；保密等级机密★20年Q/DX 青岛鼎信通讯股份有限公司技术文档^工频变压器设计简介2015 - 04 - 08发布2015 - 04 - 09 实施青岛鼎信通讯股份有限公司发布目录1 概述............................................................... 错误!未定义书签。

变压器的基本工作原理............................................ 错误!未定义书签。

变压器空载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。

变压器负载工作状态.............................................. 错误!未定义书签。

2 电子变压器的基本结构和材料......................................... 错误!未定义书签。

铁心及材料...................................................... 错误!未定义书签。

铁心的加工方法.................................................. 错误!未定义书签。

铁心材料........................................................ 错误!未定义书签。

3 电源变压器的主要技术参数........................................... 错误!未定义书签。

功率容量........................................................ 错误!未定义书签。

功率因数........................................................ 错误!未定义书签。

效率............................................................ 错误!未定义书签。

电压调整率...................................................... 错误!未定义书签。

空载电流及其百分比.............................................. 错误!未定义书签。

空载损耗........................................................ 错误!未定义书签。

温升............................................................ 错误!未定义书签。

设计电源电压器所必需的技术参数 .................................. 错误!未定义书签。

4 电源变压器的基本计算公式........................................... 错误!未定义书签。

空载工作时...................................................... 错误!未定义书签。

负载工作时...................................................... 错误!未定义书签。

匝数计算........................................................ 错误!未定义书签。

5 电源变压器铁心选择和电磁参量确定方法 ............................... 错误!未定义书签。

电源变压器铁心选择.............................................. 错误!未定义书签。

电源变压器电磁参数的确定........................................ 错误!未定义书签。

6 电源变压器结构参数计算............................................. 错误!未定义书签。

窗口利用系数.................................................... 错误!未定义书签。

散热面积........................................................ 错误!未定义书签。

7 实例设计........................................................... 错误!未定义书签。

8 国网单相表（0527）电源设计......................................... 错误!未定义书签。

原理图.......................................................... 错误!未定义书签。

电气参数：...................................................... 错误!未定义书签。

变压器参数计算.................................................. 错误!未定义书签。

9 设计计算时应注意其他问题........................................... 错误!未定义书签。

漏感计算........................................................ 错误!未定义书签。

绕组的分布...................................................... 错误!未定义书签。

屏蔽............................................................ 错误!未定义书签。

10 文档使用范围...................................................... 错误!未定义书签。

1 概述1.1 变压器的基本工作原理变换电能以及把电能从一个电路传递到另一个电路的静止电磁装置称为变压器。

在交流电路中，应电动势。

按电磁感应定律，其有效值为4m 1Φ110*f 4-=C S B N K E （1）4m 2Φ210*f 4-=c S B N K E （2）式中 1E -----初级自感电动势（V ）； 2E -----次级互感电动势（V ）ΦK -----电压的波形因数，对于正弦波，ΦK =；对于方波ΦK =1； f -----交流电源的频率（Hz ）； 1N -----初次绕组匝数；2N -----次级绕组匝数m B -----磁感应强度振幅值（T ）； c S -----铁心的有效截面积（2c m ）绕组中的感应电动势正比于该绕组的匝数，式（1）除以式（2）得；2121N N E E = （3） 如果忽略初级绕组和铁心的损耗，并假定所有磁通量都沿着铁心的磁路而闭合，则在初级绕组中的磁通量Φ所产生的自感电动势E ，按楞次定律，其数值与所加电压相等，而其符号相反，即11-E U =实际上，变压器空载电流，除了为在变压器铁心中建立磁通Φ所需的磁化分量I 之外，还包括由于铁心损耗所引起的有用功分量Ic ，因此，空载电流 C I I I +=Φ0此外，变压器初级绕组具有直流电阻r,因而在初次绕组中产生有功电压降Δu al E r I -==101Δu式中 E-----补偿初级绕组电压降而假定的电动势。

流过初级绕组的电流，不仅建立沿铁心磁路闭合的主磁通Φ，而且建立沿空气闭合的漏磁通Φsl ，这个漏磁通在初级绕组中感应漏电动势，即 101s s X I E -=式中Xs1----初级绕组的漏感抗根据电动势相平衡的定律，外施电压U 应与E ，E 和E 的矢量相平衡，即101111a 11)-S s X I Ir E E E E U ++-=++=（空载时，初级绕组的电压降一般是很小的，所以U 和E 值相差很小，故变压器空载电压比仍可近似等于其匝数比。

即2121N N U U ≈对于中小功率变压器来说，由于次（初）级漏感较小，故X 或L 可忽略不计，此时1011r I E U +-≈1.3 变压器负载工作状态图 1.3变压器负载工作原理图在变压器初级绕组供给电压U1，次级绕组与负载相连。

这时，次级绕组将有电流I 流过，在铁心中产生磁通Φ，Φ的方向应与Φ方向相反。

Φ穿过初级绕组后，初级绕组便从电源取得电流I ，而I 有产生与Φ相反的磁通Φ。

显然，Φ=-Φ，两个磁通相互抵消，结果，磁路中只剩下一个由空载电流所建立的磁通Φ。

电流I 的数值可依据能量守恒定律求得。

如果忽略铁心和绕组的功率损耗，则初级绕组的功率就等于次级绕组的功率，即2211I E I E =所以1221I I E E = (4) 比较式（3）和式（4）可得1221I I N N = 或者 1221N N I I = 上面已经确定，当负载电流的数值不同时，变压器铁心中的磁通是不变的。

因此，建立该磁通的磁势也是不变的。

由此可得H aw w =0a式中aw-----空载时的安匝数 aw-----负载时的安匝数 空载时的安匝数为100a N I w =在负载情况下，初、次级绕组安匝数总和为2211N I N I aw H += 故 221110N I N I N I += (5)式（5）称为磁势平衡方程式变压器带负载工作时，除了沿铁心磁路而闭合的主磁通外，还有沿空气闭合的漏磁通Φ、Φ，这个磁通在初级和次级绕组中感应出漏电动势111s S X I E -= 222S S X I E -=当电源和变压器初级绕组构成闭合回路时，111111s X I r I E U ++-=在变压器次级绕组（产生电动势E ）和负载构成的闭合回路中，可依据电动势平衡定律求得22222222r 2S r X I I U E E U E S ++=--=同样，对中小功率变压器，可忽略漏感抗X 和X ，此时1111r I E U +-= 2222r I U E +=但是，当工作频率升高时，其漏感的影响将逐渐增大，因此，音频变压器、高频变压器、脉冲变压器必须考虑漏感的影响。

在等效电路计算中，往往把次级参数变换（又称反射或归算）到初级，设变压器次级负载电阻为R222I U R =反射到初级的电阻为'2R 其值为11'2I U R =由式（3）和式（4）经变换后得211122112212'2)(..N N I I E E I I U U R R =≈= 或2221'2)(R N N R = 若变压器次级阻抗为Z ，则反射到初级的阻抗'2Z 为22'2)(12N N Z Z =改变（N1/N2）值，就可以改变'2Z 值，这就是变压器变换阻抗的原理。