率*通量密度）

搪瓷铜线上的绕组数据

（@ 200a /cm²）

最大限度。电流容量（AMP）	转/平方。厘米	SWG.		最大限度。电流容量（AMP）	转/平方。厘米	SWG.
0.001	81248.	50.		0.1874	711.	29.
0.0015.	62134	49.		0.2219	609.	28.
0.0026	39706.	48.		0.2726	504.	27.
0.0041	27546	47.		0.3284	415.	26.
0.0059	20223	46.		0.4054	341.	25.
0.0079	14392	45.		0.4906	286.	24.
0.0104	11457.	44.		0.5838	242.	23.
0.0131.	9337	43.		0.7945	176.	22.
0.0162	7755.	42.		1.0377	137.	21.
0.0197	6543	41.		1.313	106.	20.
0.0233	5595.	40		1.622	87.4	19.
0.0274	4838	39.		2.335	60.8	18.
0.0365	3507	38.		3.178	45.4	17.
0.0469	2800	37.		4.151	35.2	16.
0.0586	2286	36.		5.254	26.8	15.
0.0715	1902年	35.		6.487	21.5.	14.
0.0858	1608.	34.		8.579	16.1	13.
0.1013	1308	33.		10.961	12.8	12.
0.1182	1137.	32.		13.638	10.4	11.
0.1364	997.	31.		16.6	8.7	10.
0.1588	881.	30.

变压器冲压的尺寸（核心表）：

类型数	舌宽（cm）	窗口区域（SQ。cm）		类型数	舌宽（cm）	窗口区域（SQ。cm）
17.	1.27	1.213		9.	2.223	7.865
12A	1.588	1.897		9A	2.223	7.865
74.	1.748	2.284		11A	1.905	9.072
23.	1.905	2.723		4A	3.335	10.284
30.	2	3.		2	1.905	10.891
	1.588	3.329		16.	3.81	10.891
31.	2.223	3.703		3.	3.81	12.704.
10.	1.588	4.439		4AX.	2.383	13.039
15.	2.54	4.839		13.	3.175	14.117
33.	2.8	5.88		75.	2.54	15.324
1	1.667	6.555.		4.	2.54	15.865
14.	2.54	6.555.		7.	5.08	18.969
11.	1.905	7.259		6.	3.81	19.356
34.	1.588	7.529		35A	3.81	39.316
3.	3.175	7.562		8.	5.08	49.803

对于电源供电的操作，频率为50Hz，而磁通密度可作为1WB / SQ cm。对于普通钢冲压和1.3WB / SQ CM用于CRGO冲压，具体取决于要使用的类型。

因此

• 初级匝数（n1）=每伏（TPV）匝数*初级电压（V1）
• 次要匝数（n2）=每个伏特（TPV）匝数*二次电压（V2）* 1.03（假设在变压器绕组中有3％掉落）
• 叠片的横向宽度近乎给出： -

舌宽(Tw) = Sqrt * (GCA)

当前密度

它是每单位横截面积电线的当前承载能力。它以amp /cm²为单位表示。上述线表是在200a / cm 2的电流密度下连续额定值。对于变压器的非连续或间歇操作模式，可以选择高达400A / cm 2的更高密度，即，正常密度的两倍，以节省单位成本。它选择了，适用于连续操作情况的间歇操作情况的温度升高。

因此，根据所选择的当前密度，我们现在计算要在线表中搜索的主电流和辅助电流的值，以选择SWG： -

N1A =初级电流（IP）计算/（电流密度/ 200）

N2A =次级电流（是）计算/（电流密度/ 200）

对于这些一次和二次电流的值，我们从线表中选择相应的SWG和每平方厘米匝数。然后我们继续计算如下:-

• 主要区域（PA）=主要转弯（N1）/（每个SQCM的主要转弯）
• 次要区域（SA）=次要转弯（N2）/（每个SQCM的次要转弯）
• 核心所需的总窗口区域： -

总面积（TA）=主要区域（PA）+次要区域（SA）

• 前者和绝缘所需的额外空间可以作为实际绕组区域所需的30％额外的空间。根据实际卷绕方法，该值可能必须修改。

窗口区域（Wacal）=总面积（TA）* 1.3

对于上述舌宽的计算值，我们从核心表中选择核心号码和窗口区域，确保所选择的窗口区域大于或等于总核心区域。如果不满足该条件，我们可以获得更高的舌宽，确保堆叠高度的相应减小的相同条件，以便保持近似恒定的总核心区域。

因此，我们从核心表中获得舌宽（扁皱）和窗口区域（（awa））

• 堆叠高度=总核心区域/舌宽（（可用）（ATW））。

对于商业上可获得的以前的尺寸目的，我们将堆叠高度与舌宽比近似到1.25,1.5,1.75的最近图。在最坏的情况下，我们采取等于2的比率。然而，可以采取任何比例，这将呼吁制作自己的前者。

如果该比率大于2，则选择更高的舌宽（ATW），确保如上所述的所有条件。

• 堆叠高度（HT）/舌宽（ATW）=（某种比率）
• 修改堆叠高度=舌宽（ATW）*标准比值最接值
• 改进的总核心区域=舌宽（ATW）*改装堆叠高度。

相同的设计程序适用于控制变压器，在我们需要确保堆叠高度等于舌宽。

因此，我们找到给定规范的核心号码和堆栈高度。

使用示例设计变压器：

• 给定的细节如下： -
• 秒。电压（VS）= 60V

秒电流（是）= 4.44a

• 每比率转（n2 / n1）= 0.5

现在我们必须计算如下： -

• sec.Volt-AMPS（SVA）= VS * = 60 * 4.44 = 266.4VA
• Prim.Volt-AMPS（PVA）= SVA / 0.9 = 296.00VA
• prim.voltage（vp）= v2 /（n2 / n1）= 60 / 0.5 = 120v
• prim.crort（IP）= PVA / VP = 296.0 / 120 = 2.467A
• 核心区域（CA）= 1.15 * SQRT（PVA）= 1.15 * SQRT（296）=19.785cm²
• 总核心区（GCA）= CA * 1.1 = 19.785 * 1.1 =21.76cm²
• 每个伏特（TPV）= 1 /（4.44 * 10-4 * CA *频率*通量密度）= 1 /（4.44 * 10-4 * 19.785 * 50 * 1）= 2.272每伏
• prim.turns（n1）= tpv * vp = 2.276 * 120 = 272.73转
• sec.turns（n2）= tpv * vs * 1.03 = 2.276 * 60 * 1.03 = 140.46转弯
• 舌宽（TW）= SQRT *（GCA）= 4.690厘米
• 我们正在选择电流密度为300A /cm²，但电线表中的电流密度给出了200A /cm²
• 主要电流搜索值= IP /（电流密度/ 200）= 2.467 /（300/200）= 1.644A
• 次级电流搜索值=是/（电流密度/ 200）= 4.44 /（300/200）= 2.96A

对于这些一次和二次电流的值，我们从线表中选择相应的SWG和每平方厘米匝数。

SWG1 = 19 SWG2 = 18

每个SQCM的初级=87.4cm²每个SQCM的每个SQCM = 60.8cm²

• 主要区域（PA）=每个SQCM的N1 /匝数（初级）= 272.73 / 87.4 =3.120cm²
• 次级面积(sa) = n2 /匝数每平方厘米(次级)= 140.46 / 60.8 = 2.310 cm²
• 总面积（处）= PA + SA = 3.120 + 2.310 =5.430cm²
• 窗口区域（WA）=总面积* 1.3 = 5.430 * 1.3 =7.059cm²

对于上述舌宽的计算值，我们从核心表中选择核心号码和窗口区域，确保所选择的窗口区域大于或等于总核心区域。如果不满足该条件，我们可以获得更高的舌宽，确保堆叠高度的相应减小的相同条件，以便保持近似恒定的总核心区域。

因此，我们从核心表中获得可用的舌宽（TwaVail）和窗口区域（（awa））：

• 所以舌宽可用（ATW）= 3.81cm
• 可用窗口区域（AWA）=10.891cm²
• 核心号= 16
• 堆叠高度= gca / atw = 21.99 / 3.810 = 5.774cm

出于性能原因，我们将堆叠高度近似到舌宽（ATW）比到1.25,1.5和1.75的最近图。在最坏的情况下，我们将比率等于2。

如果比率大于2，则选择更高的舌宽，确保如上所述。

• 堆叠高度（HT）/舌宽（ATW）= 5.774 / 3.81 = 1.516
• 修改堆叠高度=舌宽（ATW）*标准比率最接值= 3.810 * 1.516 = 5.715cm
• 改进的总核心区域=舌宽（ATW）*改装堆叠高度= 3.810 * 5.715 = 21.774cm²

因此，我们找到给定规范的核心号码和堆栈高度。

具有示例的小型控制变压器的设计：

给定的细节如下： -

• 秒。电压（VS）= 18V
• SEC电流（是）= 0.3a
• 每个比率转（n2 / n1）= 1

现在我们必须计算如下： -

• sec.Volt-AMPS（SVA）= VS * = 18 * 0.3 = 5.4VA
• Prim.Volt-AMPS（PVA）= SVA / 0.9 = 5.4 / 0.9 = 6VA
• 原因。电压（vp）= v2 /（n2 / n1）= 18/1 = 18V
• 原因。电流（IP）= PVA / VP = 6/18 = 0.333A
• 核心区域（CA）= 1.15 * SQRT（PVA）= 1.15 * SQRT（6）=2.822cm²
• 交叉核面积(GCA) = CA * 1.1 = 2.822 * 1.1 = 3.132 cm²
• 每伏（TPV）= 1 /（4.44 * 10-4 * CA *频率*助焊剂密度）= 1 /（4.44 * 10-4 * 2.822 * 50 * 1）= 15.963每伏转弯
• 原因。转（n1）= tpv * vp = 15.963 * 18 = 287.337转弯
• sec.turns（n2）= tpv * vs * 1.03 = 15.963 * 60 * 1.03 = 295.957转弯
• 舌宽（TW）= SQRT *（GCA）= SQRT *（3.132）= 1.770厘米

我们选择电流密度为200A /cm²，但电线表中的电流密度给出了200a /cm²，然后

• 初级电流搜索值= IP /（电流密度/ 200）= 0.333 /（200/200）= 0.333A
• 次级电流搜索值=是/（电流密度/ 200）= 0.3 /（200/200）= 0.3a

对于这些主要和二次电流的值，我们选择相应的SWG并转动每平方。厘米来自电线桌。

SWG1 = 26 SWG2 = 27

打开每平方英尺。CM的初级= 415转动每个平方英尺。cm的次级= 504转弯

• 主要区域（PA）=每个SQCM（主）= 287.337 / 415 =0.692cm²的n1 /匝数
• 次要区域（SA）=每平方米的N2 /匝数（次要）= 295.957 / 504 =0.587cm²
• 总面积（AT）= PA + SA = 0.692 + 0.587 =1.280cm²
• 窗口区域（WA）=总面积* 1.3 = 1.280 * 1.3 = 1.663cm²

对于上述舌宽的计算值，我们从核心表中选择核心号码和窗口区域，确保所选择的窗口区域大于或等于总核心区域。如果不满足该条件，我们可以获得更高的舌宽，确保堆叠高度的相应减小的相同条件，以便保持近似恒定的总核心区域。

因此，我们从核心表中获得舌宽（扁皱）和窗口区域（（awa））

• 所以舌宽可用（ATW）= 1.905cm
• 可用窗口区域（AWA）=18.969cm²
• 核心号= 23
• 堆栈高度= GCA / ATW = 3.132 / 1.905 = 1.905cm

因此控制变压器设计了。